DE102017200255B4 - Leistungsverstärker - Google Patents

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Abstract

Leistungsverstärker, aufweisend:einen Transistor (1), der eine Gate-Elektrode (2), eine Source-Elektrode (3a, 3b) und eine Drain-Elektrode (4) aufweist;ein passives Bauelement (5), das durch eine Gate-Verdrahtung (6) mit der Gate-Elektrode (2) verbunden ist; undeine Oberwellenschaltung (7a, 7b), welche eine Oberwelle einer für den Transistor (1) optimalen Phase reflektiert, die zwischen der Source-Elektrode (3a, 3b) und der Gate-Verdrahtung (6) angeschlossen ist und in einem Bereich zwischen der Gate-Elektrode (2) und dem passiven Bauelement (5) sowie zwischen der Source-Elektrode (3a, 3b) und der Gate-Verdrahtung (6) angeordnet ist.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzleistungsverstärker, welcher in einer Kommunikationsvorrichtung eines Mikrowellenfrequenzbands oder eines Millimeterwellenfrequenzbands von zum Beispiel mehreren Megahertz bis zu mehreren Hundert Gigahertz für mobile Kommunikation, Sattelitenkommunikation, usw. verwendet wird.
  • Hintergrund
  • In herkömmlichen Leistungsverstärkern wird eine Oberwellenschaltung, welche eine Oberwelle einer für einen Transistor optimalen Phase reflektiert, zum Verbessern des Leistungswirkungsgrads (PAE) des Transistors verwendet (siehe zum Beispiel JP 2012 - 205246 A , JP 2009-159591 A und JP 2001-53510 A ). Es ist in der Oberwellenschaltung erforderlich, eine Impedanz für einen Kurzschluss für eine gerade Oberwelle wie die zweite Oberwelle in dem Fall eines Class-F-Betriebs und eine Impedanz für einen Kurzschluss für eine ungerade Oberwelle wie die dritte oder höhere Oberwelle in dem Fall eines inversen Class-F-Betriebes festzulegen (siehe zum Beispiel von Akira Inoue und vier weiteren „Analysis of Class-F and Inverse Class-F Amplifiers“, Shingaku Giho, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (General Incorporated Association), TECHNICAL REPORT OF IEICE ED 2003-214, ED2000-231, s. 29-35). Als die Oberwellenschaltung wird ein Kondensator, ein Draht, oder eine offene Stichleitung mit einem Eingangs- oder Ausgangsanschluss des Transistors verbunden.
  • Aus JP H03- 30 504 A ist bekannt, eine Induktivität, die aus feinen metallisierten Mustern besteht, und einen Kondensator bereitzustellen, der mit einer bestimmten festen Fläche ausgestattet und aus metallisierten Mustern gebildet und mit den feinen Metallisierungsmustern verbunden ist.
  • In den herkömmlichen Leistungsverstärkern ist eine Oberwellenschaltung außerhalb eines Transistors vorgesehen und deshalb sind Drähte, Verdrahtungselemente oder dergleichen zwischen dem Transistor und der Oberwellenschaltung vorhanden. Dadurch werden eine parasitäre Induktivität und ein parasitärer Widerstand verursacht, und es ist schwierig, eine Impedanz für eine gewünschte Oberwelle festzulegen.
  • Zusammenfassung
  • Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leistungsverstärker zur Verfügung zu stellen, der geeignet ist, eine Impedanz für eine Oberwelle einfach einzustellen und den Leistungswirkungsgrad zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Leistungsverstärker auf: einen Transistor, der eine Gate-Elektrode, eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode aufweist; ein durch eine Gate-Verdrahtung mit der Gate-Elektrode verbundenes passives Bauelement; und eine Oberwellenschaltung, welche zwischen der Source-Elektrode und der Gate-Verdrahtung angeschlossen ist und in einem Bereich zwischen der Gate-Elektrode und dem passiven Bauelement sowie zwischen der Source-Elektrode und der Gate-Verdrahtung angeordnet ist. Die Oberwellenschaltung reflektiert eine für den Transistor optimale Phase.
  • In der vorliegenden Erfindung ist die Oberwellenschaltung in einem Bereich zwischen der Gate-Elektrode und dem passiven Bauelement sowie zwischen der Source-Elektrode und der Gate-Verdrahtung angeordnet. Weil dadurch eine parasitäre Induktivität und ein parasitärer Widerstand der Oberwellenschaltung verringert werden können, kann eine Impedanz für eine Oberwelle einfach auf einen gewünschten Wert eingestellt und der Leistungswirkungsgrad verbessert werden.
  • Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung klarer ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine Schnittansicht, welche die Oberwellenschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 3 ist ein Schaltbild des Leistungsverstärkers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist ein Diagramm, welches die Ergebnisse aus dem Entwerfen einer Oberwelle (zweite Oberwelle) mit Bezug auf eine Grundwelle von 10 GHz in dem Leistungsverstärker gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 5 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist eine Draufsicht eines modifizierten Beispiels des Leistungsverstärkers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 8 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 10 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 11 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 12 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Ein Leistungsverstärker gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen Komponenten werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und eine wiederholte Beschreibung derselben kann weggelassen sein.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Transistor 1 ist auf einem Substrat (nicht dargestellt) ausgebildet. Der Transistor 1 weist eine Gate-Elektrode 2, Source-Elektroden 3a und 3b und eine Drain-Elektrode 4 auf. Eine Gate-Kontaktstelle 5, welche eins der passiven Bauelemente ist, ist durch eine Gate-Verdrahtung 6 mit der Gate-Elektrode 2 verbunden. Die Source-Elektroden 3a und 3b sind jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Gate-Verdrahtung 6 angeordnet. Eine Oberwellenschaltung 7a ist zwischen der Source-Elektrode 3a und der Gate-Verdrahtung 6 angeschlossen.
  • 2 ist eine Schnittansicht, welche die Oberwellenschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein isolierendes Material 10 ist zwischen einer oberen Elektrode 8, die sich von der Source-Elektrode 3a erstreckt, und einer unteren Elektrode 9, die sich von der Gate-Verdrahtung 6 erstreckt, vorgesehen, wodurch ein MIM-Kondensator gebildet wird.
  • 3 ist ein Schaltbild des Leistungsverstärkers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit dem MIM-Kondensator in der Oberwellenschaltung 7a wird eine Impedanz für eine Oberwelle, wie sie von der Gate-Elektrode 2 des Transistors 1 erfasst wird, auf einen Wert für einen Kurzschluss eingestellt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberwellenschaltung 7a in einem Bereich zwischen der Gate-Elektrode 2 und der Gate-Kontaktstelle 5 sowie zwischen der Source-Elektrode 3a und der Gate-Verdrahtung 6 angeordnet. Weil dadurch eine parasitäre Induktivität und ein parasitärer Widerstand der Oberwellenschaltung 7a verringert werden können, kann eine Impedanz für eine Oberwelle einfach auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
  • Wenn die Phase einer Oberwelle auf einem induktiven Blindwiderstand basiert, wird der Leistungswirkungsgrad des Leistungsverstärkers reduziert. Wenn die Komponente der parasitären Induktivität reduziert wird, ist es einfacher, die Phase der Oberwelle basierend auf einem kapazitiven Blindwiderstand beizubehalten, was hinsichtlich einer Eigenschaft des Leistungsverstärkers bevorzugt ist. Weiter kann das Drehen der Phase abgeschwächt werden; insbesondere wird der Entwurf der Oberwellenwellenschaltung selbst bei Frequenzen gleich oder höher als mehrere Gigahertz vereinfacht; und Produktionsschwankungen werden reduziert. Es wird außerdem einfacher, Γ für die Oberwelle näher an 1 zu bringen, da der parasitäre Widerstand reduziert ist, wodurch der Leistungswirkungsgrad des Leistungsverstärkers verbessert wird.
  • 4 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse aus einem Entwerfen einer Oberwelle (zweite Oberwelle) mit Bezug auf eine Grundwelle von 10 GHz in dem Leistungsverstärker gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie aus dem Diagramm zu entnehmen ist, wurde ein Anpassen an eine Oberwellenimpedanz erreicht, bei welcher der Leistungswirkungsgrad des Leistungsverstärkers verbessert ist, wobei für die zweite Oberwelle von 20 GHz die Impedanz Γ=0,930 beträgt und die Phase der zweiten Oberwelle ungefähr -172° ist.
  • Außerdem wird, da die Oberwellenschaltung 7a in der Nähe der Gate-Elektrode 2 des Transistors 1 angeordnet ist, die Oberwellenschaltung 7a nicht wesentlich durch eine Variation in einer Phase der Oberwelle aufgrund des Einflusses einer Schaltung außerhalb der Gate-Kontaktstelle 5 beeinflusst. Daher kann die Schaltung für die Grundwelle ohne Beachtung der Oberwelle außerhalb der Gate-Kontaktstelle 5 entworfen werden, wodurch ein Verbessern des Leistungswirkungsgrads des Leistungsverstärkers ermöglicht wird.
  • Die Oberwellenschaltung 7a ist nicht auf den MIM-Kondensator beschränkt. Die Oberwellenschaltung 7a kann alternativ Kontaktstellen, ein Verdrahtungsmuster, einen Induktor, einen Widerstand und parasitäre Kapazitäten, welche solche Elemente zwischen Substraten umfassen, aufweisen. In einem Fall, in welchem Transistoren 1 miteinander parallelgeschaltet sind, um zum Beispiel die Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers zu erhöhen, sind die Oberwellenschaltungen 7a miteinander zum Beispiel durch Verwenden eines Widerstands verbunden.
  • Zweite Ausführungsform
  • 5 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist nicht nur die Oberwellenschaltung 7a zwischen der Source-Elektrode 3a und der Gate-Verdrahtung 6 angeordnet und angeschlossen, sondern auch eine zwischen der Source-Elektrode 3b und der Gate-Verdrahtung 6 angeordnete und angeschlossene Oberwellenschaltung 7b ist vorgesehen. Ansonsten ist die Anordnung die gleiche wie diejenige in der ersten Ausführungsform.
  • Mit dieser Anordnung können die parasitären Induktivitäten und die parasitären Widerstände von den Oberwellenschaltungen 7a und 7b zu den Source-Elektroden 3a und 3b reduziert werden. Als eine Folge werden die Einfachheit, mit welcher die Phase einer Oberwelle basierend auf einem kapazitiven Blindwiderstand beibehalten wird, die Einfachheit, mit welcher Γ für die Oberwelle näher an 1 gebracht wird, und die Einfachheit, mit welcher eine von dem Transistor 1 erfasste Oberwellenimpedanz gesteuert wird, verbessert.
  • Die Oberwellenschaltungen 7a und 7b sind mit der Gate-Verdrahtung 6 dazwischengeschaltet disymmetrisch angeordnet. Deshalb scheinen die von dem rechten und linken Ende des Transistors 1 erfassten Oberwellenimpedanzen der Oberwellenschaltungen 7a und 7b gleich zu sein. Als eine Folge kann eine Schwingung in dem Transistor 1 verhindert werden. Außerdem kann ein gleichförmiger HF-Betrieb in dem Transistor 1 erzielt werden, wodurch der Leistungswirkungsgrad des Leistungsverstärkers verbessert wird. Insbesondere bei Frequenzen gleich oder höher als mehrere zehn Gigahertz kann leicht eine falsche Leistungsverteilung in dem Transistor 1 auftreten. Es ist deshalb erstrebenswert, die Oberwellenschaltungen 7a und 7b bezüglich des Transistors 1 symmetrisch anzuordnen.
  • Dritte Ausführungsform
  • 6 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind Verdrahtungselemente 11a und 11b vorgesehen, die jeweils mit den Source-Elektroden 3a bis 3b verbunden sind und das gleiche Potenzial aufweisen. Oberwellenschaltungen 7a und 7b sind jeweils auf den Verdrahtungselementen 11a und 11b angeordnet. Die Verdrahtungselemente 11a und 11b sind in einer Breite größer als die Oberwellenschaltungen 7a und 7b. Ansonsten ist die Anordnung die gleich wie diejenige in der zweiten Ausführungsform.
  • Mit dieser Anordnung können die parasitären Induktivitäten und die parasitären Widerstände von den Oberwellenschaltungen 7a und 7b zu den Source-Elektroden 3a und 3b reduziert werden. Als eine Folge werden die Einfachheit, mit welcher die Phase einer Oberwelle basierend auf einem kapazitiven Blindwiderstand beibehalten wird, die Einfachheit, mit welcher Γ für die Oberwelle näher an 1 gebracht wird, und die Einfachheit, mit welcher eine von dem Transistor 1 erfasste Oberwellenimpedanz gesteuert wird, verbessert, wodurch der Leistungswirkungsgrad des Leistungsverstärkers verbessert wird.
  • 7 ist eine Draufsicht eines modifizierten Beispiels des Leistungsverstärkers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Verdrahtungselemente 11a und 11b sind mit der Gate-Verdrahtung 6 verbunden und weisen das gleiche Potenzial auf. In diesem Fall können die gleichen Vorteile erzielt werden wie diejenigen der dritten Ausführungsform.
  • Vierte Ausführungsform
  • 8 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Impedanz für eine Oberwelle hängt von der Größe der Oberwellenschaltung ab, d.h. von der Kapazität des Kondensators und der Verdrahtungslänge (Induktivitätswert). Wenn die Größe der Oberwellenschaltung verringert wird, kann die Oberwellenschaltung für eine Oberwelle in einem Hochfrequenzband von mehreren zehn Gigahertz arbeiten. Wenn die Größe der Oberwellenschaltung vergrößert wird, kann die Oberwellenschaltung für eine Oberwelle in einem Niederfrequenzband von mehreren Megahertz arbeiten. In der vorliegenden Ausführungsform sind Oberwellenschaltungen 7a und 7b vorgesehen, die sich in einer Größe unterscheiden, um ein Anpassen von Oberwellenimpedanzen, die an Frequenzbänder gemäß den Oberwellenschaltungen 7a und 7b angepasst sind, zu ermöglichen, und um zu ermöglichen, dass der Leistungsverstärker ein verbreitertes Frequenzband aufweist, in welchem der Leistungswirkungsgrad hoch ist.
  • Für eine Oberwellenimpedanzanpassung ist es erforderlich, eine Oberwellenschaltung, welche in einem höheren Frequenzband wirkt, in die Nähe der Gate-Elektrode 2 des Transistors 1 zu bringen. Daher ist die kleinere Oberwellenschaltung 7b näher zu dem Transistor 1 angeordnet, als die größere Oberwellenschaltung 7a. Drei oder mehr Oberwellenschaltungen, die sich in einer Größe unterscheiden, können vorgesehen sein. Allerdings ist es erforderlich, die kleinere Oberwellenschaltung näher zum Transistor 1 anzuordnen.
  • Fünfte Ausführungsform
  • 9 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform weist die Oberwellenschaltung 7a ein zwischen dem MIM-Kondensator und der Source-Elektrode 3a angeschlossenes Verdrahtungselement 12 auf. Das Verdrahtungselement 12 kann alternativ zwischen dem MIM-Kondensator und der Gate-Verdrahtung 6 angeschlossen sein. Ansonsten ist die Anordnung die gleiche wie diejenige in der ersten Ausführungsform.
  • Das Verdrahtungselement 12 ist positiv eingesetzt, um eine LC-Resonanz bei einer gewünschten Frequenz zwischen dem Verdrahtungselement 12 und dem MIM-Kondensator zu ermöglichen. Dadurch wird die Einfachheit verbessert, mit welcher Γ für eine Oberwelle in einem gewünschten Frequenzband näher an 1 gebracht wird. Außerdem ermöglicht die LC-Resonanz ein Einstellen einer Impedanz für die gewünschte Oberwelle, selbst wenn die Kapazität der Oberwellenschaltung 7a verringert ist. Ein Leistungsverstärker, der kleiner ist und einen verbesserten Leistungswirkungsgrad aufweist, kann somit erzielt werden.
  • Sechste Ausführungsform
  • 10 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform weist die Oberwellenschaltung 7a ein Widerstandselement 13 auf, das zwischen dem MIM-Kondensator und der Source-Elektrode 3a angeschlossen ist. Das Widerstandselement 13 kann alternativ zwischen dem MIM-Kondensator und der Gate-Verdrahtung 6 angeschlossen sein.
  • Ein positives Einsetzen des Widerstandselements 13 führt zu einer Verkleinerung von Γ gegenüber 1 für eine Oberwelle, ermöglicht aber ein Verringern einer Variation einer Phase der Oberwelle. Während die Verbesserung eines Leistungswirkungsgrads des Leistungsverstärkers als eine Folge des Verkleinerns von Γ von 1 für die Oberwelle reduziert wird, kann eine Variation einer Phase der Oberwelle reduziert werden, und deshalb wird die Einfachheit verbessert, mit welcher ein Breitbandleistungsverstärker hergestellt wird. Außerdem ist es nicht notwendig, eine Mehrzahl von Oberwellenschaltungen 7a wie in der vierten Ausführungsform vorzusehen, und der Leistungsverstärker kann verkleinert werden.
  • Siebte Ausführungsform
  • 11 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind Gate-Kontaktstellen von anderen Leistungsverstärkern jeweils parallel mit ersten und zweiten Seiten der Gate-Kontaktstelle 5 gegenüber voneinander verbunden.
  • In einem Fall, in welchem eine Mehrzahl von Transistoren für einen HF-Betrieb insbesondere in einem Band von mehreren zehn Gigahertz oder mehr parallel zueinander angeordnet sind, besteht eine Möglichkeit, dass eine Oszillationsbedingung in einigen der Transistoren oder zwischen den Transistoren erfüllt ist, da das Verdrahtungselement und die Kapazität zwischen der Gate-Kontaktstelle 5 und der Gate-Elektrode 2 durch Vorsehen der Oberwellenschaltung 7a eingesetzt werden.
  • Deshalb wird ein Widerstandselement 14 in der Gate-Kontaktstelle 5 zwischen der ersten und zweiten Seite eingesetzt. Dadurch wird eine Isolierung in jedem Transistor oder zwischen den Transistoren verbessert. Als eine Folge kann ein Leistungsverstärker erzielt werden, welcher nicht einfach oszilliert. Während die Gate-Kontaktstelle 5 in der vorliegenden Ausführungsform als ein passives Bauelement verwendet wird, kann jede Art eines passiven Bauelements ausreichen, wenn das Widerstandselement 14 in einer Mitte davon eingesetzt werden kann.
  • Achte Ausführungsform
  • 12 ist eine Draufsicht eines Leistungsverstärkers gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind andere Leistungsverstärker mit der Gate-Kontaktstelle 5 parallel verbunden, und Widerstandselemente 15 sind zwischen der Gate-Kontaktstelle 5 und den anderen Leistungsverstärkern angeschlossen. Dadurch wird eine Isolierung zwischen den Transistoren verbessert. Als eine Folge kann ein Leistungsverstärker erhalten werden, der nicht einfach oszilliert.
  • Es besteht eine Nachfrage nach einem Minimieren eines durch das Widerstandselement 14 oder 15 verursachten Verlusts in der Schaltung in der siebten oder achten Ausführungsform. Andererseits ist es nicht notwendig, dass das Widerstandselement 14 oder 15 für eine Isolierung in einem Hochtemperaturbetrieb so funktionsfähig ist wie in einem Raumtemperaturbetrieb, da die Leistungsfähigkeit des Transistors 1 während eines Hochtemperaturbetriebes reduziert ist. Es ist daher bevorzugt, dass das Widerstandselement 14 oder 15 eine solche Eigenschaft hat, dass sein Widerstandswert mit einer Zunahme einer Temperatur zunimmt. Das Widerstandselement 14 oder 15 ist dadurch so ausgelegt, dass es keinen hohen Widerstand für das HF-Signal während eines Hochtemperaturbetriebs aufweist. Dadurch kann die Abnahme eines Leistungswirkungsgrads des Leistungsverstärkers während eines Hochtemperaturbetriebs verhindert werden.
  • Ein parasitärer Widerstand einer schmalen Dünnschicht-Metallverdrahtungsleitung oder ein Kontaktwiderstand usw. kann als das Widerstandselement 14 oder 15 in der siebten oder achten Ausführungsform verwendet werden, um einen Widerstandswert zu erhalten, der niedriger ist als derjenige von gewöhnlichen Widerstandselementen. Somit kann ein Leistungsverstärker mit verbesserter Stabilität erhalten werden, während die Abnahme eines Leistungswirkungsgrads begrenzt wird.
  • Die kapazitiven Komponenten der Oberwellenschaltungen 7a und 7b, wie sie von der Gate-Elektrode 2 des Transistors 1 erfasst werden, können durch Verändern der Dicke des gesamten Substrats oder dadurch verstellt werden, dass ein Teil des Substrats konkav oder konvex ausgelegt wird. Die kapazitiven Komponenten der Oberwellenschaltungen 7a und 7b können durch Reduzieren der Substratdicke erhöht werden, um eine Verringerung einer Größe der Schaltung zu ermöglichen. Andererseits können die kapazitiven Komponenten der Oberwellenschaltungen 7a und 7b durch Erhöhen der Substratdicke reduziert werden, womit ermöglicht wird, die Schaltungskonstanten präzise einzustellen, und womit die Gestaltung der Oberwellenschaltungen 7a und 7b ermöglicht wird.
  • Offenbar sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Es ist daher zu verstehen, dass innerhalb des Gültigkeitsumfangs der angehängten Ansprüche die Erfindung anders als ausdrücklich beschrieben ausgeführt werden kann.
  • Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-055194 , eingereicht am 18.März 2016, einschließlich Beschreibung, Ansprüchen, Zeichnungen und Zusammenfassung, auf welcher die Priorität der vorliegenden Anmeldung basiert, ist durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen.
  • Zusammengefasst weist ein Leistungsverstärker auf: einen Transistor, der eine Gate-Elektrode, eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode aufweist; ein passives Bauelement, das durch eine Gate-Verdrahtung mit der Gate-Elektrode verbunden ist; und eine Oberwellenschaltung, die zwischen der Source-Elektrode und der Gate-Verdrahtung angeschlossen und in einem Bereich zwischen der Gate-Elektrode und dem passiven Bauelement sowie zwischen der Source-Elektrode und der Gate-Verdrahtung angeordnet ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Transistor
    2
    Gate-Elektrode
    3a, 3b
    Source-Elektrode
    4
    Drain-Elektrode
    5
    Gate-Kontaktstelle
    6
    Gate-Verdrahtung
    7a, 7b
    Oberwellenschaltung
    8
    obere Elektrode
    9
    untere Elektrode
    10
    isolierendes Material
    11a, 11b, 12
    Verdrahtungselement
    13, 14, 15
    Widerstandselement

Claims (11)

  1. Leistungsverstärker, aufweisend: einen Transistor (1), der eine Gate-Elektrode (2), eine Source-Elektrode (3a, 3b) und eine Drain-Elektrode (4) aufweist; ein passives Bauelement (5), das durch eine Gate-Verdrahtung (6) mit der Gate-Elektrode (2) verbunden ist; und eine Oberwellenschaltung (7a, 7b), welche eine Oberwelle einer für den Transistor (1) optimalen Phase reflektiert, die zwischen der Source-Elektrode (3a, 3b) und der Gate-Verdrahtung (6) angeschlossen ist und in einem Bereich zwischen der Gate-Elektrode (2) und dem passiven Bauelement (5) sowie zwischen der Source-Elektrode (3a, 3b) und der Gate-Verdrahtung (6) angeordnet ist.
  2. Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, wobei die Source-Elektrode (3a, 3b) eine erste und eine zweite Source-Elektrode (3a, 3b) aufweist, welche jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Gate-Verdrahtung (6) angeordnet sind, und die Oberwellenschaltung (7a, 7b) eine erste Oberwellenschaltung (7a), die zwischen der ersten Source-Elektrode (3a) und der Gate-Verdrahtung (6) angeschlossen und angeordnet ist, und eine zweite Oberwellenschaltung (7b), die zwischen der zweiten Source-Elektrode (3b) und der Gate-Verdrahtung (6) angeschlossen und angeordnet ist, aufweist.
  3. Leistungsverstärker gemäß Anspruch 2, wobei die erste und die zweite Oberwellenschaltung (7a, 7b) disymmetrisch mit der Gate-Verdrahtung (6) dazwischen eingefügt angeordnet sind.
  4. Leistungsverstärker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter aufweisend ein Verdrahtungselement (11a, 11b), das mit der Source-Elektrode (3a, 3b) oder der Gate-Verdrahtung (6) verbunden ist und das gleiche Potenzial aufweist, wobei die Oberwellenschaltung (7a, 7b) auf dem Verdrahtungselement (11a, 11b) angeordnet ist, und das Verdrahtungselement (11a, 11b) breiter als die Oberwellenschaltung (7a, 7b) ist.
  5. Leistungsverstärker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberwellenschaltung (7a, 7b) eine Mehrzahl von Oberwellenschaltungen aufweist, die sich in einer Größe unterscheiden, und die kleinere Oberwellenschaltung (7b) näher an der Gate-Elektrode (2) des Transistors (1) angeordnet ist als die größere Oberwellenschaltung (7a).
  6. Leistungsverstärker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Oberwellenschaltung (7a) ein Verdrahtungselement (12) aufweist.
  7. Leistungsverstärker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Oberwellenschaltung (7a) ein Widerstandselement (13) aufweist.
  8. Leistungsverstärker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei andere Leistungsverstärker jeweils parallel mit ersten und zweiten Seiten des passiven Bauelements (5) gegenüber voneinander verbunden sind, und ein Widerstandselement (14) in das passive Bauelement (5) zwischen der ersten und der zweiten Seite eingesetzt ist.
  9. Leistungsverstärker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein anderer Leistungsverstärker parallel mit dem passiven Bauelement (5) verbunden ist und ein Widerstandselement (15) zwischen dem passiven Bauelement (5) und dem anderen Leistungsverstärker angeschlossen ist.
  10. Leistungsverstärker gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Widerstandselement (14, 15) einen Widerstandswert aufweist, der mit zunehmender Temperatur steigt.
  11. Leistungsverstärker gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Widerstandselement (14, 15) ein parasitärer Widerstand einer Dünnschicht-Metallverdrahtungsleitung oder ein Kontaktwiderstand ist.
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