半导体器件制造技术

在设置于一个实施方式的半导体器件的RFIC中，将接收用的低噪声放大器(41)和发送用的功率放大器(11)与共用的天线连接端子(5)连接。在天线连接端子(5)和LNA(41)之间连接有用于阻抗匹配的电路(31)，且与该电路(31)并联地连接有半导体开关(SW1)。

semiconductor device

A RFIC (41) and a transmitting power amplifier (11) are connected to a common antenna connection terminal () in a semiconductor device arranged in an embodiment. A circuit (31) for impedance matching is connected between the antenna connection terminal () and the LNA (41), and a semiconductor switch (SW1) is connected in parallel with the circuit (a).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体器件，例如涉及适用于无线通信机用的高频集成电路(RFIC：RadioFrequencyIntegratedCircuit(射频识别电路))的半导体器件。
技术介绍
目前，在无线收发机的前端部，使用平衡-不平衡变换器、半导体开关、及匹配电路等多个外置零件，但为了实现低成本化及省空间化等，这些外置零件大多逐步被置换为片装零件。例如，美国专利申请公开第2013/0078931号说明书(专利文献1)中公开有将平衡-不平衡变换器及半导体开关以片装的形式集成化了的收发前端。如专利文献1的图2所记载的那样，收发前端包含低噪声放大器(LNA：Low－NoiseAmplifier)、功率放大器(PA：PowerAmplifier)、互感器(平衡-不平衡变换器)、半导体开关、匹配电路及天线。它们中，匹配电路及天线是外置零件，其他是片装零件。具体而言，从功率放大器输出的差分信号通过互感器转换成单端信号。互感器的输出信号经由匹配电路供给向天线。相反，由天线接收到的信号经由匹配电路及半导体开关输入至低噪声放大器。在此，半导体开关在进行发送动作时被切换为断开，在进行接收动作时被切换为接通。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2013/0078931号说明书
技术实现思路
上述专利文献1所示的前端的结构中，由天线接收到的信号经由半导体开关输入至低噪声放大器，所以存在因半导体开关的插入损耗而使接收灵敏度变差的问题。另一方面，与上述结构相反，在天线匹配电路和低噪声放大器之间未设置半导体开关，而在天线匹配电路和互感器之间设置有半导体开关的情况下，半导体开关在进行发送时被切换为接通，在进行接收时被切换为断开。在该情况下，发送效率因半导体开关的插入损耗而降低，所以功率放大器的耗电量会增加。其他课题和新的特征将根据本说明书的叙述及附图变得明确。在设置于一个实施方式的半导体器件的RFIC中，将接收部和发送部与共用的天线连接端子连接。在天线连接端子和接收部之间连接有用于阻抗匹配的电路，且与该电路并联地连接有半导体开关。专利技术效果根据上述实施方式，能够抑制接收灵敏度的劣化及发送效率的降低。附图说明图1是表示第一实施方式的半导体器件的结构的框图。图2是表示图1的前端部的更详细的结构例的框图。图3是用于对发送动作时的接收用匹配电路的动作进行说明的图。图4是表示图2的接收用匹配电路的变形例的电路图。图5是表示第二实施方式的半导体器件1的结构的框图。图6是表示图5的前端部的更详细的结构的电路图。图7是表示可变电容元件的结构例的电路图。图8是表示图5的PA的结构例的电路图。图9是表示图5的LNA的结构例的电路图。图10是表示第三实施方式的半导体器件所使用的RFIC的前端部的结构的电路图。图11是表示第四实施方式的半导体器件所使用的RFIC的前端部的结构的电路图。图12是表示图6的前端部的布局的一例的俯视图。图13是表示平衡-不平衡变换器的电流增益的频率特性的图。图14是表示第六实施方式的半导体器件中设置的RFIC的前端部的结构的电路图。图15是表示图14的前端部的布局的俯视图。具体实施方式以下，参照附图详细说明各实施方式。此外，对相同或相当的部分标注同一参照附图标记，有时不再重复对其进行说明。＜第一实施方式＞[半导体器件的概略结构]图1是表示第一实施方式的半导体器件的结构的框图。参照图1，半导体器件1用于无线收发机。半导体器件1是将微控制器单元(MCU：Micro－ControllerUnit)2及高频集成电路(RFIC：RadioFrequencyIntegratedCircuit)3等半导体芯片封装而成的装置。MCU2包含CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)、RAM(RandomAccessMemory：随机存储器)、ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)和接口电路等。MCU2将向外部发送的数据输出到RFIC3，并且从RFIC3接收从外部接收到的数据。MCU2进一步控制构成RFIC3的各模块。RFIC3是利用高频(RF：RadioFrequency(射频))电波的无线通信用的集成电路(IC：IntegratedCircuit)。如图1所示，RFIC3包含发送部10、发送用匹配电路20、接收用匹配电路30、接收部40、控制部50和天线连接端子5。在天线连接端子5上电连接有天线4。发送部10将从控制部50输出的基带发送信号转换成高频发送信号。发送用匹配电路20是用于进行天线4的阻抗匹配的电路。阻抗匹配是指在将阻抗不同的高频电路彼此连接时，以供给功率成为最大的方式调整电路间的阻抗。从发送部10输出的高频发送信号经由发送用匹配电路20向天线4供给。接收部40将由天线4接收到的高频接收信号转变成低频的基带接收信号。接收用匹配电路30是用于进行接收部40的阻抗匹配的电路。由接收部40生成的基带接收信号被输入至控制部50。控制部50进行用于向发送部10输出的基带发送信号的调制和从接收部40接收到的基带接收信号的解调。控制部50还控制发送用匹配电路20的动作及接收用匹配电路30的动作。[匹配电路的结构]图2是表示图1的前端部的更详细的结构例的框图。图2中，除图1的天线4、天线连接端子5、发送用匹配电路20及接收用匹配电路30之外，还示出设置于发送部10的最终级的功率放大器(PA：PowerAmplifier)11、设置于接收部40的初级的低噪声放大器(LNA：Low－NoiseAmplifier)41。在RFIC进行发送动作时，使向LNA41供给的电源断开(向PA11供给的电源接通)。另一方面，在RFIC进行接收动作时，使向PA11供给的电源断开(向LAN41供给的电源接通)。参照图2，接收用匹配电路30包含具有固定的阻抗Zs的电路31、和与电路31并联连接的半导体开关SW1。半导体开关SW1的接通及断开例如根据图1的控制部50的控制信号进行控制。电路31的阻抗Zs被调整成与LNA41的输入阻抗一同以输入信号角频率ωin构成串联谐振电路。在LNA41由MOS(MetalOxideSemiconductor：金属氧化物半导体)晶体管构成的情况下，LNA41的输入阻抗主要是输入电容Cin＿lna(电容值Cin_lna)。在该情况下，若电路21由电感器Ls(电感值Ls)构成，则共振角频率ωin通过下式子(1)赋予。[数学式1]发送用匹配电路20包含具有阻抗Zm＿tx的电路21。阻抗Zm＿tx优选能够变更。阻抗Zm＿tx被调整成至少在RFIC进行发送动作时，与天线4的阻抗一同以高频发送信号的频率构成串联谐振电路。在电路21的阻抗Zm＿tx为可变的情况下，例如，以阻抗Zm＿tx根据来自图1的控制部50的控制信号进行变化的方式构成电路21。[匹配电路的动作]在RFIC进行接收动作时，如图2所示，半导体开关SW1被控制成为断开状态(开状态)。在该情况下，由天线4接收到的高频接收信号51经由阻抗Zs的电路21输入至LNA41。阻抗Zs被调整成与LNA41的输入阻抗一同以高频接收信号51的频率构成串联谐振电路，因此，LNA41的输入信号的振幅增大。其结果为，高频接收信号51被高效地输入高频接收信号51本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于，具有：天线连接端子，其与天线连接；发送部，其将基带发送信号转换成高频发送信号；发送用匹配电路，其连接于所述天线连接端子和所述发送部之间，用于匹配所述天线的阻抗；接收部，其将由所述天线接收到的高频接收信号转换成基带接收信号；以及接收用匹配电路，其连接于所述天线连接端子和所述接收部之间，所述接收用匹配电路包括：第一半导体开关，其连接于所述天线连接端子和所述接收部之间；以及第一电路，其与所述第一半导体开关并联连接，具有固定阻抗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体器件，其特征在于，具有：天线连接端子，其与天线连接；发送部，其将基带发送信号转换成高频发送信号；发送用匹配电路，其连接于所述天线连接端子和所述发送部之间，用于匹配所述天线的阻抗；接收部，其将由所述天线接收到的高频接收信号转换成基带接收信号；以及接收用匹配电路，其连接于所述天线连接端子和所述接收部之间，所述接收用匹配电路包括：第一半导体开关，其连接于所述天线连接端子和所述接收部之间；以及第一电路，其与所述第一半导体开关并联连接，具有固定阻抗。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，在通过所述接收部接收所述高频接收信号的接收动作时，所述第一半导体开关被控制成为断开状态，在从所述发送部发送所述高频发送信号的发送动作时，所述第一半导体开关被控制成为接通状态。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，在所述接收部的初级设置有低噪声放大器，所述第一电路的阻抗与所述低噪声放大器的输入电容一同以所述高频接收信号的频率构成串联谐振电路。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，在所述发送部的最终级设置有由输入输出差分信号的全差分放大器构成的功率放大器，所述半导体器件还具有用于将所述功率放大器的差分输出信号转换成单端信号的平衡-不平衡变换器。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述平衡-不平衡变换器由包含初级线圈及次级线圈在内的互感器构成，所述初级线圈的两端分别与所述功率放大器的差分输出节点连接，所述次级线圈的一端接地，所述次级线圈的另一端与所述发送用匹配电路连接。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还具有第一电容元件，所述第一电容元件与所述平衡-不平衡变换器的所述初级线圈并联连接，且能够变更电容值，在进行所述发送动作时，所述平衡-不平衡变换器的所述初级线圈和所述第一电容元件以所述高频发送信号的频率构成并联共振电路。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，在进行所述接收动作时，所述第一电容元件的电容值根据成为除去对象的无用波的频率来变更。8.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述发送用匹配电路包括用于除去所述高频发送信号的三次谐波的LC滤波器。9.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述LC滤波器包括：电感元件；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：沟神正和，木原崇雄，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP