JP2008219699A - 低雑音増幅器回路、高周波回路、高周波部品及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信装置等において信号の増幅に用いられる低雑音増幅器回路においてゲイン特性を平坦化し、広帯域の使用に好適な低雑音増幅器回路並びにそれを用いた高周波回路、高周波部品および通信装置を提供する。
【解決手段】トランジスタ１と、前記トランジスタ１のベースに接続される入力経路と、前記トランジスタ１のコレクタに接続される出力経路とを有する低雑音増幅器回路であって、前記出力経路のノード２と前記入力経路のノード３とを抵抗ＲＬ２を介して接続するフィードバック回路を有し、前記入力経路のノード３と前記トランジスタ１のベースとの間にキャパシタＣＬ１を接続したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子電気機器間における無線伝送を行う無線通信装置等において信号の増幅に用いられる低雑音増幅器回路、並びにそれを用いた高周波回路、高周波部品および通信装置に関する。

現在、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に代表される無線ＬＡＮによるデータ通信が広く一般化している。例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、プリンタやハードディスク、ブロードバンドルータなどのＰＣの周辺機器、ＦＡＸ、冷蔵庫、標準テレビ（ＳＤＴＶ）、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）、カメラ、ビデオ、携帯電話等々の電子機器、自動車内や航空機内での有線通信に代わる信号伝達手段として採用され、それぞれの電子電気機器間において無線データ伝送が行われている。

無線ＬＡＮの規格として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiples：直交周波数多重分割）変調方式を用いて、最大５４Ｍｂｐｓの高速データ通信をサポートするものであり、その周波数帯域は５ＧＨｚ帯が利用される。またＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、ＤＳＳＳ（Direct Sequence Spread Spectrum：ダイレクト・シーケンス・スペクトル拡散）方式で、５．５Ｍｂｐｓ、１１Ｍｂｐｓの高速通信をサポートするものであり、無線免許なしに自由に利用可能な、２．４ＧＨｚのＩＳＭ（Industrial，Scientific and Medical：産業、科学及び医療）帯域が利用される。またＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、ＯＦＤＭ変調方式を用いて、最大５４Ｍｂｐｓの高速データ通信をサポートするものであり、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂと同様に２．４ＧＨｚ帯域が利用される。
以下の説明ではＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇを第１の通信システム（１１ｂｇ）とし、ＩＥＥＥ８０２．１１ａを第２の通信システム（１１ａ）として説明する。

このような無線ＬＡＮを用いたマルチバンド通信装置が特許文献１に記載されている。このマルチバンド通信装置に用いられる高周波回路は、通信周波数帯が異なる２つの通信システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）で送受信が可能な２個のデュアルバンドアンテナと、送信側回路、受信側回路との接続を切り替える４つのポートを備えた高周波スイッチと、高周波スイッチの一つのポートと送信側回路との間に配置される分波回路と、高周波スイッチの他のポートと受信側回路との間に配置される分波回路とを備え、ダイバーシティ受信可能なものが開示されている。特に、特許文献１の図２０には、第一の受信端子と第二の受信端子に、微弱な受信信号を増幅し、受信感度を向上させるローノイズアンプ回路が設けられている構成が開示されている。

特許文献２の図２には低雑音増幅器（ローノイズアンプ回路）の一例が開示されている。特許文献２の図２に開示の低雑音増幅器は、増幅器の入力と出力の間に結合されたフィードバックネットワークを備え、該フィードバックネットワークはＤＣブロッキング要素と、該ＤＣブロッキング要素に直列に接続された抵抗要素を含む。特許文献２では、かかる構成により高いゲインが得られるとされている。

ＷＯ２００６／００３９５９号公報 特開２００４−２４８２５２号公報

特許文献２に示されたローノイズアンプでは、高いゲインが期待できる。しかしながら、低雑音増幅器（ローノイズアンプ）を、異なる周波数帯域を使用するマルチバンド通信装置のように広帯域で用いようとする場合は、低い周波数においては高いゲイン特性が得られるが、高い周波数においてはローノイズアンプの周波数特性により低いゲイン特性しか得られない場合があった。また、入力飽和電力はゲイン特性に比例するため、ゲイン特性が高すぎる場合、低雑音増幅器自体の飽和により受信信号を効率良く増幅する事の妨げとなる。このため、ゲイン特性の周波数依存性が平坦であることが必要とされる。このような要求に対しては、前記ローノイズアンプの構成は必ずしも十分なものとは言えず、ゲイン特性が平坦な低雑音増幅器が望まれていた。

本発明は上述の問題点に鑑み、無線通信装置等において信号の増幅に用いられる低雑音増幅器回路においてゲイン特性を平坦化し、広帯域の使用に好適な低雑音増幅器回路並びにそれを用いた高周波回路、高周波部品および通信装置を提供するものである。

本発明の低雑音増幅器回路は、トランジスタと、前記トランジスタのベースに接続される入力経路と、前記トランジスタのコレクタに接続される出力経路とを有する低雑音増幅器回路であって、前記出力経路のノードと前記入力経路のノードとを抵抗を介して接続するフィードバック回路を有し、前記入力経路のノードと前記トランジスタのベースとの間にキャパシタを接続したことを特徴とする。かかる構成によれば、低雑音増幅器回路のゲイン特性の平坦化を図ることができる。

また、前記低雑音増幅器回路において、前記フィードバック回路の前記抵抗に直列にインダクタンス素子が接続されていることが好ましい。前記インダクタンス素子のインピーダンスは高い周波数では大きくなるため、低い周波数よりも高い周波数におけるフィードバック量を小さくする事が可能となる。従って該構成によれば高い周波数でのゲイン特性を高く設定でき、ゲイン特性の周波数依存性を更に平坦にする事が可能となる。

さらに、前記低雑音増幅器回路において、前記入力経路に前記ノードを挟んで前記キャパシタとは反対側に直流カットキャパシタを有し、前記キャパシタの容量値は前記直流カットキャパシタの容量値よりも小さいことが好ましい。直流カットキャパシタは、使用周波数帯域では、ほぼショートになるように容量値が設定される。前記キャパシタの容量値を前記直流カットキャパシタの容量値よりも小さくしておくことによって、使用周波数帯域において前記キャパシタを整合回路の一部として有効に機能させることができる。また、特許文献２の図２に示された様なフィードバック回路にキャパシタを設ける場合と比較して、キャパシタの容量値を小さくできるため、前記トランジスタのベース電圧のＯＮＯＦＦ制御による信号の立ち上がりを速めることができる。

また、本発明の高周波回路は、送受信が可能なアンテナと接続するアンテナ端子と、送信信号が入力される送信端子と、受信信号が出力される受信端子と、前記アンテナ端子と、前記送信端子又は前記受信端子との接続を切り替えるスイッチ回路とを有し、前記スイッチ回路と前記受信端子との間に前記いずれかの低雑音増幅器回路を設けたことを特徴とする。前記構成を有する低雑音増幅器回路を用いれば、広帯域の送受信に好適な高周波回路を提供することが可能となる。また、該高周波回路における信号の立ち上がり時間を短縮することができる。

また、本発明の他の高周波回路は、二つ以上の異なる周波数帯域を選択的に用いて無線通信を行うマルチバンド無線装置に用いられる高周波回路であって、前記異なる周波数帯域において送受信が可能なアンテナと接続するアンテナ端子と、前記異なる周波数帯域の送信信号が入力される二つ以上の送信端子と、前記異なる周波数帯域の受信信号が出力される二つ以上の受信端子と、前記アンテナ端子と、前記送信端子又は前記受信端子との接続を切り替えるスイッチ回路と、前記スイッチ回路と前記二つ以上の受信端子との間に設けられた分波回路とを有し、前記スイッチ回路と前記分波回路との間に前記いずれかの低雑音増幅器回路を設けたことを特徴とする。ゲイン特性の平坦性に優れる前記低雑音増幅器回路を、マルチバンド無線装置に用いられる高周波回路の受信経路に設けることによって、ゲイン特性に優れた高周波回路を提供できる。

さらに、前記高周波回路において、前記二つ以上の異なる周波数帯域における前記低雑音増幅器回路ゲインの偏差が５ｄＢ以下であることが好ましい。かかる構成によれば、二つ以上の異なる周波数帯域を一つの低雑音増幅器回路で対応することができる。

また、本発明の高周波部品は、前記いずれかの高周波回路を有する高周波部品であって、前記高周波回路は、複数の層に電極パターンを形成し積層一体化してなる積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子によって構成されていることを特徴とする。ゲイン特性の平坦性に優れる低雑音増幅器回路を用いれば、ゲイン特性に優れた高周波部品を提供することができる。また、使用する低雑音増幅器回路の数を減らすことができ、積層一体化と相俟って高周波部品の小型化に寄与する。

また、前記高周波部品を用いて通信装置を構成してもよい。

本発明によれば、無線通信装置等において信号の増幅に用いられる低雑音増幅器回路においてゲイン特性を平坦化し、広帯域の使用に好適な低雑音増幅器回路並びにそれを用いた高周波回路、高周波部品および通信装置を提供する。例えば、無線ＬＡＮの２．４ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｇと５ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの２以上の通信システムで共用可能な低雑音増幅器回路、高周波回路、高周波部品、およびこれを用いた通信装置に好適な構成を提供する。

以下、本発明の実施態様を図面を参照して説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。図１は本発明の一実施形態の低雑音増幅器回路の回路図を示す。該低雑音増幅器回路は、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）と５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｈ）の２つの通信システムを共用する場合を想定している。

図１に示す低雑音増幅器回路は、トランジスタ１を有し、該トランジスタ１のベースに接続される入力経路と、該トランジスタ１のコレクタに接続される出力経路を備える。さらに、前記低雑音増幅器回路は、出力の一部を入力にフィードバックして広帯域での入出力整合をとるフィードバック回路を有する。該フィードバック回路は、出力端子Out_LNAと前記コレクタとの間の出力経路のノード２と、入力端子IN_LNAと前記ベースとの間の入力経路のノード３とを、抵抗ＲＬ２を介して接続している。図１に示す低雑音増幅器回路では、さらに、前記入力経路のノード３とトランジスタ１のベースとの間にキャパシタＣＬ１を接続してある。かかる点が本発明の特徴の一つである。ここで、従来の低雑音増幅器回路を図８に示す。図８に示す従来例では、キャパシタＣＬ１はフィードバック回路に直列に接続されている。このキャパシタＣＬ１はベース側の電圧とコレクタ側の電圧を分離し、さらに通過帯域の信号を低雑音増幅回路の出力側から入力側へフィードバックするために接続されているが、図８に示すようにフィードバック回路に配置しようとすると、例えば２〜６ＧＨｚ帯においては１５ｐＦ程度の大きな容量値にする必要がある。これに対して、図１に示す実施形態における位置にキャパシタＣＬ１を配置した場合は、フィードバック量は抵抗ＲＬ２のみで決定できるため、大きな容量値である必要性はない。また、キャパシタＣＬ１はベース側の電圧とコレクタ側の電圧を分離する機能および入力整合回路の一部の機能を有し、例えば２．４ＧＨｚ帯において２ｐＦ程度の低い容量値に設定する事により、キャパシタＣＬ１を整合回路の一部として使用することができる。使用するキャパシタの容量値を小さくすることができるので、トランジスタのベース電圧のＯＮＯＦＦ制御による信号の立ち上がりに要する時間を短縮することが可能である。図１に示すキャパシタＣＬ１の配置を採用することは、さらに以下の重要な効果をもたらす。すなわち、キャパシタＣＬ１を入力経路のノード３とトランジスタ１のベースとの間に接続することにより、低雑音増幅器回路のゲイン特性を平坦なものとすることが可能である。これは、キャパシタＣＬ１のインピーダンスが周波数に対して反比例するためである。つまり、キャパシタＣＬ１を適度な値に設定する事により、低い周波数では高インピーダンスとして働き、高い周波数では低インピーダンスとして働くため、ゲイン特性の周波数依存性を平坦にする事が可能となる。キャパシタＣＬ２をフィードバック回路に設ける図８の構成では、ゲイン特性は山を持つため広帯域特性が必要な場合には不十分となる。これに対して、図１に示す前記構成を採用すれば、広帯域な低雑音増幅器回路を提供することができる。かかる構成はマルチバンド通信システムの受信信号の増幅に好適なものとなる。前記構成によって、２つ以上の異なる周波数帯域におけるゲインの偏差が５ｄＢ以下となるようにすれば、優れた受信側回路を有するマルチバンド通信用の高周波回路が実現できる。この高周波回路についてさらに後述する。図１に示す構成によれば、例えば２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）と５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｈ）の２つの通信システムで共用する、優れた低雑音増幅器回路が実現される。

図１を用いて低雑音増幅器回路についてさらに説明する。図１の構成では、トランジスタ１のエミッタは接地されている。出力経路にはインダクタＬＬ１を介して供給電源端子Ｖｃｃが接続され、該端子から直流電流が供給される。インダクタＬＬ１はチョークインダクタとして働き、接地キャパシタＣＬ４との組み合わせにより通過帯の高周波信号が電源へリークする事を防ぐ。入力経路のキャパシタＣＬ１とベースの間に、抵抗ＲＬ１を介して制御電源端子Ｖｂが接続されている。抵抗ＲＬ１は低雑音増幅器回路の動作点を調整する。さらに、入力経路のノード３と入力端子In_LNAとの間にはＤＣカットキャパシタＣＬ２が接続されている。また、一方出力経路のノード２と出力端子Out_LNAとの間にもＤＣカットキャパシタＣＬ３が接続されている。なお、供給電源、制御電源に係る構成は図に示すものに限らず、他の構成を用いることもできる。例えば図２に示すように、１の供給電源端子Ｖｃｃを備え、電源を共用する構成としてもよい。該構成では、１の供給電源端子Ｖｃｃが抵抗ＲＬ１を介して入力経路に、インダクタＬＬ１を介して出力経路に接続される。かかる構成によれば１の電源で低雑音増幅器回路のオンオフ制御が可能となり、回路が簡略化され、小型化、コスト低減に寄与する。

上記ように図１および図２の実施形態におけるキャパシタＣＬ１は、従来の低雑音増幅器回路でも使用されているＤＣカットキャパシタＣＬ２とは、配置も機能も異なる。すなわち、ＤＣカットキャパシタを設ける構成としては、入力経路にノード３を挟んでキャパシタＣＬ１とは反対側に直流カットキャパシタＣＬ２を設ける構成となる。この場合、キャパシタＣＬ１の容量値は直流カットキャパシタＣＬ２の容量値よりも小さくする。直流カットキャパシタは、使用周波数帯域では、ショートとみなせるように容量値が設定されるが、前記キャパシタＣＬ１は使用周波数帯域でキャパシタとして有効に機能させるため、インピーダンスを維持するよう容量値を設定する。

図３には、本発明に係る他の実施形態を示す。図３に示す構成では、フィードバック回路の抵抗ＲＬ２に直列にインダクタンス素子ＬＬ２が接続されている。前記インダクタンス素子のインピーダンスは高い周波数では大きくなるため、低い周波数よりも高い周波数におけるフィードバック量を小さくする事が可能となる。従って図３の構成によれば高い周波数でのゲイン特性を高く設定でき、ゲイン特性の周波数依存性を更に平坦する事が可能ととなる。この時、ゲイン特性向上および周波数依存性の平坦化を実現する上では、前記インダクタンス素子として、自己共振周波数が使用する通過帯域より大きく、更に通過帯域におけるＱ値が１０以上の特性のものを使用する事が望ましい。

次に、上記低雑音増幅器回路を用いた高周波回路の実施形態を説明する。図４には、２以上の異なる周波数帯域を選択的に用いて無線通信を行うマルチバンド無線装置に用いられる高周波回路の具体例として、２.４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮと５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮを扱うデュアルバンドの高周波回路を示す。該高周波回路は、２.４ＧＨｚと５ＧＨｚの異なる周波数帯域において送受信が可能なアンテナと接続するアンテナ端子Ａｎｔと、２.４ＧＨｚと５ＧＨｚの周波数帯域の送信信号がそれぞれ入力される送信端子Tx_b、Tx_aと、２.４ＧＨｚと５ＧＨｚの受信信号が出力される受信端子Rx_b、Rx_aを備える。さらに、該高周波回路は、アンテナ端子Ａｎｔと、送信端子Tx_b、Tx_a又は受信端子Rx_b、Rx_aとの接続を切り替えるスイッチ回路（ＳＰＤＴ１）１０１と、スイッチ回路１０１と受信端子Rx_b、Rx_aとの間に設けられた分波回路（Ｄｉｐ１）１０３とを有する。スイッチ回路１０１と分波回路１０３との間には、例えば図１に示す本発明に係る低雑音増幅器回路（ＬＮＡ）１０９を設ける。

図４に示す高周波回路についてさらに詳述する。図４に示す回路ブロックの高周波回路は、スイッチ回路１０１の送信経路側と分波回路１０３との間に検波回路（ＤＥＴ）１０２が接続されている。第１の分波回路１０３は、低周波側フィルタ回路と高周波側フィルタ回路から構成され、低周波側フィルタ回路は２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの送信信号を通過させ、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの送信信号を減衰させる。一方、高周波側フィルタ回路は５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの送信信号を通過させ、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの送信信号を減衰させる。この第１の分波回路１０３の低周波側フィルタ回路に第１のパワーアンプ回路（ＰＡ１）１０５が接続され、その第1のパワーアンプ回路１０５に第1のバンドパスフィルタ回路（ＢＰＦ１）１０７が接続されて、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの送信端子Tx_bに接続されている。ここで、バンドパスフィルタ回路１０７は送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去し、第１のパワーアンプ回路１０５は、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの送信側回路から入力される送信信号を増幅し、第１の分波回路１０３の低周波側フィルタ回路は第１のパワーアンプ回路１０５にて発生する高調波信号を減衰する作用がある。そして、第１の分波回路１０３の高周波側フィルタ回路にはローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０４が接続され、さらに第２のパワーアンプ回路（ＰＡ２）１０６が接続され、第２のパワーアンプ回路１０６に第２のバンドパスフィルタ回路（ＢＰＦ２）１０８が接続されて、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの送信端子Tx_aに接続されている。ここで、バンドパスフィルタ回路１０８は送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去し、第２のパワーアンプ回路１０６は、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの送信側回路から入力される送信信号を増幅し、ローパスフィルタ１０４は増幅された送信信号を通過させるが、第２のパワーアンプ回路１０６にて発生する高調波信号を減衰する作用がある。またスイッチ回路１０１の受信経路側に低雑音増幅器回路１０９が接続され、次いで第２の分波回路（Ｄｉｐ２）１１０が接続されている。この低雑音増幅器回路１０９は、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信信号並びに５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信信号を増幅する。２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮの受信信号を増幅可能なよう、広帯域をカバーするものとして本発明に係る低雑音増幅器回路を用いる事が望ましい。従来技術で一般的に使用される回路構成のように、分波回路で分岐した２つの受信経路のそれぞれに低雑音増幅器回路を設ける構成とすることも可能である。しかし、前記回路構成によれば、２つの低雑音増幅器回路を使用する必要がないので、小型化、低コスト化が可能であり、さらには低雑音増幅器回路の入力側に分波回路およびバンドパス回路を使用する必要がないので、受信感度を向上できるなどの作用をもつ。第２の分波回路１１０は、低周波側フィルタ回路と高周波側フィルタ回路から構成され、低周波側フィルタ回路は２.４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信信号を通過させ、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信信号を減衰させる。一方、高周波側フィルタ回路は５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信信号を通過させ、２.４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信信号を減衰させる。この作用により低雑音増幅器回路で増幅された信号は、第２の分波回路１１０により分波され、２.４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信信号は第３のバンドパスフィルタ回路（ＢＰＦ３）１１１を介して２.４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信端Rx_bに出力され、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信信号は５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信端Rx_aに出力される。

また検波回路１０２は、スイッチ回路１０１と第１の分波回路１０３の間に設けられている。この検波回路は、第１の分波回路１０３と各パワーアンプ回路１０５、１０６とのそれぞれの間に設けることもできるが、この場合は検波回路が２つ必要になり、小型化には向いていない。また、各パワーアンプ回路１０５、１０６内に検波出力を設けることもできる。この検波回路１０２では、カプラにより検出した送信信号を基に検波用ダイオードで高周波電力を検波し、この検出信号をＲＦＩＣ回路などを介してフィードバックし、パワーアンプ回路１０５、１０６の制御に利用される。また、第１の分波回路１０３と第１のパワーアンプ回路１０５との間にローパスフィルタ回路を設けることもできる。これにより、第１のパワーアンプ回路１０５にて増幅された送信信号を通過させるが、第１のパワーアンプ回路１０５にて発生する高調波信号を減衰させることができる。また、第２の分波回路１１０と５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの受信端子Rx_aとの間にバンドパスフィルタ回路を設けることもできる。スイッチ回路１０１は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やダイオードなどのスイッチング素子を主構成とし、適宜インダクタンス素子、キャパシタンス素子を用いて構成することができ、ＳＰＤＴ（Single Pole Dual Throw）型のスイッチング機能を成すものを用いればよい。上記のように、フィルタ回路や検波回路の配置等は必要とされる特性に応じて変更することができる。

本発明に係る低雑音増幅器回路を用いた高周波回路は前記実施形態に限らない。デュアルバンドに限らず、トリプルバンドなど、２以上の異なる周波数帯域を選択的に用いて無線通信を行うマルチバンド無線装置用の高周波回路に適用できる。本発明に係る低雑音増幅器回路を用いることによって、２つ以上の異なる周波数帯域における低雑音増幅器回路のゲインの偏差を例えば５ｄＢ以下に抑えることが可能であり、優れた高周波回路を実現することができる。一方、マルチバンドに限らず、シングルバンドの無線装置に用いる高周波回路を構成することもできる。図５には１の周波数帯域を用いるシングルバンドの無線装置に用いる高周波回路を示してある。図５に示す高周波回路は、送受信が可能なアンテナと接続するアンテナ端子Ａｎｔと、送信信号が入力される送信端子Ｔｘと、受信信号が出力される受信端子Ｒｘと、アンテナ端子Ａｎｔと、送信端子Ｔｘ又は受信端子Ｒｘとの接続を切り替えるスイッチ回路１０１と有する。そして、スイッチ回路１０１と受信端子Ｒｘとの間に本発明に係る低雑音増幅器回路１０９を設ける。図５に示す構成では、検波回路１０２とスイッチ回路１０１との間にローパスフィルタ回路１０４を接続している。その他の構成については図４に示す構成と同様なので、それについては説明を省略する。

上記高周波回路を、複数の層に電極パターンを形成し積層一体化してなる積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子によって構成して高周波部品を提供することができる。前記積層体としては、例えばセラミック積層基板や樹脂基板などである。セラミック積層基板を例として高周波部品の構成を説明する。図６は、本発明に係る高周波部品の一実施態様であって、セラミック積層基板２００に搭載部品を搭載した様子を示す斜視図である。図１に示す低雑音増幅器回路を構成するトランジスタ１、抵抗ＲＬ１、ＲＬ２、キャパシタＣＬ１、インダクタＬＬ１、ＤＣカットキャパシタＣＬ１、ＣＬ２は、スイッチ回路ＳＰＤＴ１、第１、第２のパワーアンプ回路ＰＡ１、ＰＡ２とともにセラミック積層基板２００上に搭載されている。高周波スイッチ回路に用いられるフィルタ等の回路を構成するＬ、Ｃなどの回路素子の一部はセラミック積層基板２００の内部に電極パターンによって形成され、残りの部分はセラミック積層基板２００上にチップ部品として搭載されている。

セラミック積層基板２００は、例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）からなり、厚さが１０μｍ〜２００μｍのグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電ペーストを印刷して所定の電極パターンを形成し、複数のグリーンシートを適宜一体的に積層し、焼結することにより製造することが出来る。前記誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを複成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇを含む材料が用いられ、誘電率は５〜１５程度の材料を用いる。なお、セラミック誘電体材料の他に、樹脂積層基板や樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いてなる積層基板を用いることも可能である。また、前記セラミック基板をＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）技術を用いて、誘電体材料をＡｌ_２Ｏ_３を主体とするものとし、伝送線路等をタングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体として構成しても良い。

以上説明した高周波回路あるいはこれをセラミック積層基板を用いた高周波部品を例えば２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）と５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｈ）の２つの通信システムを共用可能なＲＦフロントエンド回路となし、これを備えた小型のマルチバンド通信装置を実現することが出来る。通信システムは上記した周波数帯域や通信規格に限るものではなく各種通信システムに利用可能である。また、２つの通信システムだけではなく、例えば高周波スイッチ回路を更に多段に切り替える態様をとることにより、より多数の通信システムに対応可能となる。マルチバンド通信装置としては、例えば携帯電話に代表される無線通信機器、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、プリンタやハードディスク、ブロードバンドルータ等のＰＣの周辺機器、ＦＡＸ、冷蔵庫、標準テレビ（ＳＤＴＶ）、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）、カメラ、ビデオ、等の家庭内電子機器などに展開が出来る。

図１の回路において、低雑音増幅器の周辺回路の定数ＣＬ１を２ｐＦ、ＲＬ２を５６０Ω、ＣＬ２、ＣＬ３を１５ｐＦ、ＣＬ４を１００ｐＦ、ＲＬ１を５６ｋΩ、ＬＬ１を８．２ｎＨで構成した場合（実施例１）と、定数ＣＬ１を２ｐＦ、ＲＬ２を５６０Ω、ＣＬ２、ＣＬ３を１５ｐＦ、ＣＬ４を１００ｐＦ、ＲＬ１を５６ｋΩ、ＬＬ１を８．２ｎＨ、ＬＬ２を３．９ｎＨで構成した場合（実施例２）のゲイン特性を図７に示す。また、図８に示した従来回路において、周辺回路の定数ＣＬ１を１５ｐＦ、ＲＬ２を５６０Ω、ＣＬ２、ＣＬ３を１５ｐＦ、ＣＬ４を１００ｐＦ、ＲＬ１を５６ｋΩ、ＬＬ１を８．２ｎＨで構成した場合（比較例）の特性を図７に示す。比較例の構成では、２．４ＧＨｚ〜５．８５ＧＨｚの周波数範囲におけるゲイン偏差が５ｄＢと大きく、トランジスタのベース電圧のＯＮＯＦＦ制御による信号の立ち上がりも０．８μｓｅｃとなった。これに対して実施例１では、１〜２ＧＨｚの低周波側でのゲインの盛り上がりを抑え、２．４ＧＨｚ〜５．８５ＧＨｚの周波数範囲において、１２ｄＢ以上を確保しつつ、ゲイン偏差は２ｄＢ以下、トランジスタのベース電圧のＯＮＯＦＦ制御による信号の立ち上がりが０.１μｓｅｃであった。実施例１の構成により、２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯のデュアルバンドに好適な特性を得る事ができた。また、フィードバック回路にＬＬ２を配置した実施例２では、５ＧＨｚ付近のゲインが増加し、ゲイン偏差が１ｄＢ以下、トランジスタのベース電圧のＯＮＯＦＦ制御による信号の立ち上がりが０.１μｓｅｃであった。すなわち、ゲイン偏差が小さく、ゲインの平坦性にいっそう優れた低雑音増幅器回路が実現された。さらに実施例２の構成では、２．４ＧＨｚ〜５．８５ＧＨｚの周波数範囲におけるゲインは１３ｄＢ以上が得られている。このように本発明に係る図１の回路が従来の回路より優位であることは明らかである。

本発明に係る低雑音増幅器回路の実施形態を示す図である。 本発明に係る低雑音増幅器回路の他の実施形態を示す図である。 本発明に係る低雑音増幅器回路の他の実施形態を示す図である。 本発明に係る高周波回路の実施形態を示す回路ブロックである。 本発明に係る高周波回路の他の実施形態を示す回路ブロックである。 本発明に係る高周波部品の実施形態を示す斜視図である。 低雑音増幅器回路のゲイン特性を示す図である。 従来の低雑音増幅器回路を示す図である。

符号の説明

１：トランジスタ
２、３：ノード
１０１：高周波スイッチ回路
１０２：検波回路
１０３、１１０：分波回路
１０４：ローパスフィルタ回路
１０５、１０６：パワーアンプ回路
１０７、１０８、１１１：バンドパスフィルタ回路
１０９、１０９ａ：低雑音増幅器回路
ＣＬ１〜４：キャパシタ、
ＲＬ１、２：抵抗
ＬＬ１、２：インダクタンス素子
Ｖｂ：制御電源端子
Ｖｃｃ：供給電源端子
In_LNA：入力端子
Out_LNA：出力端子

Claims (8)

1. トランジスタと、前記トランジスタのベースに接続される入力経路と、前記トランジスタのコレクタに接続される出力経路とを有する低雑音増幅器回路であって、
   前記出力経路のノードと前記入力経路のノードとを抵抗を介して接続するフィードバック回路を有し、
   前記入力経路のノードと前記トランジスタのベースとの間にキャパシタを接続したことを特徴とする低雑音増幅器回路。
2. 前記フィードバック回路の前記抵抗に直列にインダクタンス素子が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の低雑音増幅器回路。
3. 前記入力経路に前記ノードを挟んで前記キャパシタとは反対側に直流カットキャパシタを有し、前記キャパシタの容量値は前記直流カットキャパシタの容量値よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の低雑音増幅器回路。
4. 送受信が可能なアンテナと接続するアンテナ端子と、
   送信信号が入力される送信端子と、
   受信信号が出力される受信端子と、
   前記アンテナ端子と、前記送信端子又は前記受信端子との接続を切り替えるスイッチ回路とを有し、
   前記スイッチ回路と前記受信端子との間に請求項１〜３のいずれかに記載の低雑音増幅器回路を設けたことを特徴とする高周波回路。
5. 二つ以上の異なる周波数帯域を選択的に用いて無線通信を行うマルチバンド無線装置に用いられる高周波回路であって、
   前記異なる周波数帯域において送受信が可能なアンテナと接続するアンテナ端子と、
   前記異なる周波数帯域の送信信号が入力される二つ以上の送信端子と、
   前記異なる周波数帯域の受信信号が出力される二つ以上の受信端子と、
   前記アンテナ端子と、前記送信端子又は前記受信端子との接続を切り替えるスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路と前記二つ以上の受信端子との間に設けられた分波回路とを有し、
   前記スイッチ回路と前記分波回路との間に請求項１〜３のいずれかに記載の低雑音増幅器回路を設けたことを特徴とする高周波回路。
6. 前記二つ以上の異なる周波数帯域における前記低雑音増幅器回路のゲインの偏差が５ｄＢ以下であることを特徴とする請求項５に記載の高周波回路。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載の高周波回路を有する高周波部品であって、
   前記高周波回路は、複数の層に電極パターンを形成し積層一体化してなる積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子によって構成されていることを特徴とする高周波部品。
8. 請求項７に記載の高周波部品を用いたことを特徴とする通信装置。
   

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