DE3211239A1

DE3211239A1 - Hochfrequenz-schaltungsnetzwerk mit einer mehrzahl elektrisch miteinander verbundener feldeffekttransistorzellen

Info

Publication number: DE3211239A1
Application number: DE19823211239
Authority: DE
Inventors: Yalcin Waltham Mass. Ayasli
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1982-11-18
Anticipated expiration: 2002-03-27
Also published as: JPH0150122B2; GB8423660D0; DE3211239C2; GB2146195A; GB2095945A; GB2095945B; JPS57173201A

Description

München, den 26. März 1982 /WtI-. Anwaltsaktenz: 27 —Pat. 310

Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, MA 02173, Vereinigte Staaten von Amerika

Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk mit einer Mehrzahl elektrisch miteinander verbundener Feldeffekttransistorzellen.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerke mit Feldeffekttransistoren und im einzelnen auf derartige Schaltungsnetzwerke, welche Feldeffekttransistoren enthalten, die eine Mehrzahl elektrisch miteinander verbundener Zellen aufweisen.

Bekanntermaßen werden Feldeffekttransistoren auf einer Vielzahl von Gebieten verwendet. In vielen Anwendungsfällen der Mikrowellentechnik ist es wünschenswert/ eine Mikrowellen-Übertragungsleitung und einen Feldeffekttransistor auf einem gemeinsamen Substrat aus Galliumarsenid-Halbleitermaterial in isolierender Qualität herzustellen. Dieses Material wird nachfolgend als halbisolierend bezeichnet. Im allgemeinen ist die Mikrowellen-Übertragungsleitung eine Mikrostreifen-übertragungsleitung, wobei der Streifenleiter und der Erdungsbelag oder Bezugsbelag sich auf der Oberseite bzw. der Unterseite des halbisolierenden Substrates befinden, Das Substrat bildet das Dielektrikum für die Mikrostreifen-Übertragungsleitung. Zur Herstellung des Feldeffekttransistors wird eine aktive Schicht aus

■k-

Galliumarsenid-Halbleitermaterial gewöhnlich auf der Oberseite des Substrates abgelagert. Diese aktive Schicht kann entweder durch Epitaxie oder durch Ionenimplantation erzeugt werden. Erfolgt die Herstellung der aktiven Schicht durch Epitaxie/ so wird eine dotierte Einkristall-Halbleiterschicht beispielsweise auf dein halbisolierenden Substrat abgelagert, wobei im allgemeinen eine durch Epitaxie aufgebrachte Pufferschicht hohen Wider standes zwischengeschaltet wird, um das Eindiffundieren von Verunreinigungen vom Substrat her während des Aufwachsens der aktiven Schicht zu verhindern. Erfolgt die Bildung der aktiven Schicht durch Ionenimplantation, so werden Dotierungsatome unmittelbar in die Oberfläche eines halbisolierenden Gallium.jrsenidsubstrates durch Implantation eingebracht.

In einem Anwendungsfall dient der Feldeffekttransistor als Schalter zum elektrischen Ankoppeln oder Abkoppeln einer Mikrowellenenergiequelle mit Bezug auf einen Verbraucher entsprechend einem Schaltbefehlssignal. In solchen Anwendungsfällen wird eine Mikrostreifen-Übertragungsleitung hergestellt, bei der der Streifenleiter der Übertragungsleitung sich seitlich über einen Teil der Oberfläche des Substrates hin erstreckt. Ein Ende des Streifenleiters bildet den Eingangsanschluß zum Ankoppeln bzw. Anschließen der Mikrowellenenergiequelle, während das andere Ende des Streifenleiters den Ausgangsanschluß zum Verbraucher hin darstellt. Der Feldeffekttransistor wird in einem Bereich der Oberfläche der aktiven Halbleiterschicht

M.

gebildet, die neben dem Streifenleiter liegt und sich zwischen dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß befindet, welche durch die jeweiligen Enden des Streifenleiters gebildet sind. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, daß beispielsweise die Abzugselektrode des Feldeffekttransistors mit dem Streifenleiter an einem Punkt verbunden ist, der zwischen den Streifenleiterenden gelegen ist. Die Steuerelektrode wird mit einem Schaltbefehlssignal von einer Schaltbefehlssignalquelle her gespeist. Die Quellenelektrode ist an den Erdungsbelag der Mikrostroifen-übertragungsleitung angeschlossen. Bei dieser Anord-

nung wird die von der Mikrowellenquelle her bezogene Mikrowellenenergie entweder zum Verbraucher durchgelassen oder sie wird zur Mikrowellenquelle hin reflektiert, je nach dem, in welchem Zustand sich der Feldeffekttransistor aufgrund der Eingabe des Schaltbefehlssignals an der Steuerelektrode befindet.

In Anwendungsfällen, in denen eine große Leistung zu handhaben ist, ist es manchmal notwendig, einen Feldeffekttransistor vorzusehen, der eine Mehrzahl elektrisch miteinander verbundener Zellen aufweist. In diesem Falle weist die auf der Substratoberfläche gebildete aktive Schicht eine Mehrzahl von Quellenelektroden und eine Mehrzahl von Abzugselektroden auf, welche in demjenigen Bereich, in welchem sich der Feldeffekttransistor befindet, in seitlicher Richtung über die aktive Halbleiterschicht hin abwechselnd aufeinander folgen. Zwischen jedem Quellenelektroden- /Abzugselektrodenpaar befindet sich jeweils eine Steuerelektrode. Findet das Bauelement in einem Schaltstromkreis Verwendung, so sind die Steuerelektroden über einen gemein: amen Steuerelektrodenanschluß zusammengeschaltet, welchem ein Signal einer Schaltbefehlssignalquelle in der beschriebenen Weise zugeführt wird. In entsprechender Weise sind die Abzugseloktroden elektrisch über einen gemeinsamen Abzugselektrodenansch.1 uß zusammengeschaltet, der beispielsweise an einem Punkt zwischen den Enden des erwähnten Streifenleiters mit diesem Verbindung hat. Schließlich sind die Quellonelektroden ebenfalls zusammengeschaltet und haben Verbindung zum Erdungsbelag der Mikrostreifen-Übertragungsleitung. Gemäß einer Verbindungskonfiguration sind beispielsweise die Quellenelektroden über eine Metallisierungsschicht miteinander verbunden, welche unter Zwischenlage einer entsprechenden Isolation die Steuerelektroden und die Abzugselektroden überdeckt oder überbrückt, wobei die genannte überbrückende Metallisierungsschicht mit ihren Enden zu einem Paar von Kontaktbereichen auf jeder Seite des von dem Feldeffokttransistor eingenommenen Bereiches führt. Die Kontaktberniehe oder Kontakt-Belagabschnitte sind mit dem Erdungsbelag über Durch-

_ -D

brüche oder Bohrungen verbunden, die durch das Substrat und die aktive Halbleiterschicht hindurchführen.

Gemäß einer anderen Verbindungskonfiguration ist jede einzelne Quellenelektrode mit dem Erdungsbelag über eine der betreffenden Elektrode zugeordnete Bohrung verbunden, die sich durch das Substrat erstreckt.

Es ist weiter bekannt, daß Reaktanzen oder Blindwiderstände des Transistors, welche für die Wirkungsweise des Feldeffekttransistors nicht bedeutsam sind, die Eigenschaften der Schaltung begrenzend beeinflussen. Beispielsweise ist jedem Feldeffekttransistor eine Kapazität C^₃ zwischen der jeweiligen Abzugselektrode und der geerdeten Quellenelektrode zugeordnet. In gleicher Weise ist eine Kapazität C_qs zwischen jeder Steuerelektrode und der geerdeten Quellenelektrode festzustellen. Wird ein Feldeffekttransistor aus einer Mehrzahl von Zellen gebildet, so ist die insgesamt wirksame Kapazität zwischen Quellenelektrode und Abzugselektrode die Parallelschaltung der jeweiligen Abzugs-/Quellenelektroden-Kapazitäten mit Bezug auf die einzelnen Abzugselektroden und die gesamte effektive Kapazität zwischen Steuerelektrodenanschluß und Quellenelektrodenanschluß ist die Parallelschaltung der einzelnen Kapazitäten zwischen den Steuerelektroden und den Quellonelektroden. In dem oben beschriebenen Schaltkreis ist also während des nicht leitenden Zustandes des Feldeffekttransistors, wenn gewünscht wird, daß der Feldeffekttransistor als offener Schalter wirken soll, so daß die Mikrowellenenergie von der Mikrowellenquelle zu dem Verbraucher gelangt, festzustellen, daß die genannten Kapazitäten die Impedanz des Feldeffekttransistors wesentlich herabsetzen und dadurch seine Wirksamkeit vermindern. Während es zumindest theoretisch möglich ist, die Wirkung der genannten parasitären Kapazitäten herabzusetzen, beispielsweise durch Herstellung von induktiven Elementen, welche parallel zu den parasitären Kapazitäten liefen, so daß sich Resonanzkreise hoher Impedanz ergeben, ist eine solche Kompensati'onstechnik im allgemeinen nur in einem verhält-

- 4

nlsmäßig schmalen Frequenzband wirksam. Wenn weiter die Quellenelektroden in der oben beschriebenen Weise durch Verwendung einer darüber gelagerten Metallisierungsschicht zusammengeschaltet werden, so wird, um eine ausreichende Trennung zwischen den Quellenelektrodenanschlüssen und dem Streifenleiter vorzusehen, ein kurzer Leiter gebildet, um den Abzugselektrodenanschluß und den Streifenleiter miteinander zu verbinden. Dieser kurze Verbindungsleiter bildet jedoch einen kleinen Übertragungsleitungsabschnitt, welcher während des Leitungszustandes des Feldeffekttransistors ein frequenzabhängiges Reaktanzelekment darstellt, wodurch die wirksame Bandbreite der Arbeitsfrequenz der Schaltung begrenzt wird.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Schaltungsnetzwerk mit den Merkmalen des Oberbegriffes des anliegenden Anspruches 1 so auszubi1 den, daß der Feldeffekttransistor in einem breiten Frequenzbandbereich eine hochwertige Schaltcharakteristik besitzt und die Arbeitsfrequenz des Schaltungsnetzwerkes nicht auf ein schmales Frequenzband beschränkt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des anliegenden Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der anliegenden weiteren Patentansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.

Ein Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk der hier vorgeschlagenen Art enthält also eine Mehrzahl von Feldeffekttransistorzellen, wobei die einzelnen Zellen ein Reaktanzelement aufweisen, sowie Kopplungsmittel zum elektrischen Verbinden der Feldeffekttransistorzellen. Die Kopplungsmittel weisen eine Impedanz entsprechend der Reaktanz der Reaktanzelemente der Feldeffekttransistorzellen auf, so daß sich ein Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk mit einem vorbestimmten Wellenwiderstand ergibt. In diesec Schaltung

bilden die Kopplungsmittel und die genannte Anzahl von Feldeffekttransistorzellen das Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk vorbestimmten Wellenwiderstandes, welcher an die Impedanz einer Eingangsschaltung angepaßt ist, die Hochfrequenzenergie in die eingangsseitige Feldeffekttransistorzelle der genannten Anzahl von Feldeffekttransistorzellen eingibt.

Gemäß einem ersten Merkmal des hier angegebenen Schaltungsprinzips ist das Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk als eine künstliche Leitung aufgebaut, wobei die Kopplungsmittel und die Reaktanzelemente jeweils Serienzweige bzw. Parallelzweige der künstlichen Leitung bilden. Die Reaktanz der Kopplungsmittel wird entsprechend der Reaktanz der Reaktanzelemente der Feldeffekttransistorzellen gewählt, so daß sich die künstliche Leitung mit einem Wellenwiderstand ergibt, der an den Wellenwiderstand der Eingangsschaltung angepaßt ist.

Gemäß einem zweiten Merkmal des hier angegebenen Schaltungsprinzips bilden die Kopplungsmittel eine Hochfrequenz-Übertragungsleitung mit einem Wellenwiderstand Z^, welcher entsprechend der Reaktanz der Reaktanzelemente gewählt ist, so daß sich ein Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk ergibt, dessen Wellenwiderstand von demjenigen der Eingangsschaltung abhängig gewählt ist. In beiden Anordnungen bilden also die genannten Kopplungsmittel nicht nur die elektrische Verbindung für jeweils zusammenzuschaltende Quellenelektroden, Abzugselektroden und Steuerelektroden einer Mehrzahl von Feldeffekttransistorzeilen, sondern sind auch so ausgebildet, daß ihre Reaktanz derjenigen der Feldeffekttransistorzellen entspricht, so daß man ein Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk erhält, dessen Wellenwiderstand im wesentlichen an den Wellenwiderstand der Eigangsschaltung über einen breiten Bandbereich angepaßt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und entsprechend dem erstgenannten Merkmal bzw. Schaltungsprinzip sind gleichartige Elektroden, also Quellenelektroden, Abzugselektroden oder Steuer-

- 6

elektroden, der genannten Anzahl von Transistorzellen an ein vorbestimmtes Bezugspotential, beispielsweise an Erdpotential angekoppelt. Die Kopplungsmittel haben solche Form, daß sie eine konzentrierte Induktion zwischen jeweils miteinander ver bundenen der zweiten Art einander entsprechenden Elektroden bilden, wobei die konzentrierten Induktionen induktive Serienzweige der künstlichen Leitung darstellen. Charakteristischerweise vorhandene Kapazitäten zwischen den geerdeten gleichartigen Elektroden der ersten Art und den gleichartigen Elektroden der zweiten Art bilden konzentrierte kapazitive Parallelzweige der künstlichen Leitung. Der Feldeffekttransistor und damit die künstliche Leitung ist zwischen ein Paar von Mikrostreifen-Übertragungsleitungen in Serie geschaltet, wobei eine dieser Mikrostreifen-übertragungsleitungen durch eine Mikrowellenquelle gespeist ist, während die andere Leitung zu dem Verbraucher führt. Die Induktivität der Kopp.lungsmittel ist so gewählt, daß das Verhältnis der induktiven Reaktanz der Kopplungsmittel zu der kapazitiven Reaktanz der Reaktanzelemonte don Wellenwiderständen des erwähnten Paares von Mikrostreifen-übertragungsleitungen entspricht. Ist die Anordnung in dieser Weise getroffen, so stellen die Kopplungsmittel nicht nur die Verbindungsmittel für einander entsprechende Elektroden der Feldeffekttransistorzellen dar, sondern bilden auch konzentrierte induktive Elemente einer künstlichen Leitung und kompensieren daher zusätzlich die parasitären Reaktanzen oder die Reaktanzelemente der Feldeffekttransistorzellen mit d m Ergebnis, daß ein Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk oder eine Mikrowellenschaltung erhalten wird, welches bzw. welche über einen vergleichsweise breiten Frequenzbandbereich hin arbeitet.

In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform und gemäß dom vorstehend erwähnten zweiten Merkmal bilden die Kopplungsmittel eine Hochfrequenz-Übertragungsleitung. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft dort, wo bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa aufgrund der physikalischen Gegebenheiten die Größe der Induktivität begrenzt ist, welche sich mit den

- 7

Kopplungsmitteln verwirklichen läßt. Gemäß der zweiten Ausführungsform bildet die Hochfrequenz-Übertragungsleitung die elektrische Verbindung für gleichartige Elektroden der Transistorzellen und hat einen Wellenwiderstand und eine Länge, Vielehe so gewählt sind, daß die parasitären Kapazitäten der einzelnen Transistorzellen kompensiert werden, indem zusammen mit diesen , charakteristischen Kapazitäten der Feldeffekttransistorzellen ein Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk gebildet wird, das einen Wellenwiderstand hat, der auf den Wellenwiderstand der Eingangsübertragungsleitung und der Ausgangsübertragungsleitung bezogen ist und vorzugsweise im wesentlichen daran angepaßt ist, und dies über einen verhältnismäßig breiten Frequenzbandbereich hinweg .

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar :

Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf ein Hochfrequenzschaltungsnetzwerk mit einer Mehrzahl elektrisch miteinander verbundener Feldef fekt trans i stör ze 1"· len entsprechend dem hier angegebenen Prinzip,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Schaltungsnetzwerk gemäß Fig. 1 entsprechend der in Fig. 1 angedeuteten Schnittebene 2-2,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Schaltungsnetzwerk gemäß Fig. 1 entsprechend der in Fig. 1 angedeuteten Schnittebene 3-3,

Fig. 4 ein Ersatzschaltbild des Schaltungsnetzwerkes gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Aufsicht auf ein Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk mit einer Mehrzahl elektrisch mitc-inander verbundene Feldeffekttransistorzellen entsprechend einer anderen Ausführungsform,

/M-

Fig. 6 einen Schnitt durch das Schaltungsnetzwerk gemäß Fig. 5 entsprechend der in dieser Zeichnungsfigur angedeuteten Schnittebene 6-6,

Fig. 7 einen Schnitt durch das Schaltungsnetzwerk gemäß Fig. 5 entsprechend der in Fig. 5 angedeuteten Schnittebene 7-7,

Fig. 8 ein Ersatzschaltbild des Schaltungsnetzwerkes gemäß Fig. 5,

Fig. 9 eine schematische Aufsicht auf ein Hochfreqm-nz-Schaltungsnetzwerk mit einer Mehrzahl elektrisch miteinander verbundener Feldeffek !.transistor ze Ilen entsprechend einer weiteren AusführungsCorm,

Fig. 10 einen Schnitt entsprechend der in Fig. 9 angedeuteten Schnittebene 10-10,

Fig. 11 einen Schnitt durch das Schaltungsnetzwerk gemäß Fig. 9 entsprechend der in Fig. 9 angedeuteten Schnittebene 11-11,

Fig. 12 ein Ersatzschaltbild des Schaltungs-netzwerk^s nach Pig. 9,

Fig. 13 eine schematische Aufsicht auf einen verteilten Verstärker mit einem Paar von Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerken der vorliegend angegebenen Art,

Fig. 14 einen Schnitt durch die Verstärkerschaltung gemäß Fig. 13 entsprechend der in Fig. 13 angedeuteten Schnittebene 14-14,

Fig. 15 einen Schnitt durch einen Teil eines der Hochfrequenz-Scha.1 tunqnnoi zwerke dos vmM.^il ten Vr-rntnrkors

- 9

32 Ί1239

nach Fig. 13 entsprechend der in Fig. 13 angedeuteten Schnittebene 15-15,

Fig. 16 ein schematisches Schaltbild des Verstärkers

gemäß Fig. 13 und .. ^:

Fig. 17 ein Ersatzschaltbild des Verstärkers gemäß Fig. 13.

Zunächst sei auf die Fig. 1 bis, .3 der Zeichnung Bezug genommen. Ein Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10 enthält eine Anzahl von vorliegend sechs Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f und Kopplungsmittel, hier in Gestalt einer Metallisierungsschicht 13, zur elektrischen Verbindung jeweils gleichartiger der Ouellenelektroden 14a bis 14c oder der Abzugselektroden 15a bis 15d oder der Steueroloktroden 16a bis 16f, im vorliegenden Falle zur elektrischen Verbindung der Abzugselektroden 15a bis 15d, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10 eine Serie von in Kaskade geschalteten Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f aufweist, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird. Es genügt hier die Feststellung, daß die Metallisierungsschicht 13 so dimensioniert und gestaltet ist, daß sie eine Impedanz besitzt, die entsprechend der Reaktanz von Reaktanzgebilden gewählt ist, die den Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f eigen sind (vorliegend handelt es sich um die Kapazitäten zwischen den Ouellenelektroden und Abzugselektroden der Transistorzellen 12a bis 12f), um ein Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10 zu schaffen, dessen Wellenwiderstand Z_ abhängig von und vorliegend vorzugsweise gleich ist dem Wellenwiderstand 7,_Q einer Eingangsschaltung 17, welche Mikrowellenenergie in das Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10.einspeist, sowie einer Ausgangsschaltung 18, welche zu einem Verbraucher führt. Das Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10, die Eingangsschaltung 17 und die Ausgangsschaltung 18 sind auf einem dielektrischen Substrat 22, vorliegend aus halbisolierendem Galliumarsenid, gebildet, welches einen !spezifischen Widerstand von 10

- 10 -

Ohm-cm hat. Ein Erdungs-Leiterbelag 11 ist in der dargestellten Weise auf der Unterseite des Substrates 22 angeordnet. Auf der Oberseite des Substrates 22 befindet sich ein aktiver Halbleiterbereich 24, wie aus der Zeichnung zu erkennen ist. In dem aktiven Halbleiterbereich oder der aktiven Halbleiterschicht ist eine Anzahl von Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f her gestellt. Die aktive Halbleiterschicht 24 hat vorliegend die Gestalt einer η-leitenden Schicht von epitaktisch aufgewachsenem Galliumarsenid, das vorliegend eine Dotierungskonzentration von 10^' Atomen je cnr* aufweist. In ohmischem Kontakt mit n⁺-leitenden Kontaktbereichen 25 ist eine Anzahl von Abzugselektroden 15a bis 15d und eine Anzahl von Quellenelektroden 14a bis 14c gebildet. Die Kontaktbereiche 25 haben hier eine Dotierungskonzentration von 10^·° Atomen je cnr und sind durch eine zweite epitaktisch aufgewachsene Schicht hergestellt. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Kontaktbereiche 25 auch durch Ionenimplantation in ausgewählte Bereiche der epitaktisch aufgewachsenen Schicht 24 hergestellt sein. Zwischen den Elektroden je eines Paares von Quellenelektroden 14a bis 14c und Abzugselektroden 15a bis 15c sind Steuerelektroden 16a bis 16f in der dargestellten Weise vorgesehen. Jede der Steuerelektroden 16a bis 16f ist in konventioneller Weise als gleichrichtender Metall-/Halbleiterübergang oder Schottky-Übergang mit Bezug auf die aktive epitaktisch aufgewachsene Schicht 24 gebildet, so daß eine Anzahl von sechs Transistorzellen 12a bis 12f mit einer Steuerelektrode'entsteht, wobei jede der Transistorzellen ein Schaltungselement -mit Verarmungsmodus ist. Die Steuerelektroden 16a bis 16f reichen über die epitaktisch aufgewachsene Schicht 24 hinaus bis auf die Oberfläche des Substrates 22, wo sie elektrisch durch einen gemeinsamen Steueranschluß 32 miteinander verbunden sind, wie aus Pig. 1 ohne weiteres hervorgeht. In gleicher Weise reichen die Quellenelektrodon 14a biß 14c über die epitnktifiche Schicht 24 hinaus auf die Oberfläche des Substrates 22, wo nie elektrisch über einen gemeinsamen Quellenanüohluß 35 in der dargestellten Weise zusammengeschlossen sind, nor Ouellenanschiuß 35 ist elek-

- 11 -

"■■ ·>·

trisch mit dem Erdungs-Leiterbelag 11 durch ein Paar von öffnungen 37 und 39 verbunden, in welchen sich Leitermaterial 41 befindet, das die elektrische Verbindung durch das Substrat hindurch darstellt, wie man Fig. 3 enfcniMmt. Die Abzugselektroden 15a bis 15d sind durch eine Metallisierungsschicht 1-3 zusammengeschaltet, welche die Steuerelektroden 16a bis 16f und die Quellenelektroden 14a bis 14c in der dargestellten Weise tiberlagert oder überbrückt. Es sei bemerkt, daß die Quellen elektroden 14a bis 14c und die Steuerelektroden 16a bis 16f Von der Schicht 13 durch Luftzwischenräume 19 getrennt sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Die Eingangsschaltung 17 und die Ausgangsschaltung 18 haben im vorliegenden Falle die Gestalt eines Paares von Mikrostreifen-übertragungsleitungen. Die Eingangs-Mikrostreifenübertragungsleitung 17 und die Ausgangs-Mikrostreifenübertragungsleitung 18 weisen Streifenleiter 48 bzw. 50 auf, welche einstückig mit der Metallisierungsschicht 13 gebildet sind, und enthalten als Bestandteil weiter den geerdeten Leiterbelag 11, wobei das zwischengelagerte Dielektrikum von Teilen des Substrates 22 gebildet ist, das sich zwischen den erwähnten Leiterteilen befindet. Die Abmessungen der Mikrostreifen-Übertragungsleitung 17, welche den Streifenleiter 48 aufweist, und die Dicke des zwischengelagerten dielektrischen Substrates 22 aus Halbleitermaterial sind so gewählt, daß die Mikrostreifen-Übertragungsleitung 17 einen bestimmten Wellenwiderstand Z₀ von beispielsweise 50 Ohm aufweist. In gleicher Weise ist die Mikrostreifen-Übertragungsleitung 18 so ausgebildet, daß sich ein bestimmter Wellenwiderstand Z_Q von ebenfalls 50 Ohm ergibt. Es sei hier erwähnt, daß die Metallisierungsschicht 13, welche die Abzugselektroden 15a bis 15d zusammenschaltet, in ihrer Breite W und in ihrer Länge B, sowie in ihrer Dicke so bemessen ist, daß sich konzentrierte Induktionen zwischen miteinander verbundenen Paaren von Abzugselektroden 15a bis 15d ergeben, welche zusammen mit der konzentrierten Kapazität der noch zu beschreibenden charakteristischen parasitären Kapazitätselemente der Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f das Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10 als eine künstliche Leitung ge-

- 12 -

stalten, die einen vorbestimmten Wellenwiderstand Z_n aufweist. Im vorliegenden Falle wird dieser Wellenwiderstand Z_n vorzugsweise dem Wellenwiderstand Z_Q der Mikrostreifen-Übertragungsleitungen 17 und 18 angepaßt oder gleichgemacht. Das bedeutet, daß das Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10 eine künstliche¹ Leitung ist, welche einen Wellenwiderstand Z_n von vorliegend beispielsweise 50 Ohm hat und welche aus einer Kaskadenschaltung der Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f aufgebaut ist, die in dieser Kaskadenschaltung durch die Metallisierungsschicht 13 miteinander verbunden sind. Die Metallisierungsschicht bildet in Serie liegende konzentrierte Induktivitäten der künstlichen Leitung, während die konzentrierten Parallelkapazitäten der künstlichen Leitung durch die parasitären oder inhärenten Kapazitäten zwischen den Abzugselektroden und den Quellenelektroden gebildet sind.

In Fig. 4 ist ein Ersatzschaltbild des Mikrowellen-Schaltungsnetzwerkes 10 nach den Fig. 1 bis 3 gezeigt, welches den Aufbau einer künstlichen Leitung erkennen läßt. Die überbrückende Metallisierungsschicht 13 nach den Fig. 1 bis 3 ist in Fig. 4 als eine Serienschaltung konzentrierter Induktivitäten L dargestellt, während die wirksamen Kapazitäten zwischen den Ouellenelektroden und Abzugselektroden der Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f als Parallelkapazitäten C eingezeichnet sind. Die Kapazitäten C stellen die inhärenten, in Parallelschaltung liegenden Kapazitäten zwischen je einer der Abzugselektroden 15a bis 15d und der benachbarten geerdeten Quellenelektrode 14a bis 14c dar. Die in Serie geschalteten Induktivitäten L stellen die konzentrierten Induktivitäten dar, welche durch die Abschnitte 52a> 52b und 52c der überbrückenden Metallisierungsschicht 13 gebildet sind, die jeweils zwischen benachbarten Paaren miteinander verbundener Abzugselektroden 15a, 15b bzw. 15b, 15c bzw. 15c, 15d, verlaufen. Es ist festzustellen, daß das Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10 einen Wellenwiderstand Z aufweist, welcher durch den Ausdruck fί-/2-C unabhängig von der Frequenz angenähert werden kann, wenn die Länge B der überbrücken-

- 13 -

den Metallisierungsschicht 13 im Vergleich zur kürzesten Wellenlänge der Betriebsfrequenz der Schaltung 10 klein ist. Durch entsprechende Bemessung und Gestaltung der die Abzugselektroden miteinander verbindenden Metallisierungssdhieht 13 in Abhängigkeit von der Reaktanz (vorliegend der Kapazität zwischen Quellenelektroden und Abzugselektroden) der Reaktanzgebilde, welche von den Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f repräsentiert werden, wird das Schaltungsnetzwerk 10 als eine künstliche Leitung ausgestaltet, welche einen Wellenwiderstand Z_n hat, der zum Wellenwiderstand Z₀ der Mikrostreifen-übertragungsleitungen 17 und 18 über einen extrem weiten Frequenzbandbereich in Beziehung gesetzt ist und vorzugsweise gleichgemacht ist, d.h., Z_n äs Z_q. Im Betrieb speist also eine Mikrowellenquelle Vg die Mikrostreifen-Übertragungsleitung 17 mit Mikrowellenenergie. Wenn ein Steuersignal an den Steuersignalanschluß 32 gelangt und die Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f im nichtleitenden Zustand vorspannt, so daß ein vergleichsweise hoher Widerstand (in Fig. 4 durch den veränderlichen Widerstand R dargestellt) den Trägern in der aktiven Halbleitnrschicht 24 auf ihrem Weg zwischen den Quellenelektroden und den Abzugselektroden dargeboten wird, so läßt die mit Mikrowellenenergie gespeiste Eingangsmikrostreifen-Übertragungsleitung 17 die Mikrowellenenergie durch die künstliche Leitung, d.h., das Schaltungsnetzwerk 10, durch, so daß die Energie zu einem Verbraucher R_L gelangt, der an die Ausgangs-Übertragungsleitung 18 angeschlossen ist. Um eine maximale Leistungsübertragung zum Verbraucher zu erreichen, ist dafür Sorge getragen, daß die Mikrostreifen-Übertragungsleitungen 17 und 18 und das Schaltungsnetzwerk 10 ebenso wie der Verbraucher sämtlich denselben Wellenwiderstand Z_Q von beispielsweise 50 Ohm aufweisen. Durch richtige Auswahl der Dicke, Breite und Länge der Metallisierungsschicht 13 und durch richtige Auswahl der Größe der Rerandunq und des Abstandes der Abzugselektroden, Steuerelektroden und Quellenelektroden der Transistorzellen 12a bis 12f erhält das Schaltungsnetzwerk 10 einen Wellenwiderstand Z_n, der vorzugsweise an den Wellenwiderstand der anderen Mikrowellen-Schaltungsteile angepaßt ist, die ebenfalls auf dem Sub-

- 14 -

strat 22 hergestellt sind. Wenn das Schaltbefehlssignal oder Steuersignal zu dem Steueranschluß 32 gelangt und die Feldeffekttransistorzellen 12a bis 12f in den Leitungszustand vorspannt, so daß ein verhältnismäßig niedriger Widerstand R den Trägern dargeboten wird, die zwischen den Quellenelektroden und den Abzugselektroden wandern, so bildet das Schaltungsnetzwerk 10 einen Kurzschluß zur Erde und die Hochfrequenzenergie von der Hochfrequenzquelle Vg wird zur Quelle zurückreflektiert, so daß das Schaltungsnetzwerk so wirkt, als handele es sich um einen Schalter in Öffnungsstellung, welcher den Energiezustrom von der Energiequelle V₅ zum Verbraucher R_L verhindert.

Anhand der Fig. 5, 6 und 7 sei nun eine andere Ausführungsform beschrieben, bei der ein Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10' wieder eine Anzahl von Feldeffekttransistorzellen 12a¹ bis 12f' enthält. Die Quellenelektroden 14a¹, 14b¹ und 14c¹ sind über sich durch Öffnungen 37' erstreckende Leiterelemente 41 mit dem Erdungsbelag 11 verbunden, wobei die Öffnungen 37' durch das GaI-liumarsenidsubstrat 22 und die epitaktische Schicht 24 reichen, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist. Hier jedoch sind die Abzugselektroden 15a¹, 15b¹, 15c¹ und 15d' elektrisch miteinander über Verbindungsmittel oder Kopplungsmittel 13' zusammengeschaltet, die auf der Oberfläche des Substrates 22 angeordnet sind, wie aus den Fig. 5 und 7 hervorgeht. Jede der Feldeffekttransistorzellen 12a¹ bis 12f' enthält eine jeweils zugehörige Steuerelektrode 16a¹ bis 16f, wobei diese Steuerelektrode^ über den Steueranschluß 32' zusammengeschaltet sind. Es sei festgestellt, daß die Länge, Breite und Dicke der Verbindungsmittel oder Kopplungsmittel 13' so gewählt sind, daß im Ersatzschaltbild nach Fig. 8 konzentrierte Induktionen L¹ zwischen den Abzugselektroden 15a¹, 15b¹, 15c¹ und 15d' entstehen, so daß zusammen mit den inhärenten Kapazitäten C zwischen miteinander verbundenen Paaren von Abzugselektroden 15a¹ bis 15d' und den benachbarten geerdeten Quellenelektroden 14a¹ bis 14c¹ das Schaltungsnetzwerk 10' in Gestalt einer künstlichen Leitung entsteht, wie aus Fig. 8 hervorgeht. Vorliegend sind es die Abschnitte 52a¹, 52b¹ und

- 15 -

52c¹ der verbindenden Metallisierungsschicht 13', welche zur elektrischen Verbindung der Paare von Quellenelektroden 15a¹ und 15b¹, 15b¹ und 15c¹, 15c¹ und 15d', dienen und welche so dimensioniert und gestaltet sind, daß sich annähernd die konzentrierten Induktionen L¹ verwirklichen lassen. Der Wert der Induktivität L¹ ist so gewählt, daß der Wellenwiderstand des Schaltungsnetzwerkes 10' und damit der Wellenwiderstand der künstlichen Leitung Z_n annähernd gleich dem Ausdruck fL'/2.C ist und abhängig von, vorzugsweise gleich dem Wellenwiderstand Z₀ der beiden Mikrostreifen-über.tragungsleitungen 17' und 18' ist, welcher vorliegend beispielsweise 50 Ohm beträgt (d.h. Z_n ft* Z₀ = 50 Ohm).

Es sei nun auf die Fig. 9, 10 und 11 Bezug genommen. Hier ist ein Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 10" gezeigt, welches mehrere Feldeffekttransistorzellen 12a" bis 12d" enthält, die zwischen zwei Mikrostreifen-übertragungsleitungen 17" und 18" gelegen sind. Die Feldeffekttransistorzellen 12a" bis 12d" sind in der epitaktisch aufgewachsenen Schicht 24 hergestellt, die sich auf einem einzigen Galliumarsenidsubstrat 22 befindet. Die Feldeffekttransistorstellen 12a" bis 12d" weisen Abzugselektroden 15a" bis 15d" auf, die sich in ohmischem Kontakt mit Kontaktbereichen 25' der epitaktischen Galliumarsenidschicht 24 befinden. Die Abzugselektroden 15a" und 15d" sind einstückig mit den Endabschnitten der Streifenleiter 48" und 50" der Mikrostreifen-Übertragungsleitungen 17" und 18" gebildet, wie aus den Fig. und 10 zu ersehen ist. Die Abzugselektroden 15a" und 15d" sind mit den Abzugselektroden 15b" und 15c" durch Leiterelemente 40a bzw. 40b elektrisch verbunden, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Es ist festzustellen, daß vorliegend die Leiterelemente 40a und 40b verhältnismäßig kurz sind und vernachlässigbare Induktivitäten im Vergleich zu einer Mikrostreifen-Übertragungsleitung haben, die zur elektrischen Verbindung der Abzugselektrode 15b mit der Abzugselektrode 15c verwendet wird. Die Mikrostreifen-Übertragungsleitung 42 enthält hier einen Streifenleiter 44, der auf einen Teil der Oberfläche des Substrates 22 angeordnet

- 16 -

ist. Der Erdungsbelag der Mikrostreifen-Ubertragungsleitung 42 wird von dem geerdeten Leiterbelag 11 auf der Unterseite des Substrates 22 gebildet. Die Quellenelektroden 14a" und 14b" der Feldeffekttransistorzellen 12a" bis 12d" sind elektrisch an einen Quellenanschluß 35" gelegt, der mit dem -Erdungsleiterbelag 11 auf der Unterseite des Substrates 22 über ein Leiter element 41" Verbindung hat, das sich durch die Öffnung 37" erstreckt. Die Steuerelektroden 16a", 16b", 16c" und 16d" sind jeweils zwischen Paaren von Quellen- und Abzugselektroden gelegen, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist. Die Steuerelektroden 16a" bis 16d" sind elektrisch durch den Steueranschluß 32" zusammengeschaltet.

Das Ersatzschaltbild des Mikrowellen-Schaltungsnetzwerkes 10" ist in Fig. 12 dargestellt. C" ist die inhärente Kapazität zwischen jeweils einer der Abzugselektroden 15a" bis 15d" und der jeweils benachbarten geerdeten Quellenelektrode 14a" bzw. 14b". Die Widerstände zwischen den Ouellenelektroden und Abzugselektroden in der aktiven Schicht 24 sind durch die veränderbaren Widerstände R im Ersatzschaltbild wiedergegeben, wobei die Widerstandswerte durch ein Steuersignal gesteuert werden, das den Steuerelektroden 16a" bis 16d" über den Steueranschluß 32" zugeführt wird. Die Mikrostreifen-Ubertragungsleitung 42 ist so ausgebildet und dinuMUäioni f>rt, daß nie oinon WoI lonwidcrRt anrl Zt -j Li/Ci hat, worin Lr die verteilte, in Serie liegende Induktivität je Längeneinheit der Mikrostreifen-Übertragungsleitung 42 ist und Ct die verteilte, parallel liegende Kapazität je Längeneinheit der Mikrostreifen-übertragungsleitung bedeutet (Induktivitätsbelag und Kapazitätsbelag). Die Mikrostreifen-übertragungsleitung 42 ist so ausgebildet, daß der Wellenwiderstand des Schaltungsnetzwerkes 10", nämlich Z_n in Beziehung gesetzt ist zu dem, vorzugsweise gleich ist dem Wellenwiderstand der Mikrostreifen-Übertragungsleiturigen 17", 18", d.h., dem Wellenwiderstand Z₀, welcher hier 50 Ohm beträgt. Das bedeutet, daß im vorliegenden Falle der Wellenwiderstand des Schaltungsnetzwerkes 10" annähernd Z_n=MLJ(C₁ + 2.(C"/JJ)) beträgt, worin D die Länge der

— 17 —

Mikrostreifen-übertragungsleitung 42 ist, wie dies in Fig. 9 eingezeichnet ist, wählend C" die Kapazität zwischen einer der Quellenelektroden 15a" bis 15d" und der jeweils benachbarten Abzugselektrode 14a" bzw. 14b" ist. Die Mikrostreifen-Obertragungsleitung 42 enthält also vorliegend solche Gestalt, daß der Wellenwiderstand Z_L eine Größe erhält, daß der Wellenwiderstand des Schaltungsnetzwerkes 10", also der Wellenwiderstand Z_n, in Beziehung gesetzt ist zu, vorzugsweise gleich ist, dem Wellenwiderstand Z der beiden Mikrostreifen-übertragungsleitunge 17" und 18" und außerdem gleich ist· der Impedanz des Verbrauchers R_L (d.h. Z_n i» Z₀ = R_L).

In den Fig. 13 und 14 ist ein verteilter Verstärker 60 gezeigt, welcher nach den hier angegebenen Prinzipien aufgebaut ist und welcher eine Mehrzahl von vorliegend acht Feldeffekttransistorzellen 62a bis 62h enthält. Paare von Steuerelektroden 66a bis 66h sind elektrisch an Steueranschlußbereiche 68a bis 68d gelegt, wie aus Fig. 13 zu ersehen ist. Die Steueranschlüsse 68a bis 68d sind in der dargestellten Weise elektrisch durch Mikrostreifen-Übertragungsleitungen 69a bis 69c in Kaskade geschaltet, wobei ein Teil der Mikrostreifen-übertragungsleitung 69a in Fig. 15 im Schnitt gezeigt ist. Die Abzugselektroden 70a bis 7Od sind elektrisch durch Mikrostreifen-Übertragungsleitungen 72a bis 72c, sowie Mikrostreifen-Übertragungsleitungen 73a bis 73d in Kaskade geschaltet. Weiter ist eine Anzahl von vorliegend fünf Quellenelektroden 75a bis 75e vorgesehen. Die Quellenelektroden 75b bis 75d sind mit dem geerdeten Belag 11 auf der Unterseite des Substrates über Leiterelemente 27 verbunden, die sich durch die aktive Halbleiterschicht 24 und das Substrat 22 erstrecken, wie aus Fig. 14 zu erkennen ist. Die Quellenelektroden 75a und 75e sind zum geerdeten Leiterbelag 11 durch Leiterelemente 27" verbunden, die durch das Substrat 22 reichen. Die Feldeffekttransistorzellen 62a bis 62h sind in der aktiven Halbleiterschicht 24 gebildet und die Mikrostreifen-übertragungsleitungen 69a bis 69c, 72a bis 72c und 73a bis 73d sind auf dem halbisolierenden Galliumarsenidsubstrat 22 hergestellt, welches das Dielektrikum

- 18 -

zwischen dem Erdungsbelag 11 und den Streifenleitern der Mikro-Streifen-Übertragungsleitungen bildet. Wie bereits erwähnt, sind die Quellenelektroden 75a bis 75e mit dem auf der Unterseite des Substrates 22 gebildeten geerdeten Leiterbelag 11 ver bunden, was durch die sich durch Öffnungen des Substrates erstreckenden Leiterelemente erreicht wird. Ein Paar von Gleichstrom-Sperrkondensatoren 81 und 83 dienen zum Blockieren von Gleichströmen in Vorspannungsschaltungen (nicht dargestellt) und enthalten Paare von Elektroden 85a und 85b, sowie 87a und 87b, welche durch geeignete dielektrische Schichten 89a bzw. 89b voneinander getrennt sind. Die oberen Elektroden 85a und 85b sind mit einem jeweils zugehörigen Belastungswiderstand Rt ι bzw. R^₁ verbunden, wobei-es sich vorliegend um Dünnfilmwiderstände handelt und der Anschluß über Mikrostreifen-übertragungsleitungen 91a bzw. 91b erfolgt. Die unteren Elektroden 87a und 87b der Sperrkondensatoren sind mit den Quellenelektroden 75a bzw. 75e und dadurch mit dem geerdeten Leiterbelag 11 über die Leiterelemente 27' verbunden, welche sich durch die öffnungen des Substrates 22 erstrecken, wie aus Fig. 14 zu entnehmen ist. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß das hier als geerdeter Leiterbelag 11 bezeichnete Bauteil nicht notwendigerweise auf Erdpotential liegen muß, sondern die Bezugspotentialebene darstellt.

Im Betrieb wird ein Mikrowellensignal an dem Eingangsanschluß der Mikrostreifen-Übertragungsleitung 93 eingegeben und breitet sich von dem Steuerelektrodenanschluß 68a der Reihe nach über die Kaskade der Steuerelektrodenanschlüsse 68b, 68c und 68d, sowie die verbindenden Mikrostreifen-übertragungsleitungen 69a, 69b und 69c aus. Es sei bemerkt, daß die Mikrostreifen-übertragungsleitung 69c zusätzlich zu ihrer Verbindung zum Steuerelektrodenanschluß 68d Verbindung zu der Widerstandsbelastung R_L von vorliegend 50 Ohm hat. Die Widerstandsbelastung R_L ist in der beschriebenen Weise über den Gleichstrom-Sperrkondensator 83 zur Erde verbunden. Ein schematisches Schaltbild des Verstärkers nach den Fig. 13 bis 15 ist in Fig. 16 wiedergegeben, während das

- 1.9 -

Ersatzschaltbild des Verstärkers 60 in Fig. 17 gezeigt ist. Es sei bemerkt, daß jede der Feldeffekttransistorsellen 62a bis 62h eine Stromquelle 93a bis 93h enthält, welche einen Strom in einer. Größe liefert, welche gleich G_me ist, worin G_m die Steilheit oder Transkonduktanz der Feldeffekttransistorzelle ist, während e die Spannung an der Kapazität C^ zwischen Eingangssteuerelektrode und Quellenelektrode dieser Zelle ist. In Abhängigkeit von der Mikrowellenenergie, welche dem Eingang zugeführt wird, werden Mikrowellensignale an den Abzugselektroden 70a bis 7Od erzeugt. Die Abzugselektrode 70a ist außer ihrer Verbindung mit den Mikrostreifen-Übertragungsleitungen 72a, 73a, über die Leitung 73a an die Widerstandsbelastung R^i gelegt, welche über die Leitung 91a und den Gleichstrom-Sperrkondensator 81 Verbindung zu c1"m geerdeten Leiterbelag 11 auf der Unterseite des Substrates hat. Die Abzugselektrode 7Od ist mit einem Ausgangsanschluß 76 der Mikrostreifen-übertragungsleitung 95 verbunden. Die elektrischen Weglängen von dem Eingang 74 zu dem Ausgang 76 durch jede der Feldeffekttransistorzellen 62a bis 62h sind jeweils gleich. Eine Abzugsspannungsquelle V^j (nicht dargestellt) ist mit dem Ausgangsanschluß 76 verbunden und spannt jede der Feldeffekttransistorzellen 62a bis 62h vor, um eine Verstärkung des Teiles des Mikrowellensignales zu erhalten, das den Steuerelektrodenanschlüssen 68a bis 68d zugeführt wird. Eine Steuorelektroden-Vorspannungsquelle (nicht dargestellt) ist mit dem Kingangsanschluß 74 verbunden. Weiter ist der Wellenwiderstand ;joder der Mikrostreifen-Ubertragungsleitungen 69a bis 69c entsprechend der inhärenten Kapazität C₁ zwischen den Steuerelektroden 66a bis 66h und den geerdeten oder an Bezugspotential liegenden Quellenelektroden 75a bis 75e gewählt, um ein Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 80 (Fig. 17) zu erhalten, dessen Wellenwiderstand Z_n in Beziehung gesetzt ist zu dem und vorzugsweise im wesentlichen gleichgemacht ist dem Wellenwiderstand Z_Q einer Eingangs-Mikrostreifen-Übertragungsleitung 93, die vorliegend einen Wellenwiderstand von 50 Ohm hat. In entsprechender Weise sind die Wellenwiderstände der Mikrostreifenübertragungsleitungen 72a bis 72c und der Mikrostreifen-übertra-

- 20 -

gungsleitungen 73a bis 73d entsprechend der inhärenten Kapazitäten Co zwischen den Abzugselektroden 70a bis 7Od und den geerdeten Quellenelektroden 75a bis 75e gewählt, um ein Mikrowellen-Schaltungsnetzwerk 84 (Fig. 17) zu erhalten, dessen Wellenwiderstand Z_n in Beziehung gesetzt ist zu dem und vorzugsweise gleichgemacht ist dem Wellenwiderstand Z_Q einer Ausgangs-Mikrostreifen-Übertragungsleitung 95, welcher wiederum 50 Ohm beträgt.

- 21 -

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk (10) mit einer Anzahl von Feldeffekttransistorzellen (12a bis 12f), die jeweils ein,in der Schaltung wirksames Reaktanzelement (C) biJLden, sowie mit Kopplungsmitteln (13) zum Verbinden der Feldeffekttransistorzellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (L) oder der Wellenwiderstand der Kopplungsmittel derart auf die Impedanz der Reaktanzelemente (C) abgestimmt ist, daß das Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerk (10) einen vorbestimmten Wellenwiderstand aufweist.
2. Schaltungsnetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel (13, 52a, 52b, 52c) und die Reaktanzelemente Serienzweige (L) bzw. Parallelzweige (C) einer künstlichen Leitung (Fig. 4) darstellen.
3. Schaltungsnetzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel (13 bzw. 13" bzw. 42 bzw. 69, 72, 73) eine oder jeweils eine Hochfrequenz-Ubertragungsleitung mit einem Wellenwiderstand enthalten, der der Impedanz der Reaktanzelemente entspricht, so daß das Schaltungsnetzwerk insgesamt den vorbestimmten Wellenwiderstand aufweist.
4. Schaltungsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeffekttransistorzellen durch die Kopplungsmittel in Kaskade zusammengeschaltet sind.
5. Schaltungsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel die Quellenelektrode, Abzugselektrode und Steuerelektrode einer Feldeffekttransistorzelle mit einer jeweils gleichartigen Elektrode der anderen Feldeffekttransistorzellen in Kaskade zusammenschalten.
6. Schaltungsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz der Kopplungsmittel so gewählt

— 1 —

• a«

ist, daß der Wellenwiderstand des Hochfrequenz-Schaltungsnetzwerkes in bestimmtem Verhältnis zur Impedanz oder dem Wellen- . widerstand einer Eingangsschaltung, welche Hochfreguenzenergie einer eingangsseitigen der Feldeffekttransistorzellen zuführt
und/oder einer ausgangsseitig angeschlossenen Verbrauchers
steht, wobei dieses Verhältnis vorzugsweise 1:1 ist.