FR2520170A1

FR2520170A1 - Oscillateur a transistor a effet de champ

Info

Publication number: FR2520170A1
Application number: FR8300684A
Authority: FR
Inventors: Hideki Torizuka; Tomohide Soejima; Shigekazu Hori
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-01-20
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1983-07-22
Also published as: NL189432B; DE3301492C2; JPS58124304A; NL189432C; DE3301492A1; US4547750A; US4630003A; NL8300203A; FR2520170B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN OSCILLATEUR A TRANSISTOR FET. CET OSCILLATEUR COMPORTE UN TRANSISTOR FET 31, DONT LE DRAIN 34 EST RELIE A UN CIRCUIT DE POLARISATION 35, 36, ET DONT LA SOURCE 32 EST RELIEE A LA MASSE PAR UN CIRCUIT D'IMPEDANCE 37 PRESENTANT AUX SIGNAUX EN COURANT CONTINU UNE RESISTANCE D'AUTOPOLARISATION DETERMINANT UNE TENSION POUR LA GRILLE 33 DU TRANSISTOR, LA SOURCE 32 ETANT BRANCHEE EN CIRCUIT OUVERT A LA MASSE PAR L'INTERMEDIAIRE DU CIRCUIT 37 PRESENTANT UNE IMPEDANCE ELEVEE POUR DES SIGNAUX A HAUTE FREQUENCE FOURNISSANT UNE RESISTANCE NEGATIVE ENTRE LA GRILLE 33 ET LE DRAIN 34, ENTRE LESQUELS EST BRANCHE UN CIRCUIT D'ACCORD 2, 3. APPLICATION NOTAMMENT AUX CIRCUITS INTEGRES MONOLITHIQUES A MICRO-ONDES.

Description

252 Q 170

La présente invention concerne d'une manière gé-

nérale un oscillateur à transistor à effet de champ, basé

sur un transistor à effet de champ, et plus particulière-

ment un oscillateur qui soit d'une constitution simple et possède une excellente caractéristique d'oscillation. L'un des oscillateurs utilisant un transistor à effet de chanp(désigné ci-après sous le terme abrégé de transistor FET)est un oscillateur à transistor FET à micro-ondes Une technique antérieure de tels oscillateurs à transistor FET à micro-ondes est illustrée sur la figure 1 annexée à la présente demande On va tout d'abord donner les explications concernant cet art antérieur de la figure

1, de manière à mieux comprendre la présente invention.

En se référant à la figure 1, on voit qu'un circuit

1 à transistor FET possède une paire de bornes 4 et 42 rac-

cordées à un circuit résonnant 2 et l'autre paire de bornes

51 et 52 raccordées à un circuit d'adaptation 3, une oscil-

lation de sortie étant produite sur une paire de bornes

de sortie de sortie 61 et 62 Le circuit résonnant est consti-

tué par des lignes de transmission 8 raccordées à leurs ex-

trémités à une résistance 9 servant de charge fictive, et

par un résonateur diélectrique 7 accouplé selon un coupla-

ge électromagnétique aux lignes 8, de manière à obtenir

une oscillation de sortie ou une fréquence stabilisée.

Dans l'oscillateur à transistor FET à micro-ondes représenté sur la figure 1, on suppose que le circuit 1 à transistor FET possède des paramètres S:Sll Si 2, 521 et 522, dans lesquels r 1 désigne le coefficient de réflexion du circuit résonnant 2 tel qu'il est vu à partir de la paire de bornes 41 et 42 et r D désigne le coefficient de réflexion du circuit 1 à transistor FET tel qu'il est vu de la paire

de bornes 51 et 52 Alors le coefficient de réflexion s'ex-

prime sous la forme: r D 1-S 1 S 22 ( 1) i 51 r

Pour que l'oscillateur à transistor FET à micro-

ondes oscille, il faut que ifr D soit supérieur à 1 Par conséquent si les paramètres S du circuit t à transistor FET sont donnés, 1 rl 11 possèdera un minimum irl minavec la condition Ir DI > 1. D'autre part la figure 2, annexée à la présente demande, représente une courbe 10 montrant une relation de Irll par rapport à une distance d (voir figure 1) entre

le résonateur diélectrique 7 et les lignes 8, pour laquel-

le la distance maximundmax correspond à Irll max La va-

leur Irll min correspond à dmax.

Pour l'oscillateur utilisant le résonateur diélec-

trique 7, il faut augmenter les valeurs Q du résonateur avec et sans charge extérieure c'est-à-dire Qext et Q 0, afin d' obtenir une meilleurs stabilité en fréquence, tandis que plus la distance d est faible, plus les valeurs Q 0 et Qext sont faibles De façon plus spécifique, afin se stabiliser

la fréquence de l'oscillateur, il est souhaitable d'accroi-

tre la distance d (d < dmax), mais Ir DI diminuera de façon correspondante, commecela est visible d'après la figure 2 et l'équation ( 1), ce qui a pour effet que son oscillation tend à être difficile à se produire et que son niveau de

sortie est réduit D'après les considérations faites ci-

dessus, si on peut réaliser un tel circuit 1 à transistor FET qui possède une faible valeur de jrllmin et satisfasse

encore à l'exigence requise d'oscillation, alors il est pos-

sible d'obtenir à la fois une oscillation aisée et une fré-

quence stable.

En général trois configurations du circuit en montage commun, à savoir les configuration de montage en source commune, en grille commune et en drain commun, ont été utilisées dans des oscillateurs à micro-ondes utilisant

des transistors FET à base de Ga As D'autre part une encein-

te utilisée pour envelopper un transistor FET possède habi-

tuellement une constitution telle que représentée sur la figure 3 annexée à la présente demande C'est-à-dire qu'une

grille 12, un drain 13 et deux sources 141 et 142 du tran-

sistor FET ressortent hors du corps 11 de l'enceinte formant

bottier, et qu'une face supérieure 15 du corps 11 de l'en-

ceinte est maintenue au même potentiel que les sources 14 î et 142 au moyen d'une structure métallique 16 prévue sur une paroi latérale du corps Le bottier du transistor FET

comportant une telle structure est souhaitable pour obte-

nir une configuration en source commune et en outre pour la réalisation des circuits d'entrée et de sortie de ce

transistor étant donné que la grille 12 est alignée linéai-

rement avec le drain 13.

D'autre part, avec le bottier possédant une tel-

le structure, lorsqu'il est souhaitable d'utiliser une con-

figuration de montage en grille commune ou en drain commun, le circuit résonnant doit être disposé à angle droit par rapport au circuit d'adaptation sur le côté de sortie, ce qui entraîne des difficultés telles que l'agencement

du circuit devient complexe et qu'une oscillation inuti-

le tend à apparaître par suite d'une interférence mutuelle

entre les deux lignes.

Ci-après on donne une explication plus détaillée axée sur un agencement d'un oscillateur à transistor FET ensource commune de l'art antérieur, représenté sur la figure 4 annexée à la présente demande, sur laquelle des parties déja décritoe sur la figure 1 sont désignées par les mêmes chiffres de référence Sur la figure 4, comme sur la figure 1, le transistor FET 1, la paire de bornes 41 et 42 du transistor FET 1 sont raccordées au circuit

résonnant 2 et l'autre paire de bornes 51 et 52 sont rac-

cordées au circuit d'adaptation 3, une oscillation de sor-

tie étant délivrée sur la paire de bornesde sortie 61 et 62.

Cependant le circuit 1 du transistor FET de la figure 4 pos-

sède une configuration différente de celle de la figure 1.

C'est-à-dire qu'un transistor FET 21 possède une source 22, une grille 23 et un drain 24 Une tension de polarisation Vr est appliquée à la grille 23 à partir d'une borne 26, par l'intermédiaire d'une bobine d'arrêt des hautes fréquences

28, tandis qu'une autre tension de polarisation VD est ap-

pliquée à la borne 24 du drain, à partir d'une borne 25,

par l'intermédiaire d'une bobine d'arrêt des hautes fré-

quences 27 En outre entre la grille 23 et le drain 24 se -trouve inséré un réseau de réaction 17 constitué par une résistance 18 et un condensateur 19 servant à bloquer les signaux en courant continu Des condensateurs 29 et 30 possédant la même fonction que le condensateur 19 sont

prévus respectivement entre la borne 4 et le circuit ré-

i sonnant 2 ainsi qu'entre le circuit d'adaptation 3 et la

borne 61.

Le circuit 1 du transistor FET de la figure 4 pos-

sède, en ce qui concerne ses paramètres S, des valeurs dif-

fé.rentes en fonction du fait que le réseau de réaction 17

est ou non présent Lors du calcul d'une valeur Irîlmin sa-

tisfaisant à la relation Ir Di = 1 sur la base des valeurs des paramètres S qui diffèrent en fonction de la présence ou de l'absence du réseau de réaction 17, on a trouvé que l'adjonction du circuit de réaction 18 dans le circuit 1

du transistor FET fournit pour Irlmin une valeur inférieure.

Cela signifie que, même si l'on accroît la distance d indi-

quée sur la figure 2, il est possible d'obtenir une oscil-

lation stable.

Comme cela a été expliqué ci-dessus, dans l'oscil-

lateur à transistor FET à source mise à la masse, de l'art

antérieur, le réseau de réaction 17 est placé entre la bor-

ne de grille 23 et la borne de drain 24 du transistor FET

21 de manière à fournir une oscillation stabilisée Cepen-

dant un tel oscillateur de l'art antérieur pose un problè-

me dans le fait que le réseau de réaction 17 doit être pré-

vu à l'extérieur de l'enceinte formant boîtier du transis-

tor FÈT et que par conséquent la configuration du circuit

* 2520170

devient complexe et que la plage des fréquences de réac-

tion devient étroite et qu'en outre il est nécessaire d'

appliquer deux sortes de tension de polarisation, à sa-

voir la tension positive VD au drain 24 et la tension né-

gative VG à la grille 23 - Par conséquent le but de la présente invention est de fournir un oscillateur à transistor FET, qui soit d'une constitution simple et fournisse une excellente

caractéristique d'oscillation.

Selon un aspect préféré de la présente invention, un circuit de polarisation est raccordé à un drain d'un

transistor à effet de champ et un circuit à haute impédan-

ce comportant un circuit d'autopolarisation est raccordé

à une source du transistor, qui fait que ce dernier fonc-

tionne à la manière d'une résistance négative à deux bor-

nes (grille et drain) De façon plus spécifique, grâce à l'oscillateur à transistor FET selon l'invention, le drain du transistor FET est raccordé au circuit de polarisation et au circuit d'adaptation (ou circuit de réactance) ou au circuit résonnant tandis que sa grille est raccordée au circuit résonnant ou à un circuit de réactance et que

sa source est mise à la masse par l'intermédiaire du cir-

cuit à impédance élevée constitué par une ligne de transmis-

sion et une résistance d'autopolarisation de grille, ce qui a pour effet que la source du transistor FET est misea la masse par l'intermédiaire du circuit d'autopolarisation en

ce qui concerne les signaux à courant continu et est essen-

tiellement ouverte en ce qui concerne le signal à la fré-

quence d'oscillation Conformément à la présente invention,

grâce à l'insertion, dans le circuit de source du transis-

tor FET, du circuit qui présente une impédance élevée pour la fréquence d'oscillation, il est possible d'amener à un niveau élevé la valeur Qext du résonateur et de stabiliser

la fréquence d'oscillation de l'oscillateur à transis-

tor FET En outre,dans le cas o l'on utilise un résonateur

du type à accord électronique, on peut donner à l'oscilla-

teur à transistor FET une sensibilité plus élevée à l'ac-

cord électronique En outre,étant donné qu'une seule ten-

sion de polarisation positive est requise uniquement pour le drain, sans qu'il soit nécessaire d'avoir une tension

de polarisation pour la grille, il est possible de simpli-

fier l'agencement de l'oscillateur à transistor FET De

plus l'oscillateur à transistor FET selon la présente in-

vention convient particulièrement pour être utilisé en

tant qu'oscillateur à micro-ondes, avec des effets pré-

férés. D'autres caractéristiques et avantages de la

présente invention ressortiront de la description donnée

ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les-

quels: la figure 1, dont il a déjà été fait mention,

est un schéma-bloc d'un agencement du circuit d'un oscil-

lateur à transistor FET de l'art antérieur; la figure 2, dont il a déjà été fait mention, est un graphique montrant une relation d'un coefficient de réflexion 1 rll d'un circuit résonnant en fonction d'

une distance ou intervalle d entre un résonateur diélec-

trique et des lignes de transmission la figure 3, dont il a déjà été fait mention,

est une vue en perspective d'une enceinte formant bol-

tier pour un transistor FET; la figure 4, dont il a déjà été fait mention, est un schéma d'un oscillateur à transistor FET monté en source commune de l'art antérieur, du type à réaction; la figure 5 est un schéma-bloc d'un oscillateur

à transistor FET selon une forme de réalisation de la pré-

sente invention;

la figure 6 est un graphique montrant une rela-

tion de Irlmin en rapport avec les valeurs de résistance et de réactance d'un circuit d'impédance raccordé à la source du transistor FET de la figure 6; les figures 7 à 9 illustrent différentes formes

de réalisation de la présente invention, la figure 7 mon-

trant le schéma de l'oscillateur à transistor FET fabri-

qué sous la forme d'un circuit MIC (circuit intégré à mi- cro-onde@, tandis que les figures 8 et 9 représentent des

schémas différents de l'oscillateur à transistor FET fa-

briqué sous la forme d'un circuit MMIC (circuit intégré mo-

nolithique à micro-ondes).

En se référant à la figure 5, on y voit repré-

senté un schéma-bloc d'un oscillateur à transistor FET

selon la présente invention, dans lequel des parties dé-

jà décrites sur la figure 1 sont désignées par les mêmes chiffres de référence Comme dans l'art antérieur de la figure 1, le circuit 1 à transistor FET possède la paire de bornes 41 et 42 raccordées au circuit résonnant 2 et l'autre paire de bornes 51 et 52 raccordées au circuit d'adaptation 3, l'oscillation de sortie étant produit au niveau de la paire de bornes de sortie 61 et 62 Cependant le circuit 1 à transistor FET de la figure 5 diffère de celui de la figure 1 par le fait qu'un transistor FET 31 possède une source 32, une grille 33 et un drain 34, ce dernier étant accouplé par l'intermédiaire d'une bobine

d'arrêt des hautes fréquences 36 à une borne de polarisa-

tion 35, et un circuitd'impédance 37 possédant une impédan-

ce Z et inséré entre la source 32 et la masse.

s Le circuit d'impédance 37 présente une valeur

d'impédance Zs pour la fréquence d'oscillation et une va-

leur de résistance R pour des signaux en courant continu.

Si un courant de drain Ids dans le transistor FET Tl est

égal à 20 MA et si une tension Vgs de la grille 33 par rap-

port à la source 32 est égale à -1,5 V par exemple, alors la valeur de la résistance R est choisie égale à I Vgs/I = 75 ohms D'autre part la valeur d'impédance ZS pour la

fréquence d'oscillation est déterminée par la caractéris-

tique micro-ondes du transistor FET 31 Lorsque l'on uti-

lise un transistor FET ordinaire disponible dans le commer-

ce, monté dans la configuration en source commune, les pa-

ramètres S du transistor FET à la fréquence de 10 G Hz pos-

sèdent habituellement des valeurs telles qu'indiquées dans

le tableau ci-après.

TABLEAU

On obtient les Qourbes 38 et 39 de la figure 6 en calculant de nouveaux paramètres S du transistor FET lorsque l'impédance Zs (=Rs + j Xs) est insérée entre la

source 32 et la masse en utilisant les paramètres S don-

nés dans le tableau ci-dessus, puis en traçant Irl 11 con-

formément à l'équation ( 1) en utilisant les nouvelles va-

leurs obtenues des paramètres S De façon plus spécifi-

que, sur la figure 6, la courbe 38 en trait plein repré-

sente la variation de Irl minen fonction Xs lorsque Rs = 0, alors que la courbe 39 représente la variation de Irlmin en fonction de R lorsque X = O A partir de la Irlmin S S figure 6, on trouve que Irllmin diminue lorsque Rs et Xs augmentent et possède une valeur minimum lorsque Xs = +

ou R = S, ce qui fournit la distance d la plus grandeen-

s

tre le résonateur diélectrique 7 et les lignes de transmis-

sion 8 dans le circuit résonnant représenté sur la fi-

gure 1 En d'autres termes, lorsque l'on insère une impé-

dance Zs supérieure à une certaine valeur dans la source 32, il est possible de donner à l'oscillateur une grande Isijl <Sij Sll 0,802 176,4

512 0,166 54,1

521 0,886 4,4

522 0,698 -159,4

t stabilité en fréquence tandis que lorsque la valeur absolue -|zs 1 de l'impédance Zs est égale à l'infini (w), on peut

donner à l'oscillateur la stabilité maximale en fréquence.

Il en résulte que, lorsque l'impédance Zs = (Rs + j XS) dans laquelle Xs est infinie et Rs a la valeur IV gs/Ids est placée dans le circuit de source 32, la source 32 est en circuit ouvert pour la fréquence d'oscillation, ce

qui a pour effet que le circuit du transistor FET fonc-

tionne en tant qu'élément à deux bornes(la grille 33 et

le drai N 34).

Sur la figure 7 on a représenté une forme de réalisation de la présente invention dans le cas o des lignes sous la forme de microbandes sont réalisées sur un substrat diélectrique Dans la forme de réalisation représentée, un transistor FET 41 possède une source 42, une grille 43 et un drain 44, la grille 43 étant raccordée à un circuit résonnant Le circuit résonnant est constitué à son tour par une ligne 46 en forme de microbande à une extrémité de laquelle est placée une résistance 45 servant

de charge fictive, et un résonateur diélectrique 47 accou-

plé par couplage électromagnétique à la ligne de transmis-

sion 46 Une ligne 48 en forme de microbande est accouplée à la borne de source 42, tandis que l'autre extrémité de la ligne 48 est en circuit ouvert et que ladite ligne 48 est raccordée par l'intermédiaire d'une résistance 49 à

la masse en un point à Xg/4 (Xg désignant la longueur d'on-

de) à partir de l'extrémité ouverte de la ligne L'oscilla-

tion de sortie de l'oscillateur est obtenue sur une borne de sortie 52 par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation

51 et d'un condensateur 50 de blocage des signaux en cou-

rant continu Une tension de polarisation pour le transis-

tor FET 41 est appliquée au drain 42 à partir d'une borne 53, par l'intermédiaire d'une ligne d'impédance élevée 55 dont une extrémité est court-circuitée par un condensateur

54, du point de vue des micro-ondes.

Avec l'oscillateur à transistor FET possédant un tel agencement, l'impédance Zs du circuit raccordé à la source 42 fournit une pure réactanoe Xs à la fréquence d'oscillation, et la courbe 38 de la figure 6 représente la variation de Irl Imin lorsque la distance ou lalongueur entre la source 42 et la résistance 49 dans la ligne 48 varie de O à Xg/2 On notera, sur la courbe 38, que Xs et que Irlmin possède une valeur minimum lorsque la distance source-résistance est Xg/4 Dans ce cas, la valeur de l'impédance Z 5 à la fréquence d'oscillation ne dépend pas de la valeur R de la résistance 49 en ce qui

concerne les signaux en courant continu, et par consé-

quent l'oscillation de sortie ne diminuera pas lors de l'adjonction de la résistance 49 En outre l'adjonction de la résistance 49 permettra au transistor FET 41 de fonctionner avec une alimentation formée par une seule tension positive, ce qui a pour effet que le circuit de polarisation raccordé à la grille du transistor FET dans l'art antérieur peut être supprimé et que par conséquent cette configuration de circuit peut être simplifiée En outre, étant donné que la résistance 49 est insérée dans

le circuit raccordé à la source 42, le circuit ne forme-

ra pas un circuit résonnant en rapport avec de basses fré-

quences inférieures à la fréquence d'ocillation, ce qui per-

met de supprimer des oscillations dans des modes inutiles.

La forme de réalisation de la figure 7 a été expliquée dans le cas o l'impédance Z 5 fournit la pure réactance X 5, mais on peut voir d'après la figure 6 qu'il est inutile que la partie réelle R de l'impédance Z 5 soit toujours nulle et que I Zsi est suffisamment élevée, il est alors possible d'obtenir le même effet Pour cette

raison, la longueur de la ligne 48 formée d'une micro-

bande n'est pas limitée à g/2, et également, en ce qui con-

cerne la position de raccordement de la résistance 49 à la ligne 48 en forme de microbande, cette résistance 49 n'est

pas limitée à une position Xg/4 à partir de l'extrémité ou-

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verte de la ligne 48 Par exemple, même si la longueur de la ligne de transmission 48 est réglée sur la valeur Xg/4 et si l'extrémité déterminée de la ligne 48 est raccordée à la masse par l'intermédiaire de la résistance 49, on peut atteindre l'objet de la présente invention en choisissant pour l'impédance caractéristique Z 0 de la ligne 48 formée d'unemicrobande,une valeur supérieure à la valeur R de la

résistance 49.

Lorsque la longueur de la ligne 48 est réglée

àune valeur voisine de >g/4 et que l'extrémité de terminai-

son de la ligne 48 est court-circuitée en ce qui concerne

les micro-ondes et le courant continu et que la résistan-

ce 49 est prévue entre la source 42 et la ligne 48, l'im-

pédance Zs prend une valeur élevée Par conséquent, dans

ce cas, on peut également atteindre l'objet de l'invention.

En d'autres termes dans le cas o le transistor FET possè-

de des paramètres S indiqués dans le tableau précédent, il apparaît à l'évidence, d'après la figure 6, que l'effet de l'invention peut être obtenu tant que RS est IV gs/Ids et que Xs est réglé à une valeur supérieure d'environ 15 ohms ou inférieure à O ohm Il va sans dire que si l'on utilise d'autres transistors FET, il faut régler la valeur Xs à une

valeur différente du cas précédent.

L'oscillateur à transistor FET de la figure 7

a été réalisé sous la forme d'un circuit plat à microban-

de, c'est-à-dire un circuit intégré à micro-ondes (dési-

gné sous l'appellation MIC) Les figures 8 et 9 montrent des oscillateurs à transistor FET de différentes formes de réalisation de la présente invention, dans lesquelles le circuit 1 du transistor FET et le circuit d'adaptation 3

sont réalisés sur un substrat semiconducteur (par exem-

ple du Ga As), c'est-à-dire sous la forme d'un circuit in-

tégré monolithique à micro-ondes (désigné sous l'abrévia-

tion MMIC).

En se référant tout d'abord à la figure 8, on voit que le transistor FETpossédant les sources 611 et 612, une grille 62 et un drain 63 est formé sur un substrat semiconducteur 60 (constitué par du Ga As par exemple), qui à son tour comporte une pellicule conductrice sur sa face arrière Des lignes formées de microbandes 64 et 642 sont raccordées respectivement aux sources 611 et 612 * Les autres extrémités des lignes en forme de microbandes 641 et 642 sont court-circuités du point de vue des microondes

par le fait qu'on prévoit au niveau de leurs autres extré-

mites des pellicules diélectriques 651 et 652 et des élec-

trodes de mise à la masse 661 et 662 de manière à former eu-

tre elles des condensateurs,, et simultanément des lignes 641 et

642 sont raccordées à la masse au moyen de résistances res-

pectives 671 et 672 repéréespar les zones hachurées.

En outre la grille 62 est raccordée à une ligne 68 qui à son tour est raccordée à un circuit résonnant, bon représenté) Le drain 63 est raccordé à une ligne 69 qui agit à la fois en tant que circuit d'adaptation

et circuit de polarisation.

La ligne 69 est munie,àson autre extrémité, d'une

électrode 71, tandis que l'autre extrémité est court-cir-

cuitée par un condensateur 70 en ce qui concerne les mi-

cro-ondes Une tension de polarisation positive est appli-

quée à l'électrode 71 En outre la ligne 69 comporte, sur son extrémité de sortie, une pellicule diélectrique 72 et une électrode de sortie 73 qui forment ensemble un

condensateur de blocage des signaux en courant continu.

Le circuit équivalent et le principe de fonc-

tionnement de l'oscillateur à transistor FET représenté sur la figure 8 sont identiques à ceux de l'oscillateur mixte de la figure 7, mais la différence entre eux tient au fait quel extrémit 9 àde terminaison des lignes en forme

de microbandes 641 et 642 2 raccordées aux sources respecti-

ves 611 et 612 sont court-circuitées, en ce qui concerne

les micro-ondes, et sont raccordées à la masse par l'in-

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termédiaire des résistances représentées sur la figure 8,

comme cela a déjà été décrit ci-dessus.

* De cette manière, même si les résistance 67 et 67 sont prévues sur les extrémités respectives des lignes en forme de microbandes 64 et 642 possédant une longueur d'

environ Xg/4, les effets selon la présente invention peu-

vent être obtenus étant donné que les extrémités de termi-

naison des lignes 64 l et 642 sont court-circuitées en ce

qui concerne les micro-ondes.

En outre la longueur de la ligne en forme de microbande 64 ou 642 nest pas limitée à Xg/4 et tant que l'impédance ZS des lignes en forme de microbandes 64 et 642, telle qu'elle est vue à partir des sources 62 et 622, possède une valeur permettant une réduction de Irlmin trouvée en utilisant les paramètres S d'un transistor FET

disponible comme représenté sur la figure 6, il est pos-

sible de réaliser l'oscillateur à transistor FET conforme

à l'invention A ce sujet, on choisit pour l'impédance ca-

ractéristique des lignes en forme de microbandes 641 et 642 une valeur supérieure à la valeur des résistances 671 et 672 et il est possible d'éliminer les pellicules diélectriques 651 et 652 ainsi que les électrodes de mise à la masse 661 et 662 qui sont prévues à l'une des extrémités des lignes en forme de microbandes 641, 642 et forment des condensateurs entre elles comme dans le cas de la forme de réalisation de

la figure 7.

Ci-après on va expliquer une modification de la

forme de réalisation de la figure 8, en référence à la fi-

gure 9, sur laquelle des parties déjà explicitées en rap-

port avec la figure 8 sont désignées par les mêmes chiffres de référence, les explications relatives à de telles pièces étant omises Dans cette modification, les sources 61 et 612 sont raccordées aux résistances respectives 67 et 672 qui à leur tour sont raccordées aux lignes en forme de microbandes 641 et 642 Les autres extrémités des lignes

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641 et 642 sont raccordées à la masse par l'intermédiaire des électrodes de mise à la masse 661 et 662 Avec une

telle structure représentée sur la figure 9, il est pos-

sible d'atteindre l'objectif de la présente invention.

Comme cela a été décrit précédemment, les os- cillateurs à transistor FET du type MMIC des figures 8

et 9 peuvent être réalisés avec une structure simple, re-

marquablement compacte et avec une performance de fonc-

tionnement élevée.

En outre il est possible de remplacer lesrésis-

tançes 671 et 672 des figures 8 et 9 par des diodes réali-

sées sur le substrat semiconducteur En outre le résona-

teur raccordé à la grille 62 n'est pas limité à un ré-

sonateur diélectrique et peut être remplacé par un os-

cillateur à accord électronique à large bande.

Bien que la grille et le drain du transistor

FET aient été raccordés respectivement au circuit réson-

nant et-au circuit d'adaptation dans les oscillateurs à transistor FET mentionnés ci-dessus, la grille et le drain du transistor FET peuvent être raccordés au circuit de

réactance, et le circuit résonnant au circuit d'adapta-

tion respectivement en fournissant respectivement les

mêmes effets que selon l'invention Ce type d'oscilla-

teur indiqué en dernier est désigné sous le terme d'os-

cillateur à transistor FET du type à transmission A ce sujet, le circuit résonnant 2 de la figure 5 est du type à réactance et le circuit d'adaptation 3 de la fi-

gure 5 est remplacé par un circuit résonnant Lorsque le circuit résonnant 2 est du type à réactance, irîl est égaleà environ à 1 A partir du calcul du coefficient

de réflexionr Di (c'est-à-dire l'équation ( 1)) pour dif-

férentes valeurs de l'impédance Zs lorsque jrll est égale à environ à 1, on trouve que plusi Z 1 est élevée, plus D est important Cela signifie que l'on peut donner une

faible valeur au coefficient de réflexion du circuit ré-

sonnant raccordé au drain, ce qui fait qu'on peut réaliser l'oscillateur à transistor FET du type à transmission avec

une stabilité élevée en fréquence.

D'autre part sur les figures 8 et 9,si la ligne 68 accoupléel la grille 62 est court-circuitée du point de vue des micro-ondes et est reliée à la masse du point de vue

des signaux en courant continu, cela signifie que la gril-

le 62 est terminée par le circuit de faible réactance et que par conséquent le transistor FET peut fonctionner en tant qu'élément à résistance négative à deux bornes (l' électrode de sortie 73 et la masse) Par conséquent, si l'on raccorde un circuit résonnant (non représenté) à l'électrode de sortie 73, on peut réaliser l'oscillateur

à transistor FET stable de la même manière que les oscil-

lateurs FET mentionnés ci-dessus.

En outre, même si l'électrode de sortie 73 est court-circuitée du point de vue des micro-ondes et est mise à la masse en ce qui concerne les signaux en courant continu, le transistor FET peut fonctionner en tant qu'élément à résistance négative à deux bornes

(la ligne 68 raccordée à la grille 62 et la masse) com-

me dans le cas ci-dessus Par conséquent, lorsqu'un cir-

cuit résonnant (non représenté) est raccordé à la ligne 68, il est possible de réaliser de façon similaire un

oscillateur à transistor FET stable.

Claims

REVENDICATIONS

1 Oscillateur à transistor à effet de champ, caractérisé en ce qu'il comporte un transistor à effet de champ (FET) ( 31; 41) comportant un drain ( 34; 44), une source ( 32; 42) une grille ( 33; 43), que le drain ( 34; 44) est raccordé à un circuit de polarisation ( 35,36,51), que

la source ( 32; 42) est raccordée à la masse par l'intermé-

diaire d'un circuit d'impédance ( 37; 48; 641,642,671,672) qui fournit une résistance d'autopolarisation par

rapport aux signaux en courant continu, ladite résistan-

ce d'autopolarisation déterminant une tension pour pola-

riser la grille ( 33; 43) du transistor ( 31; 41), et que la-

dite source ( 32; 42) est en circuit ouvert à la masse par l'intermédiaire dudit circuit d'impédance ( 37; 48; 641,642,

671,672) qui présente une impédance élevée en ce qui con-

cerne les signaux à hautesfréquences, ce qui fournit une résistance négative entre la grille ( 33; 43) et le drain

( 34; 44), et un circuit d'accord ( 2,3; 45-47; 69) situé en-

tre la grille ( 33; 43) et le drain ( 34; 44) dudit transis-

tor à effet de champ ( 31; 41).

2 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que le circuit d'impédance ( 48) se compose d'une ligne de transmission possédant une impédance prédéterminée, raccordée à la source ( 42) dudit transistor à effet de champ ( 41), et d'une résistance ( 49)

prévue dans une position prédéterminée sur ladite ligne.

3 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 2, caractérisé en ce que la ligne de transmission ( 48) possède une longueur égale à Xg/2, o Xg désigne la longueur d'onde d'un signal d'oscillation provenant dudit oscillateur à transistor FET, et que la résistance ( 49) est prévue dans une position située à kg/4 par rapport à

la borne de source ( 42) du transistor.

4 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que le circuit d'impédance

ZO 170

( 48) comporte une ligne de transmission possédant une impé-

dance prédéterminée, reliée à la source ( 42) du transistor à effet de champ ( 41), et une résistance et une capacité

prévues dans une position prédéterminée sur ladite ligne.

5 Oscillateur à transistor FET selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que la ligne de transmission

( 48) possède une longueur égale à Xg/4, o Xg est la lon-

gueur d'onde d'un signal d'oscillation provenant dudit oscillateur à transistor FET, et que la résistance et la capacité sont raccordées à une extrémité déterminée de

ladite ligne.

6 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que le circuit d'impédance

( 641,642; 671,672) est constitué par une ligne de transmis-

sion ( 641,642) branchée entre la source dudit transistor à effet de champ et une électrode de mise à la masse ( 661, 662), et par une résistance ( 671,672) branchée en série

avec ladite ligne de transmission.

7 Oscillateur à transistor FET selon l'une quel-

conque des revendication 2 à 6, caractérisé en ce que la ligne de transmission ( 37; 48,641,642) est une ligne en forme de microbande

8 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 1, caractérisé'en ce que le circuit d'accord ( 2, 3; 45-47; 51; 69) est constitué par un circuit résonnant et

par un circuit d'adaptation.

9 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 8, caractérisé en ce que le circuit résonnant ( 45-47) est constitué par une lignede transmission ( 46), dont une extrémité est raccordée à une résistance ( 45)

servant de charge fictive, et par un résonateur diélec-

trique ( 47) accouplé selon un couplage électromagnétique

à ladite ligne de transmission.

Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 8, caractérisé en ce que le circuit d'adaptation 0170

( 51) est du type à réactance.

11 Oscillateur à transistor FET, caractérisé

en ce qu'il comporte un transistor à effet de champ com-

portant un drain ( 63), une grille ( 62) et une source ( 611-

612), un circuit d'adaptation ( 69) raccordé au drain ( 63)

dudit transistor, un circuit résonnant raccordé à la gril-

le ( 62) dudit transistor, et un circuit à impédance élevée ( 641,642,671, 672) raccordé à la source dudit transistor et

comportant un circuit d'autopolarisation servant à détermi-

ner une tension de polarisation pour ladite grille.

12 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 11, caractérisé en ce que le circuit à impédance élevée comporte une ligne de transmission ( 641,642 > et une

résistance d'autopolarisation ( 671,672) branchée entre la-

dite ligne et la masse.

13 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 11, caractérisé en ce que le circuit d'adaptation se compose d'un circuit de faible réactance ( 69) branché entre le drain ( 63) du transistor à effet de champ et la

masse.

14 Oscillateur à transistor FET caractérisé

en ce qu'il comporte un transistor à effet de champ com-

portant un drain ( 63), une grille ( 62), une source ( 611, 612), un circuit de polarisation ( 69) raccordé au drain ( 63) du transistor, un circuit résonnant raccordé à ce drain ( 63),un circuit d'adaptation raccordé à la grille ( 62) dudit transistor, et un circuit à impédance élevée raccordé à la source dudit transistor et comportant un

circuit d'autopolarisation servant à déterminer une ten-

sion de polarisation pour le grille ( 62).

Oscillateur à transistor FET selon la re-

vendication 14, caractérisé en ce que le circuit à impé-

dance élevée comporte une ligne de transmission et une résistance d'autopolarisation branchée entre ladite ligne

et la masse.

Z 0170

16 Oscillateur à transistor FET selon la reven-

dication 14, caractérisé en ce que le circuit d'adaptation est constitué par un circuit à faible réactance raccordé entre la grille ( 62) du transistor à effet de champ et la masse.