FR2817409A1 - Amplificateur de puissance de haute frequence - Google Patents
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Abstract
L'invention procure un amplificateur de puissance de haute fréquence comprenant : un substrat en GaAs semi-isolant (18) sur lequel sont disposés un transistor bipolaire amplificateur (20), un circuit de polarisation (26), une borne de sortie de circuit de polarisation (32) connectée au circuit de polarisation (26), et une borne de connexion d'électrode de base (34) connectée au transistor bipolaire (20); une inductance sous forme de puce (16) connectée entre la borne de sortie de circuit de polarisation (32) et la borne de connexion d'électrode de base (34); et un substrat de montage (12) sur lequel le substrat en GaAs semi-isolant (18) et l'inductance sous forme de puce (16) sont disposés côte à côte.
Description
AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE DE HAUTE FREQUENCE
La présente invention concerne un amplificateur de puissance
de haute fréquence, et plus particulièrement une amélioration de la stabi-
lité d'un amplificateur de puissance de haute fréquence utilisant un tran-
sistor bipolaire. On a assisté récemment à une grande diffusion de terminaux portables tels que des téléphones portables. Dans le développement de tels modèles récents, un point clé à considérer consiste dans la réduction
de leur taille et de leur poids, qui exige à titre de composant clé un am-
plificateur de puissance de haute fréquence capable de fournir une puis-
sance de sortie élevée.
On a utilisé dans de nombreux téléphones portables des tran-
sistors bipolaires à hétérojonction (qu'on désigne ci-après en abrégé par "HBT") pour de tels amplificateurs de puissance de haute fréquence à
puissance élevée, du fait qu'ils ont un grand gain en courant D et, en ou-
tre, des types (types GaAs) correspondant à ceux dont l'émetteur consiste en AlGaAs et la base consiste en GaAs, procurent un fonctionnement à
vitesse élevée.
La figure 5 est un schéma de circuit d'un amplificateur de puis-
sance de haute fréquence classique.
Sur la figure 5, la référence 100 désigne un amplificateur de puissance de haute fréquence; 102 désigne un substrat; 104 désigne une puce de circuit intégré monolithique micro-onde, ou MMIC; 106 désigne un transistor HBT pour l'amplification de puissance de haute fréquence; 108 désigne un circuit d'adaptation d'entrée pour le HBT 106; 110 désigne un circuit d'adaptation de sortie pour le HBT 106; 112 désigne un circuit de polarisation pour commander le potentiel de base appliqué au HBT 106; 114 désigne un résistance de séparation pour le circuit de polarisation
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112; 116 désigne une borne d'entrée de signal pour des signaux de puis-
sance de haute fréquence; 118 désigne une borne de sortie de signal pour des signaux de puissance de haute fréquence; 120 désigne une borne d'entrée de commande de sortie; 122 et 124 désignent des bornes de source d'alimentation pour des tensions continues; et 126 désigne une
borne de masse.
De la puissance de signal de haute fréquence appliquée à la borne d'entrée de signal 116 est transmise par le circuit d'adaptation d'entrée 108 et est amplifiée par le HBT 106. La puissance de signal de
haute fréquence amplifiée est ensuite émise par la borne de sortie de si-
gnal 118 par l'intermédiaire du circuit d'adaptation de sortie 110. A ce
moment, l'électrode de base du HBT 106 reçoit à partir du circuit de pola-
risation 112 un courant de base à une tension prédéterminée, sous la commande d'un signal de commande qui est appliqué par l'intermédiaire
de la borne d'entrée de commande de sortie 120. La résistance de sépa-
ration 114 est placée entre le circuit de polarisation 112 et l'électrode de base du HBT 106 de façon à réduire la fuite d'une partie de la puissance de signal vers le circuit de polarisation 112 (réduction de la puissance de
fuite furtive). Lorsque la puissance de fuite circule vers le circuit de pola-
risation 112, le circuit de polarisation devient instable, ce qui réduit la
stabilité de l'amplificateur de puissance, et il en résulte qu'un courant ex-
cessif peut circuler à cause de l'apparition d'une oscillation indésirable, ce qui peut occasionner une réduction de la fiabilité de l'amplificateur de puissance.
Lorsque la puissance de sortie d'amplificateur devient plus éle-
vée, la puissance de signal appliquée au HBT 106 est augmentée, ce qui
augmente la puissance de fuite. Pour éviter l'augmentation de la puis-
sance de fuite, il est nécessaire d'augmenter la valeur R1 de la résistance de séparation 114. D'autre part, le HBT 106 exige qu'un courant de base
lb appliqué à son électrode de base et le potentiel de base V2 aient cha-
cun une certaine valeur exigée. Cependant, I'augmentation de la valeur R1 de la résistance de séparation 114 pour réduire la puissance de fuite réduit le potentiel V2 appliqué à l'électrode de base, comme l'exprime la formule: V2 = V1 - lb*R1
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dans laquelle V1 est la tension de sortie du circuit de polarisation 112, et
le courant de base lb est fixé.
Par conséquent, dans certains cas, il est impossible d'appliquer
le potentiel de base V2 ayant une valeur exigée.
Pour résoudre ce problème, une inductance ayant une caracté- ristique d'impédance élevée dans une bande de fréquence envisagée peut être formée sur la puce de circuit intégré monolithique micro-onde 104, à la place de la résistance de séparation 114, de façon qu'il soit possible de
réduire la quantité de puissance de signal fuyant vers le circuit de polari-
sation 112, sans réduire le potentiel V2 appliqué à la base du HBT 106.
Cependant, ceci augmente la taille de la puce de circuit intégré monolithi-
que micro-onde, ce qui augmente son coût.
On notera incidemment que les inventions décrites dans les pu-
blications de brevets japonais ouverts à l'examen du public n 11-274867 (1999) et 10-322145 (1998) utilisent chacune un transistor à effet de champ (ou FET) à titre de transistor amplificateur, et sa résistance de
polarisation de grille est également formée par un FET.
Cependant, la présente invention concerne un transistor bipo-
laire, et par conséquent elle a une configuration différente de celles des
inventions mentionnées ci-dessus.
D'autre part, le document Mitsubishi Denki Giho VO174 (N 6),
publié en 2000, décrit aux pages 43(401) à 46(404) un amplificateur à cir-
cuit intégré monolithique micro-onde à HBT à deux bandes, mais ne men-
tionne pas la présente invention décrite ci-dessous.
La présente invention a été faite pour résoudre les problèmes décrits cidessus. Un but de la présente invention est donc de procurer un
amplificateur de puissance de haute fréquence qui soit très stable et éco-
nomique, et dans lequel la puissance de fuite de signal vers le circuit de
polarisation soit faible.
Conformément à un aspect, I'invention procure un amplificateur
de puissance de haute fréquence comprenant: un substrat semiconduc-
teur semi-isolant; un premier transistor bipolaire ayant une électrode de base pour recevoir un signal par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'entrée, et une électrode de collecteur pour émettre un signal amplifié vers un circuit d'adaptation de sortie, le premier transistor bipolaire étant
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disposé sur le substrat semiconducteur; un circuit de polarisation pour fournir un courant de base au premier transistor bipolaire, le circuit de polarisation étant disposé sur le substrat semiconducteur; une première borne connectée à une extrémité de sortie du circuit de polarisation et disposée sur le substrat semiconducteur; une seconde borne connectée à l'électrode de base du premier transistor bipolaire et disposée sur le
substrat semiconducteur; un élément à réactance connecté entre la pre-
mière borne et la seconde borne; et un substrat de montage sur lequel
l'élément à réactance et le substrat semiconducteur sont disposés.
La présente invention peut donc réduire la quantité de la fuite de puissance de signal vers le circuit de polarisation sans augmenter
l'aire de surface du substrat semiconducteur, ce qui assure un fonction-
nement stable du circuit de polarisation, et peut procurer un amplificateur
de puissance de haute fréquence peu coûteux et très fiable.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront
mieux compris à la lecture de la description détaillée suivante de modes
de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la
description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est un schéma de circuit d'un amplificateur de puis-
sance de haute fréquence conforme à un mode de réalisation de l'invention; La figure 2 est un schéma de circuit d'un circuit de polarisation d'un amplificateur de puissance de haute fréquence conforme à un mode de réalisation de l'invention; La figure 3 est un schéma de circuit d'un autre amplificateur de
puissance de haute fréquence conforme à un mode de réalisation de l'in-
vention;
La figure 4 est un schéma de circuit d'un amplificateur de puis-
sance de haute fréquence multi-étage conforme à un autre mode de réali-
sation de l'invention; et
La figure 5 est un schéma de circuit d'un amplificateur de puis-
sance de haute fréquence classique.
Sur toutes les figures, les éléments pratiquement identiques
sont désignés par les mêmes numéros de référence.
Premier Mode de Réalisation
Un premier mode de réalisation de la présente invention com-
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prend un substrat en GaAs semi-isolant sur lequel sont disposés un tran-
sistor bipolaire amplificateur, un circuit de polarisation, une borne de sor-
tie de circuit de polarisation connectée à l'extrémité de sortie du circuit de polarisation, et une borne de connexion d'électrode de base connectée à I'électrode de base du transistor bipolaire amplificateur; une inductance
sous forme de puce connectée entre la borne de sortie du circuit de pola-
risation et la borne de connexion d'électrode de base; et un substrat de montage sur lequel le substrat en GaAs semi-isolant et l'inductance sous
forme de puce sont disposés côte à côte.
La figure 1 est un schéma de circuit d'un amplificateur de puis-
sance de haute fréquence conforme au premier mode de réalisation de la
présente invention.
En se référant à la figure 1, on note que la référence 10 désigne un amplificateur de puissance de haute fréquence; 12 désigne un substrat de montage consistant en céramique ou en verre-époxy; 14 désigne une
puce de circuit intégré monolithique micro-onde; et 16 désigne une in-
ductance sous forme de puce, à titre d'élément à réactance. La puce de circuit intégré monolithique micro-onde 14 et l'inductance sous forme de
puce 16 sont fixées côte à côte sur le substrat de montage 12.
La référence 18 désigne un substrat en GaAs semi-isolant qui est utilisé comme le substrat de la puce de circuit intégré monolithique micro-onde 14, tandis que la référence 20 désigne un HBT du type GaAs
pour l'amplification de puissance de haute fréquence, formé sur le subs-
trat en GaAs 18 pour constituer le premier transistor bipolaire, dont
I'émetteur consiste en AIGaAs et la base consiste en GaAs.
La référence 22 désigne un circuit d'adaptation d'entrée pour le HBT 20 formé sur le substrat en GaAs 18, et ce circuit est connecté à l'électrode de base du HBT 20. D'autre part, la référence 24 désigne le circuit d'adaptation de sortie pour le HBT 20, et ce circuit est connecté au collecteur du HBT 20. La référence 26 indique un circuit de polarisation
pour commander le potentiel de base appliqué au HBT 20.
La figure 2 est un schéma de circuit du circuit de polarisation.
En se référant à la figure 2, on note que les références 26a et 26b désignent des transistors bipolaires pour déterminer la tension de sortie V1 de l'extrémité de sortie 26c du circuit de polarisation, par une
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division de tension résistive entre les transistors, pour bloquer/débloquer le HBT 20. La référence 26d désigne l'extrémité de source d'énergie, 26e
désigne l'extrémité de commande et 26f indique une résistance.
En retournant à la figure 1, on note que la référence 28 désigne une borne d'entrée de signal qui reçoit de la puissance de signal de haute fréquence et qui est connectée au circuit d'adaptation d'entrée 22. D'autre part, la référence 30 désigne une borne de sortie de signal qui fournit de la puissance de signal de haute fréquence, et est connectée au circuit d'adaptation de sortie. La référence 32 désigne une borne de sortie de circuit de polarisation (une première borne) connectée à l'extrémité de sortie 26c du circuit de polarisation 26. La référence 34 désigne une borne de connexion à l'électrode de base (une seconde borne) connectée
à l'électrode de base du HBT 20.
Les références 36a et 36b désignent des fils de connexion. Le fil de connexion 36a connecte une extrémité de l'inductance sous forme de puce 16 et la borne de sortie de circuit de polarisation 32, tandis que le fil de connexion 36b connecte l'autre extrémité de l'inductance sous
forme de puce 16 et la borne de connexion d'électrode de base 34.
La référence 38 désigne une borne de masse connectée à l'électrode d'émetteur du HBT 20. La référence 40 désigne une borne
d'entrée de commande de sortie qui est connectée à l'extrémité de com-
mande 26e du circuit de polarisation 26, et qui reçoit un signal de com-
mande pour régler le niveau d'un courant de base qui est fourni au HBT
, et pour commander les états conducteur/bloqué du HBT 20. Les réfé-
rences 42 et 44 désignent des bornes de source d'alimentation recevant chacune une tension continue Vc, et la borne de source d'alimentation 42
est connectée à l'extrémité de source d'alimentation 26d du circuit de po-
larisation 26.
D'autre part, la borne de source d'alimentation 44 est connectée
à l'électrode de collecteur du HBT 20, de façon à appliquer une polarisa-
tion de collecteur au HBT 20.
La puissance de signal de haute fréquence appliquée à la borne
d'entrée de sortie 28 et transmise à travers le circuit d'adaptation d'impé-
dance 22 est amplifiée par le HBT 20 et est ensuite émise par la borne de
sortie de signal 30, par l'intermédiaire du circuit d'adaptation de sortie 24.
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A ce moment, un courant de base commandé par un signal de commande appliqué à la borne d'entrée de commande de sortie 40 est appliqué par
le circuit de polarisation 26 au HBT 20 à un potentiel prédéterminé.
Ce courant de base est appliqué à partir de l'extrémité de sortie du circuit de polarisation 26 à la borne de sortie 32 du circuit de polarisation, et il circule ensuite à partir de la borne de sortie 32 du circuit de polarisation vers une extrémité de l'inductance sous forme de puce 16, en
passant par le fil de connexion 36a. Le courant de base qui sort par l'au-
tre extrémité de l'inductance sous forme de puce 16 est appliqué à la borne de connexion d'électrode de base 34 par l'intermédiaire du fil de connexion 36b, et il est ensuite fourni à l'électrode de base du HBT 20
par l'intermédiaire du chemin de connexion établi entre la borne de con-
nexion d'électrode de base 34 et l'électrode de base du HBT 20.
Le chemin décrit ci-dessus par lequel circule le courant de base ne comprend aucune résistance de séparation pour réduire la puissance
de fuite du signal d'entrée. L'inductance sous forme de puce 16 est in-
cluse à la place. L'inductance sous forme de puce 16 peut être conçue de façon à avoir une caractéristique d'impédance élevée dans une bande de haute fréquence visée, et peut donc réduire la fuite de la puissance du
signal d'entrée vers le circuit de polarisation 26 même lorsque la fré-
quence de la puissance de signal d'entrée de haute fréquence devient
élevée, ou la puissance de signal d'entrée devient grande. En outre, I'in-
ductance sous forme de puce 16 ne réduit pas le potentiel de base appli-
qué à l'électrode de base du HBT 20.
Du fait que l'inductance sous forme de puce 16 est disposée sur
le substrat de montage, côte à côte avec la puce de circuit intégré mono-
lithique micro-onde 14, au lieu d'être montée sur le substrat en GaAs 18, il n'est pas nécessaire d'augmenter la taille du substrat en GaAs 18 pour recevoir l'inductance sous forme de puce 16, indépendamment de la taille
de l'empreinte de l'inductance sous forme de puce 16.
Par exemple, le substrat en GaAs d'une puce de circuit intégré monolithique micro-onde classique utilisant une résistance de séparation a une aire de surface de 0,8 mm2. Le substrat en GaAs 18 de la puce de
circuit intégré monolithique micro-onde 14 du premier mode de réalisa-
tion, dans lequel l'inductance sous forme de puce 16 est montée sur le
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substrat de montage 12, côte à côte avec la puce de circuit intégré mono-
lithique micro-onde 14 a également la même aire de surface de 0,8 mm2.
On suppose qu'une inductance en spirale est formée sur la puce de circuit intégré monolithique micro-onde. L'aire de surface nécessaire sur la puce de circuit intégré monolithique micro-onde pour recevoir l'in-
ductance en spirale est déterminée de la façon suivante.
Par exemple, on suppose que la fréquence du signal d'entrée est de 1 GHz, en considérant que l'amplificateur de puissance de haute fréquence est utilisé pour des téléphones portables. En supposant que la
valeur de l'impédance nécessaire pour isoler le HBT 20 vis-à-vis des tran-
sistors de polarisation 26a et 26b du circuit de polarisation 26 dans la ré-
gion de haute fréquence soit de 30 n2, une valeur d'inductance de 30 nH
(nanohenrys) est exigée.
Si on utilise une inductance en spirale pour obtenir cette valeur
d'inductance, le substrat en GaAs de la puce de circuit intégré monolithi-
que micro-onde doit avoir une aire de surface de 2,5 mm2, ce qui est en-
viron trois fois plus grand que l'aire de surface exigée pour le substrat en GaAs 18 de la puce de circuit intégré monolithique micro-onde 14 lorsque
l'inductance sous forme de puce 16 est montée sur le substrat de mon-
tage 12.
Comme décrit ci-dessus, le premier mode de réalisation est ca-
pable de réduire effectivement la quantité de puissance de signal de haute fréquence qui fuit vers un circuit de polarisation, sans augmenter
l'aire de substrat du substrat en GaAs, qui est coûteux, d'une puce de cir-
cuit intégré monolithique micro-onde, ce qui assure un fonctionnement stable du circuit de polarisation. En outre, du fait que l'inductance sous forme de puce qui est employée est montée sur le substrat de montage, côte à côte avec la puce de circuit intégré monolithique micro-onde, il n'est pas nécessaire d'augmenter l'aire de substrat du substrat en GaAs, qui est coûteux, de la puce de circuit intégré monolithique micro-onde,
pour recevoir l'inductance sous forme de puce, ce qui conduit à un ampli-
ficateur de puissance de haute fréquence peu coûteux. Par conséquent, le premier mode de réalisation peut procurer un amplificateur de puissance de haute fréquence qui est peu coûteux et très fiable et très stable, du
fait que son circuit de polarisation est stable.
En particulier, I'utilisation d'une inductance sous forme de puce permet d'optimiser aisément les caractéristiques de l'amplificateur de puissance de haute fréquence, du fait que la valeur d'inductance peut être réglée aisément en remplaçant une inductance par une autre. En outre, il est possible de réduire l'aire de montage sur le substrat de montage, et par conséquent, le premier mode de réalisation convient pour l'utilisation
dans le but de miniaturiser des dispositifs.
Une variante du premier mode de réalisation.
La figure 3 est un schéma de circuit d'un amplificateur de puis-
sance de haute fréquence conforme à une variante du premier mode de
réalisation. Cette variante utilise une ligne à micro-ruban au lieu de l'in-
ductance sous forme de puce 16 dans l'amplificateur de puissance de
haute fréquence 10 ci-dessus.
En se référant à la figure 3, on note que la référence 50 désigne
un amplificateur de puissance de haute fréquence, et 52 désigne une li-
gne à micro-ruban à titre d'élément à réactance.
L'amplificateur de puissance de haute fréquence 50 de cette variante fonctionne de la même manière que l'amplificateur de puissance de haute fréquence 10, ce qui permet de réduire la quantité de puissance de signal de haute fréquence qui fuit vers un circuit de polarisation, sans augmenter l'aire de surface du substrat en GaAs, qui est coûteux, de la puce de circuit intégré monolithique micro-onde. Par conséquent, cette variante peut également procurer un amplificateur de puissance de haute fréquence qui est peu coûteux et très fiable, du fait que son circuit de
polarisation fonctionne de façon stable.
En particulier, du fait que cette variante utilise une ligne à mi-
cro-ruban au lieu d'une inductance sous forme de puce, à titre d'élément à réactance, son motif peut être formé sur le substrat de montage 12, ce
qui réduit le nombre de composants.
Second Mode de Réalisation Un amplificateur de puissance de haute fréquence conforme à
un second mode de réalisation de la présente invention a une configura-
tion multi-étage dans laquelle une inductance sous forme de puce est
connectée entre le circuit de polarisation et l'électrode de base du tran-
sistor bipolaire amplificateur dans l'étage postérieur, pour empêcher une
2817409
fuite de la puissance de signal vers le circuit de polarisation. En outre,
I'inductance sous forme de puce et un substrat semiconducteur semi-
isolant sur lequel sont disposés l'amplificateur de puissance d'étage anté-
rieur, le transistor bipolaire d'étage postérieur et les circuits de polarisa-
tion, sont montés côte à côte sur un substrat de montage.
La figure 4 est un schéma de circuit d'un amplificateur de puis-
sance de haute fréquence multi-étage conforme à la présente invention.
En se référant à la figure 4, on note que la référence 60 désigne un amplificateur de puissance de haute fréquence, et 62 désigne l'étage postérieur de l'amplificateur, qui est entouré par une ligne en pointillés
sur la figure. Cet étage d'amplificateur postérieur 62 correspond à l'am-
plificateur de puissance de haute fréquence 10 du premier mode de réali-
sation. Les composants dans l'étage d'amplificateur postérieur 62 corres-
pondant à ceux dans l'amplificateur de puissance de haute fréquence 10 sont désignés par des références numériques semblables. La référence 64 désigne l'étage d'amplificateur antérieur nouvellement ajouté dans
l'amplificateur de puissance de haute fréquence 60. Cet étage d'amplifi-
cateur antérieur 64 est également entouré par une ligne en pointillés sur
la figure.
La référence 66 désigne l'amplificateur HBT dans l'étage d'am-
plificateur antérieur 64; 68 désigne le circuit d'adaptation d'entrée pour le HBT d'étage antérieur 66; 70 désigne le circuit de polarisation pour le HBT 66; 72 désigne une résistance de séparation incorporée entre le HBT 66 et le circuit de polarisation 70 dans l'étage d'amplificateur antérieur
64, pour empêcher une fuite de la puissance de signal d'entrée; 76 dési-
gne une borne de masse connectée à l'électrode d'émetteur du HBT 66; 78 désigne la borne d'entrée de commande du circuit de polarisation 70; et 80 et 82 désignent des bornes de source d'alimentation auxquelles une
tension continue Vc est appliquée.
La puissance de signal d'entrée de haute fréquence qui provient de la borne d'entrée de signal 28 est tout d'abord amplifiée par l'étage d'amplificateur antérieur 64. Du fait que la puissance de signal d'entrée qui est appliquée au HBT 66 dans l'étage d'amplificateur antérieur 64 est faible, et par conséquent un faible courant de base est suffisant pour le HBT 66, on peut utiliser sans aucun problème la résistance de séparation
I 1 2817409
72 pour empêcher la fuite de la puissance de signal d'entrée vers le cir-
cuit de polarisation 70. La puissance de signal d'entrée amplifiée par l'étage d'amplificateur antérieur 64 est fournie au HBT 20 dans l'étage
d'amplificateur postérieur 62 par l'intermédiaire du circuit d'adaptation 22.
A ce moment, la puissance de signal d'entrée qui est fournie au HBT 20 est déjà grande, et par conséquent sa puissance de fuite vers le
circuit de polarisation 26 est également grande. D'autre part, il est néces-
saire d'augmenter le courant de base de façon à éviter l'apparition d'une chute de tension. Cependant, si on augmente la valeur de la résistance de
séparation pour réduire la puissance de fuite, il n'est pas possible d'obte-
nir un potentiel de base suffisamment élevé pour attaquer le HBT 20.
Pour résoudre le problème ci-dessus, dans l'amplificateur de
puissance de haute fréquence 60, un courant de base devant être appli-
qué au HBT amplificateur 20 dans l'étage d'amplificateur postérieur 62 est tout d'abord émis par l'extrémité de sortie du circuit de polarisation 26 vers la borne de sortie de circuit de polarisation 32, et il circule ensuite à
partir de la borne de sortie de circuit de polarisation 32 vers une extré-
mité de l'inductance sous forme de puce 16, à travers le fil de connexion 36a. Le courant de base qui sort par l'autre extrémité de l'inductance sous forme de puce 16 est appliqué à la borne de connexion d'électrode de
base 34 à travers le fil de connexion 36b, et il est ensuite fourni à l'élec-
trode de base du HBT 20 par le chemin de connexion établi entre la borne
de connexion d'électrode de base 34 et l'électrode de base du HBT 20.
L'inductance sous forme de puce 16 peut être conçue de façon à avoir une caractéristique d'impédance élevée dans une bande de haute fréquence visée, et elle peut donc réduire la fuite de puissance du signal d'entrée vers le circuit de polarisation 26 même lorsque la puissance de
signal d'entrée appliquée au HBT amplificateur 20 dans l'étage d'amplifi-
cateur postérieur 62 devient grande, ou la fréquence du signal d'entrée devient élevée. En outre, l'inductance sous forme de puce 16 ne réduit
pas le potentiel de base appliqué à l'électrode de base du HBT 20.
Du fait que l'inductance sous forme de puce 16 est disposée sur
le substrat de montage, côte à côte avec la puce de circuit intégré mono-
* lithique micro-onde 14, au lieu d'être montée sur le substrat en GaAs 18, il n'est pas nécessaire d'augmenter la taille du substrat en GaAs 18 pour
12 2817409
recevoir l'inductance sous forme de puce 16, indépendamment de la taille
de l'empreinte de l'inductance sous forme de puce 16.
Comme on peut le voir d'après la description ci-dessus, dans un
amplificateur de puissance de haute fréquence multi-étage, la présente invention peut être appliquée non seulement à l'étage de sortie, mais également à des étages postérieurs de l'amplificateur de puissance dans
lesquels la puissance de signal est grande, de façon à réduire effective-
ment la fuite de puissance de signal vers le circuit de polarisation. Par conséquent, le second mode de réalisation est capable de réduire la quantité de puissance de signal de haute fréquence qui fuit vers un circuit de polarisation, sans augmenter l'aire de substrat du substrat enGaAs, qui est coûteux, d'une puce de circuit intégré monolithique microonde, ce
qui garantit un fonctionnement stable du circuit de polarisation et la stabi-
lité de l'amplificateur de puissance. Ainsi, le second mode de réalisation
peut procurer un amplificateur de puissance de haute fréquence multi-
étage qui est peu coûteux et très stable et fiable.
La présente invention procure des amplificateurs de puissance
de haute fréquence ayant les configurations décrites ci-dessus, produi-
sant les effets suivants.
Un amplificateur de puissance de haute fréquence conforme à la présente invention comprend: un substrat semiconducteur semi-isolant; un premier transistor bipolaire ayant une électrode de base pour recevoir un signal par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'entrée, et une électrode de collecteur pour émettre un signal amplifié vers un circuit d'adaptation de sortie, le premier transistor bipolaire étant disposé sur le substrat semiconducteur; un circuit de polarisation pour fournir un courant de base au premier transistor bipolaire, le circuit de polarisation étant disposé sur le substrat semiconducteur; une première borne connectée à
une extrémité de sortie du circuit de polarisation et disposée sur le subs-
trat semiconducteur; une seconde borne connectée à l'électrode de base
du premier transistor bipolaire et disposée sur le substrat semiconduc-
teur; un élément à réactance connecté entre la première borne et la se-
conde borne; et un substrat de montage sur lequel sont disposés l'élé-
ment à réactance et le substrat semiconducteur; grâce à quoi la présente invention peut réduire la quantité de puissance de signal qui fuit vers le
1 3 2817409
circuit de polarisation, sans augmenter l'aire de surface du substrat semi-
conducteur, ce qui garantit un fonctionnement stable du circuit de polari-
sation. La présente invention peut donc procurer un amplificateur de puis-
sance de haute fréquence peu coûteux et très fiable.
Selon un autre aspect (consistant en un amplificateur de puis- sance de haute fréquence multi-étage), l'amplificateur de puissance de haute fréquence comprend en outre un second transistor bipolaire pour émettre un signal de sortie amplifié vers le circuit d'adaptation d'entrée du
premier transistor bipolaire; grâce à quoi la présente invention peut ré-
duire la quantité de puissance de signal qui fuit vers le circuit de polari-
sation pour le premier transistor bipolaire dans l'étage postérieur de l'am-
plificateur multi-étage, sans augmenter l'aire de surface du substrat semi-
conducteur, ce qui garantit un fonctionnement stable du circuit de polari-
sation pour le premier transistor bipolaire dans l'étage postérieur. La présente invention peut donc procurer un amplificateur de puissance de
haute fréquence multi-étage peu coûteux et très fiable.
Selon encore un autre aspect, l'amplificateur de puissance de haute fréquence comprend une inductance sous forme de puce pour l'élément à réactance ci-dessus, grâce à quoi la valeur d'inductance peut être réglée aisément en remplaçant une inductance par une autre, et en
outre l'aire de montage peut être réduite, ce qui conduit à un amplifica-
teur de puissance de haute fréquence petit et très fiable.
Selon encore un autre aspect, l'amplificateur de puissance de haute fréquence comprend une ligne à micro-ruban pour l'élément à réactance cidessus, grâce à quoi, du fait que son motif peut être formé sur le substrat de montage, le nombre de composants peut être réduit, ce qui conduit à un amplificateur de puissance de haute fréquence peu coûteux.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être ap-
portées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'inven-
tion.
14 2817409
Claims (4)
1. Amplificateur de puissance de haute fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat semiconducteur semi-isolant (18); un
premier transistor bipolaire (20) ayant une électrode de base pour rece-
voir un signal par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'entrée (22) , et une électrode de collecteur pour émettre un signal amplifié vers un circuit
d'adaptation de sortie (24), le premier transistor bipolaire (20) étant dis-
posé sur le substrat semiconducteur (18); un circuit de polarisation (26) pour fournir un courant de base au premier transistor bipolaire (20), ce circuit de polarisation (26) étant disposé sur le substrat semiconducteur
(18); une première borne (32) connectée à une extrémité de sortie du cir-
cuit de polarisation (26) et disposée sur le substrat semiconducteur (18);
une seconde borne (34) connectée à l'électrode de base du premier tran-
sistor bipolaire (20) et disposée sur le substrat semiconducteur (18); un élément à réactance (16, 52) connecté entre la première borne (32) et la
seconde borne (34); et un substrat de montage (12) sur lequel sont dispo-
sés l'élément à réactance (16, 52) et le substrat semiconducteur (18).
2. Amplificateur de puissance de haute fréquence selon la re-
vendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un second tran-
sistor bipolaire (66) pour émettre un signal de sortie amplifié vers le cir-
cuit d'adaptation d'entrée (22) du premier transistor bipolaire (20).
3. Amplificateur de puissance de haute fréquence selon la re-
vendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément à réactance est une
inductance sous forme de puce (16).
4. Amplificateur de puissance de haute fréquence selon la re-
vendication 1 ou 2, caractérisé en ce l'élément à réactance est une ligne
à micro-ruban (52).
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