JP2000022457A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000022457A
JP2000022457A JP10190385A JP19038598A JP2000022457A JP 2000022457 A JP2000022457 A JP 2000022457A JP 10190385 A JP10190385 A JP 10190385A JP 19038598 A JP19038598 A JP 19038598A JP 2000022457 A JP2000022457 A JP 2000022457A
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power supply
voltage
semiconductor device
fet
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JP10190385A
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Japanese (ja)
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Tadayuki Shimura
忠幸 志村
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To operate pluralities of circuits by a single power supply without forming an internal power supply circuit to adjust a gate voltage of each circuit with respect to the semiconductor device formed by integrating pluralities of the circuits including nonlinear circuits and linear circuits. SOLUTION: Pluralities of circuit sections 1-1-1-n being components of a semiconductor integrated circuit are provided respectively with pluralities of transistors(TRs) 2-1-2-n each having a different threshold voltage and each threshold voltage of pluralities of the TRs is set so that pluralities of the circuit sections are operated at respective operating points based on a voltage outputted from a single power supply 5. Preferably, the voltage from the single power supply is directly applied to each of pluralities of the circuit sections without an internal power supply circuit to adjust the voltage from the single power supply in the inside of the semiconductor integrated circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非線形回路および
線形回路を含む各種の回路を集積回路化してなる半導体
装置に関する。近年の通信システム等においては、使用
する周波数の高帯域化や、マイクロ波帯の使用や自動車
用ミリ波レーダ等のマイクロ波帯およびミリ波帯の周波
数の使用に伴い、逓倍器等の非線形回路を使用して動作
周波数を比較的高くすることができるような半導体装置
を提供することが要求されるようになっている。
The present invention relates to a semiconductor device in which various circuits including a non-linear circuit and a linear circuit are integrated. In recent communication systems, etc., the use of higher frequency bands, the use of microwave bands, and the use of microwave and millimeter band frequencies such as millimeter wave radars for automobiles have led to the use of nonlinear circuits such as multipliers. It has been demanded to provide a semiconductor device capable of relatively increasing the operating frequency by using a semiconductor device.

【0002】このようなタイプの半導体装置を構成する
半導体集積回路として、特に、トランジスタ等の能動素
子とインピーダンスマッチング用のマイクロストリップ
ライン等の受動素子とを一体に形成してなるMMIC
(Monolithic Microwave Integrated Circuit :モノリ
シック・マイクロウェーブ集積回路)が、小型かつ低コ
ストにて作製可能であって、かつ安定した性能および大
量生産性を有しており、最近注目を浴びている。
[0002] As a semiconductor integrated circuit constituting a semiconductor device of this type, in particular, an MMIC in which an active element such as a transistor and a passive element such as a microstrip line for impedance matching are integrally formed.
(Monolithic Microwave Integrated Circuit) has attracted attention recently because it can be manufactured at a small size and at low cost, has stable performance and mass productivity.

【0003】[0003]

【従来の技術】まず初めに、図7〜図9を参照しなが
ら、上記のようなMMIC等の半導体集積回路からなる
半導体装置の従来の構成を説明する。図7は、従来の第
1例の半導体装置の構成を示すブロック図であり、図8
は、従来の第1例の半導体装置に使用されるトランジス
タのゲート電圧対ドレイン電流特性を示すグラフであ
る。ただし、ここでは、説明を簡単にするために、動作
点がそれぞれ異なる2つ以上の回路、例えば、第1の回
路110と第2の回路120とが一体に形成された半導
体集積回路からなる半導体装置を例示することとする。
2. Description of the Related Art First, a conventional structure of a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit such as an MMIC as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a first conventional semiconductor device, and FIG.
3 is a graph showing gate voltage versus drain current characteristics of a transistor used in the semiconductor device of the first conventional example. However, here, for simplicity of description, a semiconductor composed of a semiconductor integrated circuit in which two or more circuits having different operating points, for example, a first circuit 110 and a second circuit 120 are integrally formed. The device will be exemplified.

【0004】図7に示す半導体集積回路においては、第
1の回路110および第2の120の各々を動作させる
ための能動素子として機能するトランジスタが設けられ
ている。これらのトランジスタは、半導体集積回路の製
造プロセスの簡略化を図るために、通常、同一の製造プ
ロセスにより同時に形成される。それゆえに、第1の回
路110および第2の回路120内には、同一特性のト
ランジスタ130、140が形成されることになる。た
だし、第1の回路110が非線形回路であり、第2の回
路120が線型回路である場合、これらの回路の動作点
が互いに異なるために、トランジスタ130、140が
動作するゲート電圧も異なってくる。
In the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 7, a transistor functioning as an active element for operating each of the first circuit 110 and the second circuit 120 is provided. These transistors are usually formed simultaneously by the same manufacturing process in order to simplify the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit. Therefore, the transistors 130 and 140 having the same characteristics are formed in the first circuit 110 and the second circuit 120. However, when the first circuit 110 is a non-linear circuit and the second circuit 120 is a linear circuit, the operating points of these circuits are different from each other, so that the gate voltages at which the transistors 130 and 140 operate also differ. .

【0005】これらの同一特性のトランジスタ130、
140の各々は、代表的に、ジャンクション型の電界効
果トランジスタ(Field Effect Transistor :通常、F
ETと略記される)から構成され、図8の曲線に示すよ
うなゲート電圧Vg対ドレイン電流Idの特性を示す。
図8において、Vthは、FETのドレイン電流Idが
零になるときのゲート電圧Vgの閾値電圧(スレッショ
ールド電圧)を示している。
[0005] These transistors 130 having the same characteristics,
Each of the 140 is typically a junction-type field effect transistor (normally, F
ET), and shows characteristics of the gate voltage Vg versus the drain current Id as shown by the curve in FIG.
In FIG. 8, Vth indicates a threshold voltage (threshold voltage) of the gate voltage Vg when the drain current Id of the FET becomes zero.

【0006】さらに、図8において、aは第1の回路1
10の動作点を示し、Vaは、第1の回路110を上記
動作点aで動作させるために必要なトランジスタ130
のゲート電圧を示している。また一方で、bは第2の回
路120の動作点を示し、Vbは、第2の回路120を
上記動作点bで動作させるために必要なトランジスタ1
40のゲート電圧を示している。図から明らかなよう
に、非線形回路内のトランジスタ130のゲート電圧V
aは、閾値電圧Vthの近辺に設定することが必要であ
り、線形回路内のトランジスタ140のゲート電圧Vb
よりも低い値になる。
Further, in FIG. 8, a is the first circuit 1
10 indicates an operating point, and Va indicates a transistor 130 necessary for operating the first circuit 110 at the operating point a.
3 shows the gate voltage. On the other hand, b indicates the operating point of the second circuit 120, and Vb indicates the transistor 1 necessary for operating the second circuit 120 at the operating point b.
40 shows a gate voltage of 40. As is apparent from the figure, the gate voltage V of the transistor 130 in the nonlinear circuit
a needs to be set near the threshold voltage Vth, and the gate voltage Vb of the transistor 140 in the linear circuit is required.
Lower value.

【0007】それゆえに、従来の第1例の半導体装置で
は、図7に示したように、第1の回路110内のトラン
ジスタ130のゲート電圧Vaを供給するための第1の
電源150と、第2の回路120内のトランジスタ14
0のゲート電圧Vbを供給するための第2の電源160
とを別々に用意しなければならない。すなわち、従来の
第1例の半導体装置では、動作点がそれぞれ異なる2つ
の回路を一体に形成してなる半導体集積回路において、
異なるゲート電圧を上記回路内のトランジスタに供給す
るために、2つの電源を付加することが必要であった。
Therefore, in the first conventional semiconductor device, as shown in FIG. 7, a first power supply 150 for supplying the gate voltage Va of the transistor 130 in the first circuit 110 and a second power supply 150 are provided. Transistor 14 in circuit 120
Second power supply 160 for supplying a gate voltage Vb of 0
And must be prepared separately. That is, in the semiconductor device of the first conventional example, in a semiconductor integrated circuit in which two circuits having different operating points are formed integrally,
In order to supply different gate voltages to the transistors in the circuit, it was necessary to add two power supplies.

【0008】図9は、上記のような不都合な点に対処す
るために考え出された従来の第2例の半導体装置の構成
を示すブロック図である。ただし、ここでも、説明を簡
単にするために、動作点がそれぞれ異なる第1の回路1
10と第2の回路120とが一体に形成された半導体集
積回路からなる半導体装置を例示することとする。な
お、第1および第2の回路110、120内のトランジ
スタ130、140の特性は、図8のグラフにて示され
ているものと同じである。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a second conventional semiconductor device which has been devised to address the above-mentioned disadvantages. However, also in this case, for the sake of simplicity, the first circuits 1 having different operating points are used.
A semiconductor device including a semiconductor integrated circuit in which the second circuit 120 and the second circuit 120 are integrally formed is exemplified. The characteristics of the transistors 130 and 140 in the first and second circuits 110 and 120 are the same as those shown in the graph of FIG.

【0009】図9に示す半導体集積回路においては、第
1および第2の回路110、120内のトランジスタ1
30、140に対し、それぞれ別々に2つの電源を設け
る代わりに、単一の共通電源170のみを設けるように
している。ただし、この場合は、半導体集積回路の内部
にて、上記の共通電源170から出力される電圧Vcを
調整してトランジスタ130、140をそれぞれ駆動す
るためのゲート電圧Va、Vbを発生させる内部電源電
圧発生回路180を新たに形成する必要が生じてくる。
In the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 9, the transistor 1 in the first and second circuits 110 and 120
Instead of providing two power supplies separately for each of the power supplies 30 and 140, only a single common power supply 170 is provided. However, in this case, an internal power supply voltage for adjusting the voltage Vc output from the common power supply 170 to generate gate voltages Va and Vb for driving the transistors 130 and 140, respectively, inside the semiconductor integrated circuit. It becomes necessary to newly form the generation circuit 180.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、動作点
がそれぞれ異なる2つ以上の回路を一体に形成した半導
体集積回路からなる半導体装置においては、これらの動
作点にて上記回路を動作させるために必要なゲート電圧
がそれぞれ異なるために、従来の第1例のように、これ
らのゲート電圧を上記回路内のトランジスタに供給する
ための2つ以上の電源回路を付加することが必要であっ
た。このような構成では、半導体集積回路を構成する回
路の数だけ電源が必要になり、半導体装置の小型化が図
ることが困難になるという問題が生ずる。
As described above, in a semiconductor device comprising a semiconductor integrated circuit in which two or more circuits having different operating points are integrally formed, it is necessary to operate the circuit at these operating points. Since the gate voltages required for the respective circuits are different from each other, it is necessary to add two or more power supply circuits for supplying these gate voltages to the transistors in the circuit as in the first conventional example. . In such a configuration, power supplies are required by the number of circuits constituting the semiconductor integrated circuit, and it is difficult to reduce the size of the semiconductor device.

【0011】また一方で、従来の第2例のように、半導
体集積回路を構成する全ての回路に対し一つの共通電源
のみを設けた場合には、この共通電源の電圧を調整して
上記回路の数に相当する種類のゲート電圧を発生させる
ための内部電源電圧発生回路等の内部電源回路を半導体
集積回路内に形成することが必要であった。このような
構成では、内部電源回路にて余計な消費電力が発生して
消費電力の増大を招くと共に、上記半導体集積回路専用
の内部電源回路を形成するための製造プロセスが増える
という問題が生ずる。
On the other hand, when only one common power supply is provided for all the circuits constituting the semiconductor integrated circuit as in the second conventional example, the voltage of the common power supply is adjusted to adjust the voltage of the common power supply. It has been necessary to form an internal power supply circuit such as an internal power supply voltage generation circuit for generating a gate voltage of a number corresponding to the number of semiconductor devices in a semiconductor integrated circuit. In such a configuration, unnecessary power consumption occurs in the internal power supply circuit, which causes an increase in power consumption, and also causes a problem that the number of manufacturing processes for forming the internal power supply circuit dedicated to the semiconductor integrated circuit increases.

【0012】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、動作点がそれぞれ異なる複数の回路が一体に形
成された半導体集積回路内に余計な内部電源回路を形成
することなく、上記半導体集積回路内の複数の回路を単
一の電源にて動作させることが可能な半導体装置を提供
することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and does not require an extra internal power supply circuit in a semiconductor integrated circuit in which a plurality of circuits having different operating points are integrally formed. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of operating a plurality of circuits in an integrated circuit with a single power supply.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理構
成を示すブロック図である。ただし、ここでは、複数の
回路部(1−1〜1−n、nは2以上の正の整数)が一
体に形成された半導体装置の構成を簡略化して示すこと
とする。なお、この場合、図1の複数の回路部の構成
が、従来の第1の回路110および第2の回路120
(図7および図9)の構成と異なるものであることを明
確にするために、「複数の回路部」という表現を用いる
こととする。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention. However, here, a simplified configuration of a semiconductor device in which a plurality of circuit portions (1-1 to 1-n, n is a positive integer of 2 or more) is integrally shown. In this case, the configuration of the plurality of circuit units in FIG.
In order to clarify that the configuration is different from the configuration of FIGS. 7 and 9, the expression “plurality of circuit units” is used.

【0014】上記問題点を解決するために、本発明は、
図1に示すように、動作点がそれぞれ異なる複数の回路
部(例えば、第1の回路部〜第nの回路部1−1〜1−
n)を集積回路化してなる半導体装置において、これら
の複数の回路部に対し、それぞれ異なる閾値電圧を有す
る複数のトランジスタ(例えば、第1のトランジスタ〜
第nのトランジスタ2−1〜2−n)を設け、単一電源
5から出力される電圧Vgxに基づいて上記複数の回路
部がそれぞれ上記動作点にて動作するように、上記複数
のトランジスタの各々の閾値電圧を設定するように構成
される。
To solve the above problems, the present invention provides:
As illustrated in FIG. 1, a plurality of circuit units having different operating points (for example, a first circuit unit to an n-th circuit unit 1-1 to 1-
n) in an integrated circuit, a plurality of transistors having different threshold voltages (for example, first transistor to
N-th transistors 2-1 to 2-n) are provided, and the plurality of circuit units operate at the operating points based on the voltage Vgx output from the single power supply 5, respectively. It is configured to set each threshold voltage.

【0015】好ましくは、本発明の半導体装置は、この
半導体装置の内部に、上記単一電源5から出力される電
圧Vgxを調整する内部電源回路を設けることなく、上
記単一電源5から出力される電圧Vgxを上記複数の回
路部の各々に直接供給するように構成される。さらに、
好ましくは、本発明の半導体装置では、上記単一電源5
から出力される電圧Vgxが、上記複数の回路部の各々
を上記動作点にて動作させるためのゲート電圧として使
用されるようになっている。
Preferably, in the semiconductor device of the present invention, the output from the single power supply 5 is provided without providing an internal power supply circuit for adjusting the voltage Vgx output from the single power supply 5 inside the semiconductor device. The voltage Vgx is directly supplied to each of the plurality of circuit units. further,
Preferably, in the semiconductor device of the present invention, the single power supply 5
Is used as a gate voltage for operating each of the plurality of circuit units at the operating point.

【0016】さらに、本発明の好ましい実施態様は、少
なくとも一つの非線形回路と、少なくとも一つの線形回
路とを含む複数の回路部(例えば、第1の回路部〜第n
の回路部1−1〜1−n)を集積回路化してなる半導体
装置において、これらの複数の回路部に対し、それぞれ
異なる閾値電圧を有する複数のトランジスタ(例えば、
第1のトランジスタ〜第nのトランジスタ2−1〜2−
n)を設け、単一電源5から出力される電圧に基づいて
上記複数の回路部がそれぞれ動作するように、上記複数
のトランジスタの各々の閾値電圧を設定するように構成
される。
In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of circuit units including at least one non-linear circuit and at least one linear circuit (for example, a first circuit unit to an n-th circuit unit)
In a semiconductor device in which the circuit units 1-1 to 1-n are integrated circuits, a plurality of transistors (for example,
First transistor to n-th transistor 2-1 to 2-
n), and the threshold voltage of each of the plurality of transistors is set so that each of the plurality of circuit units operates based on the voltage output from the single power supply 5.

【0017】図2は、本発明の原理を説明するためのグ
ラフである。ただし、ここでは、前述の従来の半導体装
置に使用されるトランジスタのゲート電圧対ドレイン電
流特性(図8参照)と比較するために、FETからなる
複数のトランジスタ中の2つのトランジスタ(第1のト
ランジスタ2−1および第2のトランジスタ2−2)の
ゲート電圧対ドレイン電流特性を代表して示すこととす
る。
FIG. 2 is a graph for explaining the principle of the present invention. However, here, in order to compare with the gate voltage-drain current characteristics (see FIG. 8) of the transistor used in the above-described conventional semiconductor device, two transistors (first transistor) among a plurality of FETs are used. The gate voltage-drain current characteristics of 2-1 and the second transistor 2-2) will be representatively shown.

【0018】図2において、実線は、第1の回路部1−
1にて使用している閾値電圧Vth1の第1のトランジ
スタ2−1のゲート電圧対ドレイン電流特性を示すもの
であり、破線は、第1の回路部1−1にて使用している
閾値電圧Vth2の第2のトランジスタ2−2のゲート
電圧対ドレイン電流特性を示すものである。図2のゲー
ト電圧対ドレイン電流特性から明らかなように、本発明
の半導体装置では、第1の回路部1−1および第2の回
路部1−2に対し、それぞれ閾値電圧が異なる2種類の
トランジスタを使用している。
In FIG. 2, a solid line indicates a first circuit unit 1-.
1 shows a gate voltage-drain current characteristic of the first transistor 2-1 having a threshold voltage Vth1 used in the first circuit unit 1, and a broken line indicates a threshold voltage used in the first circuit unit 1-1. 13 shows the gate voltage-drain current characteristics of the second transistor 2-2 at Vth2. As is clear from the gate voltage-drain current characteristics of FIG. 2, in the semiconductor device of the present invention, two types of threshold voltages different from each other are provided for the first circuit portion 1-1 and the second circuit portion 1-2. Uses transistors.

【0019】より詳しくいえば、本発明では、図2に示
すように、第1の回路部1−1に設けられた第1のトラ
ンジスタ2−1の閾値電圧Vth1に対し、第2の回路
部1−2に設けられた第2のトランジスタ2−2の閾値
電圧Vth2を変えている。これによって、第1のトラ
ンジスタ2−1については、実線にて示すようなゲート
電圧対ドレイン電流特性が得られるようにし、第2のト
ランジスタ2−2については、破線にて示すようなゲー
ト電圧対ドレイン電流特性が得られるようにしている。
この場合、第1の回路部1−1を動作点aにて動作させ
るために必要な第1のトランジスタ2−1のゲート電圧
Vaに対し、第1の回路部1−1の動作点aと第2の回
路部2−2の動作点bとが揃うように、第1のトランジ
スタ2−1の閾値電圧Vth1と第2のトランジスタ2
−2の閾値電圧Vth2を設定する。さらに、単一電源
5から出力される電圧Vgxを上記ゲート電圧Vaに設
定することによって(すなわち、Va=Vgxにす
る)、単一電源5から出力される電圧Vgxを、第1の
トランジスタ2−1および第2のトランジスタ2−2の
共通のゲート電圧Vaとして使用することができる。
More specifically, in the present invention, as shown in FIG. 2, the threshold voltage Vth1 of the first transistor 2-1 provided in the first circuit section 1-1 is increased by the second circuit section. The threshold voltage Vth2 of the second transistor 2-2 provided in 1-2 is changed. As a result, the gate voltage versus drain current characteristic as shown by the solid line is obtained for the first transistor 2-1 and the gate voltage versus drain current characteristic as shown by the broken line for the second transistor 2-2. Drain current characteristics are obtained.
In this case, for the gate voltage Va of the first transistor 2-1 required for operating the first circuit unit 1-1 at the operating point a, the operating point a of the first circuit unit 1-1 The threshold voltage Vth1 of the first transistor 2-1 and the second transistor 2 are set so that the operating point b of the second circuit unit 2-2 is aligned.
-2 threshold voltage Vth2 is set. Further, by setting the voltage Vgx output from the single power supply 5 to the gate voltage Va (that is, setting Va = Vgx), the voltage Vgx output from the single power supply 5 is changed to the first transistor 2- It can be used as a common gate voltage Va of the first and second transistors 2-2.

【0020】上記のような複数のトランジスタとして、
HEMT(High Electron MobilityTransistor :高電
子移動度トランジスタ)等のFETを使用すれば、Ga
As(ガリウム砒素)の2次元電子ガスの供給層の厚さ
を変えるのみで、簡単な製造プロセスによって閾値電圧
がそれぞれ異なる複数のトランジスタを作製することが
できる点に注意すべきである。
As the plurality of transistors as described above,
If an FET such as a HEMT (High Electron Mobility Transistor) is used, Ga
It should be noted that by simply changing the thickness of the supply layer of the two-dimensional electron gas of As (gallium arsenide), a plurality of transistors having different threshold voltages can be manufactured by a simple manufacturing process.

【0021】要約すれば、本発明の半導体装置では、動
作点が互いに異なる複数の回路内にそれぞれ設けられた
複数のトランジスタの閾値電圧を適切な値に設定するこ
とにより、これらのトランジスタの各々に供給するゲー
ト電圧を発生させるための内部電源回路を半導体集積回
路内に設ける必要がなくなるので、内部電源回路を形成
するための余計な製造プロセスが節減されると共に、余
計な消費電力の増加が抑止される。
In summary, in the semiconductor device of the present invention, by setting the threshold voltages of a plurality of transistors provided in a plurality of circuits having different operating points to appropriate values, each of these transistors can be controlled. Since it is not necessary to provide an internal power supply circuit for generating the gate voltage to be supplied in the semiconductor integrated circuit, an unnecessary manufacturing process for forming the internal power supply circuit is reduced, and an unnecessary increase in power consumption is suppressed. Is done.

【0022】かくして、本発明では、動作点が互いに異
なる複数の回路を集積回路化してなる半導体装置におい
て、この半導体装置の内部にゲート電圧調整用の内部電
源回路を形成することなく、単一電源を用いて上記複数
の回路を動作させることが可能になる。
Thus, according to the present invention, in a semiconductor device in which a plurality of circuits having different operating points are integrated, an integrated power supply circuit for adjusting a gate voltage is not formed inside the semiconductor device. Can be used to operate the plurality of circuits.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、添付図面(図3〜図6)を
参照しながら、本発明の好ましい実施の形態(以後、実
施例とよぶこととする)を説明する。図3は、本発明の
原理に基づく基本実施例の構成を示すブロック図であ
り、図4は、図3の2つのFETのゲート電圧対ドレイ
ン電流特性を示すグラフである。なお、これ以降、前述
した構成要素と同様のものについては、同一の参照番号
を付して表すこととする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter referred to as examples) will be described below with reference to the accompanying drawings (FIGS. 3 to 6). FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a basic embodiment based on the principle of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing gate voltage versus drain current characteristics of the two FETs in FIG. Hereinafter, the same components as those described above will be denoted by the same reference numerals.

【0024】図3に示す基本実施例においては、動作点
がそれぞれ異なる複数の回路部(図1参照)として、任
意の入力信号(IN)が入力される非線形回路10と、
対応する出力信号(OUT)が生成される線形回路20
とを設けている。これらの非線形回路10および線形回
路20内には、HEMT等からなるトランジスタがそれ
ぞれ設けられている。非線形回路10内では、第1のF
ET3を非線形特性のトランジスタとして使用し、線形
回路20内では、第2のFET4を線形特性のトランジ
スタとして使用している。
In the basic embodiment shown in FIG. 3, as a plurality of circuit sections (see FIG. 1) having different operating points, a non-linear circuit 10 to which an arbitrary input signal (IN) is inputted;
A linear circuit 20 for generating a corresponding output signal (OUT)
Are provided. In each of the nonlinear circuit 10 and the linear circuit 20, a transistor made of HEMT or the like is provided. In the nonlinear circuit 10, the first F
ET3 is used as a transistor having nonlinear characteristics, and the second FET 4 is used as a transistor having linear characteristics in the linear circuit 20.

【0025】さらに、図3においては、前述の単一電源
5(図1参照)として、第1のFET3および第2のF
ET4に共通の電圧Vgxを供給するためのゲート電圧
供給用電源50が設けられている。このゲート電圧供給
用電源50は、非線形回路10および線形回路20をそ
れぞれの動作点にて動作させるために必要な第1のFE
T3および第1のFET4のゲート電圧(Va)とし
て、共通の電圧Vgxを出力する。
Further, in FIG. 3, the first FET 3 and the second F3 are used as the aforementioned single power supply 5 (see FIG. 1).
A gate voltage supply power supply 50 for supplying a common voltage Vgx to ET4 is provided. The gate voltage supply power supply 50 includes a first FE necessary for operating the nonlinear circuit 10 and the linear circuit 20 at respective operating points.
A common voltage Vgx is output as the gate voltage (Va) of T3 and the first FET 4.

【0026】非線形回路10内の第1のFET3、およ
び線形回路20内の第2のFET4のゲート電圧Vg対
ドレイン電流Idの代表的な特性を図4に示す。図4に
おいては、第1のFET3のピンチオフ電圧(すなわ
ち、閾値電圧)Vpo1と、第2のFET4のピンチオ
フ電圧Vpo2とが、互いに異なる値に設定される(こ
こでは、Vpo1>Vpo2)。HEMTを使用して上
記のFETを形成する場合、閾値電圧が異なる2つのF
ETを形成する場合、GaAsの2次元電子ガスの供給
層の厚さ、すなわち、ゲート電極と2次元電子ガスとの
間の距離を変えることによって、FETの閾値電圧を変
えることが容易に可能である。FETの製造プロセスに
関していえば、第1のFET3のゲート電極の下側の厚
さをより薄くする工程を付加するのみで、第2のFET
4のピンチオフ電圧Vpo2を第1のFET3のピンチ
オフ電圧Vpo1よりも小さな値に設定することができ
る。
FIG. 4 shows typical characteristics of the gate voltage Vg and the drain current Id of the first FET 3 in the nonlinear circuit 10 and the second FET 4 in the linear circuit 20. In FIG. 4, the pinch-off voltage (ie, threshold voltage) Vpo1 of the first FET 3 and the pinch-off voltage Vpo2 of the second FET 4 are set to different values (here, Vpo1> Vpo2). When the above FET is formed using HEMT, two Fs having different threshold voltages are used.
When the ET is formed, the threshold voltage of the FET can be easily changed by changing the thickness of the GaAs two-dimensional electron gas supply layer, that is, the distance between the gate electrode and the two-dimensional electron gas. is there. Regarding the manufacturing process of the FET, only the step of making the thickness under the gate electrode of the first FET 3 smaller is added, and the second FET is added.
4 can be set to a value smaller than the pinch-off voltage Vpo1 of the first FET 3.

【0027】さらに詳しく説明すると、図4に示すよう
に、非線形回路10の動作点aは、第1のFET3のピ
ンチオフ電圧Vpo1の近辺になっており、線形回路2
0の動作点bは、第2のFET4の相互コンダクタンス
gm(gm=δId/δVg)が最大になる近辺になっ
ている。前述のように、第1のFET3のピンチオフ電
圧Vpo1に対し、第2のFET4のピンチオフ電圧V
po2を変えることにより、第1のFET3について
は、実線にて示すようなゲート電圧対ドレイン電流特性
が得られるようにし、第2のFET4については、破線
にて示すようなゲート電圧対ドレイン電流特性が得られ
るようにしている。
More specifically, as shown in FIG. 4, the operating point a of the nonlinear circuit 10 is near the pinch-off voltage Vpo1 of the first FET 3, and
The operating point b of 0 is near where the transconductance gm (gm = δId / δVg) of the second FET 4 is maximized. As described above, the pinch-off voltage Vpo1 of the second FET 4 is compared with the pinch-off voltage Vpo1 of the first FET 3.
By changing po2, the gate voltage vs. drain current characteristic as shown by the solid line is obtained for the first FET 3, and the gate voltage vs. drain current characteristic as shown by the broken line for the second FET4. Is to be obtained.

【0028】この場合、非線形回路10を動作点aにて
動作させるために必要な第1のFET3のゲート電圧V
aに対し、非線形回路10の動作点aと線形回路20の
動作点bとが揃うように、第1のFET3のピンチオフ
電圧Vpo1と第2のFET4のピンチオフ電圧Vpo
2を設定する。さらに、単一電源であるゲート電圧供給
用電源50(図3)から出力される電圧Vgxを上記ゲ
ート電圧Vaに設定することによって(すなわち、Va
=Vgxにする)、上記のゲート電圧供給用電源50か
ら出力される電圧Vgxを、第1のFET3および第2
のFET4の共通のゲート電圧Vaとして使用すること
ができる。
In this case, the gate voltage V of the first FET 3 necessary for operating the nonlinear circuit 10 at the operating point a is
a, the pinch-off voltage Vpo1 of the first FET 3 and the pinch-off voltage Vpo of the second FET 4 are set so that the operating point a of the nonlinear circuit 10 and the operating point b of the linear circuit 20 are aligned.
Set 2. Furthermore, by setting the voltage Vgx output from the gate voltage supply power supply 50 (FIG. 3), which is a single power supply, to the gate voltage Va (that is, Va).
= Vgx), and the voltage Vgx output from the gate voltage supply power supply 50 is changed to the first FET 3 and the second FET 3
Can be used as a common gate voltage Va of the FET4.

【0029】上記の基本実施例においては、非線形回路
および線形回路の組み合わせからなる2種類の回路に対
し、閾値電圧がそれぞれ異なるトランジスタを使用した
場合の半導体装置の構成を説明したが、動作点がそれぞ
れ異なるような他の任意の回路の組み合わせが可能であ
る。さらに、動作点がそれぞれ異なる3種類以上の回路
に対しても、閾値電圧がそれぞれ異なるトランジスタを
使用することにより本発明の半導体集積回路を実現する
ことができる。
In the above-described basic embodiment, the configuration of the semiconductor device in which transistors having different threshold voltages are used for two types of circuits composed of a combination of a nonlinear circuit and a linear circuit has been described. Other arbitrary circuit combinations that are different from each other are possible. Further, the semiconductor integrated circuit of the present invention can be realized by using transistors having different threshold voltages for three or more types of circuits having different operating points.

【0030】図5は、本発明の第1の具体的な実施例の
構成を示す回路図である。ここでは、図3に示した非線
形回路および線形回路として、逓倍器11およびゲイン
増幅器21をそれぞれ使用し、これらの逓倍器11およ
びゲイン増幅器21を集積回路化することによってMM
ICを構成した実施例を説明する。図5に示す第1の具
体的な実施例において、逓倍器11は、キャパシタ10
cを介して入力される入力信号INの動作周波数を逓倍
する機能を有している。また一方で、ゲイン増幅器21
は、逓倍器11からキャパシタ20cを介して入力され
る信号を所定のレベルまで増幅する機能を有している。
ゲイン増幅器21から出力された信号は、キャパシタ3
0cを通過して最終的な出力信号OUTとなる。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a first specific example of the present invention. Here, the multiplier 11 and the gain amplifier 21 are used as the nonlinear circuit and the linear circuit shown in FIG. 3, respectively, and the multiplier 11 and the gain amplifier 21 are integrated into an integrated circuit.
An embodiment in which an IC is configured will be described. In the first specific embodiment shown in FIG.
It has a function of multiplying the operating frequency of the input signal IN input via the input terminal c. Meanwhile, the gain amplifier 21
Has a function of amplifying a signal input from the multiplier 11 via the capacitor 20c to a predetermined level.
The signal output from the gain amplifier 21 is
0c, and becomes the final output signal OUT.

【0031】さらに、図5の実施例では、逓倍器11の
整合回路を、逓倍器整合回路用マイクロストリップライ
ン12とキャパシタ13を用いたショートスタブにより
構成し、整合回路で電源回路を兼用している。より詳し
くいえば、逓倍器整合回路用マイクロストリップライン
12とキャパシタ13により、入力の整合回路兼逓倍器
用FET30のゲート電圧電源回路を構成し、逓倍器整
合回路用マイクロストリップライン14とキャパシタ1
5により、出力の整合回路兼逓倍器用FET30のドレ
イン電圧電源回路を構成している。
Further, in the embodiment of FIG. 5, the matching circuit of the multiplier 11 is constituted by a short stub using the microstrip line 12 for the multiplier matching circuit and the capacitor 13, and the matching circuit also serves as a power supply circuit. I have. More specifically, the gate voltage power supply circuit of the FET 30 for the input matching circuit and the multiplier is constituted by the microstrip line 12 for the multiplier matching circuit and the capacitor 13, and the microstrip line 14 for the multiplier matching circuit and the capacitor 1
5 constitutes a drain voltage power supply circuit of the output matching circuit / multiplier FET 30.

【0032】同様に、ゲイン増幅器21の整合回路を、
逓倍器整合回路用マイクロストリップライン22とキャ
パシタ23を用いたショートスタブにより構成し、整合
回路で電源回路を兼用している。より詳しくいえば、ゲ
イン増幅器整合回路用マイクロストリップライン22と
キャパシタ23により、入力の整合回路兼ゲイン増幅器
用FET40のゲート電圧電源回路を構成し、ゲイン増
幅器整合回路用マイクロストリップライン24とキャパ
シタ25により、出力の整合回路兼ゲイン増幅器用FE
T40のドレイン電圧電源回路を構成している。
Similarly, the matching circuit of the gain amplifier 21 is
It is composed of a short stub using a microstrip line 22 for a multiplier matching circuit and a capacitor 23, and the matching circuit also serves as a power supply circuit. More specifically, a gain amplifier matching circuit microstrip line 22 and a capacitor 23 constitute a gate voltage power supply circuit of an input matching circuit and gain amplifier FET 40, and a gain amplifier matching circuit microstrip line 24 and a capacitor 25. , FE for output matching circuit and gain amplifier
This constitutes a drain voltage power supply circuit of T40.

【0033】逓倍器11内のゲート電圧電源回路および
ドレイン電圧電源回路を構成する逓倍器整合回路用マイ
クロストリップライン12、14は、それぞれ、キャパ
シタ13、15を介してアース電位に接続される。さら
に、ゲート電圧供給用電源(図3参照)から出力される
電圧Vgxが、ゲート電圧電源回路の逓倍器整合器用マ
イクロストリップライン12を介して整合回路兼逓倍器
用FET30のゲートに供給される。さらにまた、ドレ
イン電圧Vdが、ドレイン電圧電源回路の逓倍器整合回
路用マイクロストリップライン14を介して整合回路兼
逓倍器用FET30のドレインに供給される。
The multiplier matching circuit microstrip lines 12 and 14 constituting the gate voltage power supply circuit and the drain voltage power supply circuit in the multiplier 11 are connected to the ground potential via capacitors 13 and 15, respectively. Further, the voltage Vgx output from the gate voltage supply power supply (see FIG. 3) is supplied to the gate of the matching circuit / multiplier FET 30 via the multiplier matching device microstrip line 12 of the gate voltage power supply circuit. Further, the drain voltage Vd is supplied to the drain of the matching circuit / multiplier FET 30 via the multiplier matching circuit microstrip line 14 of the drain voltage power supply circuit.

【0034】また一方で、ゲイン増幅器21内のゲート
電圧電源回路およびドレイン電圧電源回路を構成するゲ
イン増幅器整合回路用マイクロストリップライン22、
24は、それぞれ、キャパシタ23、25を介してアー
ス電位に接続される。さらに、逓倍器11と共用のゲー
ト電圧(ここでは、電圧Vgx)は、ゲート電圧電源回
路のゲイン増幅器整合回路用マイクロストリップライン
22を介して整合回路兼ゲイン増幅器用FET40のゲ
ートに供給される。さらにまた、逓倍器11と共用のド
レイン電圧Vdが、ドレイン電圧電源回路のゲイン増幅
器整合器用マイクロストリップライン24を介して整合
回路兼ゲイン増幅器用FET40のドレインに供給され
る。
On the other hand, a microstrip line 22 for a gain amplifier matching circuit constituting a gate voltage power supply circuit and a drain voltage power supply circuit in the gain amplifier 21,
24 is connected to the ground potential via capacitors 23 and 25, respectively. Further, a gate voltage (here, voltage Vgx) shared with the multiplier 11 is supplied to the gate of the matching circuit / gain amplifier FET 40 via the gain amplifier matching circuit microstrip line 22 of the gate voltage power supply circuit. Furthermore, the drain voltage Vd shared with the multiplier 11 is supplied to the drain of the matching circuit / gain amplifier FET 40 via the gain amplifier matching device microstrip line 24 of the drain voltage power supply circuit.

【0035】逓倍器11内の整合回路兼逓倍器用FET
30、およびゲイン増幅器21内の整合回路兼ゲイン増
幅器用FET40のゲート電圧対ドレイン電流特性は、
それぞれ、前述の図4の第1のFET3の特性(実線)
と第2のFET4の特性(破線)にほぼ対応している。
すなわち、逓倍器11の動作点は、整合回路兼逓倍器用
FET30の閾値電圧の近辺になっており、ゲイン増幅
器21の動作点は、整合回路兼ゲイン増幅器用FET4
0の相互コンダクタンスgmが最大になる近辺になって
いる。ここで、整合回路兼逓倍器用FET30のゲート
電圧に対し、逓倍器11の動作点とゲイン増幅器21の
動作点とが揃うように、整合回路兼逓倍器用FET30
の閾値電圧と整合回路兼ゲイン増幅器用FET40の閾
値電圧を設定する。さらに、単一電源から出力される電
圧Vgxを上記ゲート電圧に設定することによって、上
記の電圧Vgxを、整合回路兼逓倍器用FET30およ
び整合回路兼ゲイン増幅器用FET40の共通のゲート
電圧として使用することができる。
Matching circuit and multiplier FET in multiplier 11
The gate voltage vs. drain current characteristics of the matching circuit 30 and the gain amplifier FET 40 in the gain amplifier 21 are as follows:
Each of the above-mentioned characteristics of the first FET 3 in FIG. 4 (solid line)
And the characteristic of the second FET 4 (broken line).
That is, the operating point of the multiplier 11 is near the threshold voltage of the matching circuit / multiplier FET 30, and the operating point of the gain amplifier 21 is the matching circuit / gain amplifier FET4.
The transconductance gm of 0 is near the maximum. Here, the matching circuit / multiplier FET 30 is adjusted so that the operating point of the multiplier 11 and the operating point of the gain amplifier 21 match the gate voltage of the matching circuit / multiplier FET 30.
And the threshold voltage of the matching circuit / gain amplifier FET 40 are set. Further, by setting the voltage Vgx output from the single power supply to the gate voltage, the voltage Vgx is used as a common gate voltage of the matching circuit / multiplier FET 30 and the matching circuit / gain amplifier FET 40. Can be.

【0036】図6は、本発明の第2の具体的な実施例の
構成を示す回路図である。ここでは、図3に示した非線
形回路および線形回路として、ローノイズ増幅器11L
およびゲイン増幅器21をそれぞれ使用し、これらのロ
ーノイズ増幅器11Lおよびゲイン増幅器21を集積回
路化することによってMMICを構成した実施例を説明
する。この場合、ゲイン増幅器21の構成は、前述の第
1の具体的な実施例(図5参照)の構成と同じなので、
ここでは、その構成の詳細な説明を省略する。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a second specific example of the present invention. Here, the low noise amplifier 11L is used as the nonlinear circuit and the linear circuit shown in FIG.
A description will now be given of an embodiment in which an MMIC is constructed by using the low-noise amplifier 11L and the gain amplifier 21 in an integrated circuit by using the gain amplifier 21 and the gain amplifier 21, respectively. In this case, since the configuration of the gain amplifier 21 is the same as the configuration of the first specific example (see FIG. 5),
Here, a detailed description of the configuration is omitted.

【0037】図6に示す第2の具体的な実施例では、ロ
ーノイズ増幅器11Lの整合回路を、ローノイズ増幅器
整合回路用マイクロストリップライン16とキャパシタ
17を用いたショートスタブにより構成し、整合回路で
電源回路を兼用している。より詳しくいえば、ローノイ
ズ増幅器整合回路用マイクロストリップライン16とキ
ャパシタ17により、入力の整合回路兼ローノイズ増幅
器用FET31のゲート電圧電源回路を構成し、ローノ
イズ増幅器整合回路用マイクロストリップライン18と
キャパシタ19により、出力の整合回路兼ローノイズ増
幅器用FET31のドレイン電圧電源回路を構成してい
る。
In the second specific embodiment shown in FIG. 6, the matching circuit of the low-noise amplifier 11L is constituted by a short stub using a microstrip line 16 for a low-noise amplifier matching circuit and a capacitor 17, and a power supply is provided by the matching circuit. The circuit is also used. More specifically, a low noise amplifier matching circuit microstrip line 16 and a capacitor 17 constitute an input matching circuit and a gate voltage power supply circuit of a low noise amplifier FET 31, and a low noise amplifier matching circuit microstrip line 18 and a capacitor 19. , An output matching circuit and a drain voltage power supply circuit of the low noise amplifier FET 31.

【0038】さらに、図6において、整合回路兼ローノ
イズ増幅器用FET31のソースとアース電位との間に
は、ローノイズ用としてソースインダクタ32が形成さ
れる。ローノイズ増幅器11L内のゲート電圧電源回路
およびドレイン電圧電源回路を構成するローノイズ増幅
器整合回路用マイクロストリップライン16、18は、
それぞれ、キャパシタ17、19を介してアース電位に
接続される。
Further, in FIG. 6, a source inductor 32 for low noise is formed between the source of the matching circuit / low noise amplifier FET 31 and the ground potential. The low noise amplifier matching circuit microstrip lines 16 and 18 constituting the gate voltage power supply circuit and the drain voltage power supply circuit in the low noise amplifier 11L are:
Each is connected to the ground potential via the capacitors 17 and 19.

【0039】さらに、図6において、ゲート電圧供給用
電源(図3参照)から出力される電圧Vgxが、ローノ
イズ増幅器11L内のゲート電圧電源回路のローノイズ
増幅器整合器用マイクロストリップライン16を介して
整合回路兼ローノイズ増幅器用FET31のゲートに供
給されると共に、ゲイン増幅器21内のゲート電圧電源
回路のゲイン増幅器整合回路用マイクロストリップライ
ン22を介して整合器兼ゲイン増幅器用FET40のゲ
ートに供給される。さらにまた、ドレイン電圧Vdが、
ローノイズ増幅器11L内のドレイン電圧電源回路のロ
ーノイズ増幅器整合回路用マイクロストリップライン1
8を介して整合回路兼ローノイズ増幅器用FET31の
ドレインに供給されると共に、ゲイン増幅器21内のド
レイン電圧電源回路のゲイン増幅器整合回路用マイクロ
ストリップライン24を介して整合回路兼ゲイン増幅器
用FET40のドレインに供給される。
Further, in FIG. 6, the voltage Vgx output from the power supply for gate voltage supply (see FIG. 3) is supplied to the matching circuit via the microstrip line 16 for the low noise amplifier matching device of the gate voltage power supply circuit in the low noise amplifier 11L. In addition to being supplied to the gate of the low noise amplifier FET 31, it is also supplied to the gate of the matching device / gain amplifier FET 40 via the gain amplifier matching circuit microstrip line 22 of the gate voltage power supply circuit in the gain amplifier 21. Furthermore, the drain voltage Vd is
Microstrip line 1 for low noise amplifier matching circuit of drain voltage power supply circuit in low noise amplifier 11L
8 and the drain of the matching circuit / gain amplifier FET 40 via the gain amplifier matching circuit microstrip line 24 of the drain voltage power supply circuit in the gain amplifier 21. Supplied to

【0040】ローノイズ増幅器11L内の整合回路兼ロ
ーノイズ増幅器用FET31、およびゲイン増幅器21
内の整合回路兼ゲイン増幅器用FET40のゲート電圧
対ドレイン電流特性は、それぞれ、前述の図4の第1の
FET3の特性(実線)と第2のFET4の特性(破
線)にほぼ対応している。すなわち、ローノイズ増幅器
11L内の動作点は、整合回路兼ローノイズ増幅器用F
ET31の閾値電圧の近辺になっており、ゲイン増幅器
21の動作点は、整合回路兼ゲイン増幅器用FET40
の相互コンダクタンスgmが最大になる近辺になってい
る。ここで、整合回路兼ローノイズ増幅器用FET31
のゲート電圧に対し、ローノイズ増幅器11Lの動作点
とゲイン増幅器21の動作点とが揃うように、整合回路
兼ローノイズ増幅器用FET31の閾値電圧と整合回路
兼ゲイン増幅器用FET40の閾値電圧を設定する。さ
らに、単一電源から出力される電圧Vgxを上記ゲート
電圧に設定することによって、前述の第1の実施例(図
5参照)の場合と同じように、上記の電圧Vgxを、整
合回路兼ローノイズ増幅器用FET31および整合回路
兼ゲイン増幅器用FET40の共通のゲート電圧として
使用することができる。
The matching circuit and low noise amplifier FET 31 in the low noise amplifier 11L and the gain amplifier 21
The gate voltage vs. drain current characteristic of the matching circuit / gain amplifier FET 40 in FIG. 4 substantially corresponds to the characteristic of the first FET 3 (solid line) and the characteristic of the second FET 4 (dashed line) in FIG. . That is, the operating point in the low-noise amplifier 11L is determined by the matching circuit / low-noise amplifier F
The operating point of the gain amplifier 21 is close to the threshold voltage of the ET 31 and the matching circuit / gain amplifier FET 40.
Is near the maximum value of the mutual conductance gm. Here, the matching circuit / FET 31 for low noise amplifier is used.
The threshold voltage of the matching circuit / low noise amplifier FET 31 and the threshold voltage of the matching circuit / gain amplifier FET 40 are set so that the operating point of the low noise amplifier 11L and the operating point of the gain amplifier 21 are aligned with respect to the gate voltage. Further, by setting the voltage Vgx output from the single power supply to the gate voltage, the voltage Vgx is reduced by the matching circuit and low noise as in the case of the first embodiment (see FIG. 5). It can be used as a common gate voltage for the amplifier FET 31 and the matching circuit / gain amplifier FET 40.

【0041】上記第1の具体的な実施例では、逓倍器を
非線形回路とし、ゲイン増幅器を線形回路とするような
2種類の回路の組み合わせにより構成されるMMICを
例示し、上記第2の具体的な実施例では、動作点がそれ
ぞれ異なるローノイズ増幅器とゲイン増幅器との組み合
わせにより構成されるMMICを例示しているが、本発
明では、他の任意の組み合わせにより構成されるMMI
C、あるいは、MMIC以外に使用される種々の回路の
組み合わせが可能である。
In the first specific embodiment, an MMIC constituted by a combination of two types of circuits in which a multiplier is a non-linear circuit and a gain amplifier is a linear circuit is illustrated. In a typical embodiment, an MMIC constituted by a combination of a low-noise amplifier and a gain amplifier having different operating points is illustrated, but in the present invention, an MMI constituted by another arbitrary combination is used.
Various combinations of circuits used other than C or MMIC are possible.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置によれば、第1に、動作点がそれぞれ異なる複数の回
路部内にそれぞれ設けられた複数のトランジスタの閾値
電圧を適切な値に設定することにより、単一電源を用い
て上記複数の回路を動作させることができるので、半導
体装置の小型化および低コスト化が図れる。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, first, the threshold voltages of a plurality of transistors provided in a plurality of circuit portions having different operating points are set to appropriate values. By doing so, the plurality of circuits can be operated using a single power supply, so that the size and cost of the semiconductor device can be reduced.

【0043】さらに、本発明の半導体装置によれば、第
2に、単一電源から出力される電圧を調整する内部電源
回路を設ける必要がなくなるので、内部電源回路を形成
するための余計な製造プロセスが節減されると共に、余
計な消費電力の増加が抑止される。さらに、本発明の半
導体装置によれば、第3に、単一電源から出力される電
圧を、複数の回路部に対する共通のゲート電圧として使
用することができるので、従来よりも半導体集積回路の
構成が簡単になり、余計な消費電力の増加が抑止され
る。
Further, according to the semiconductor device of the present invention, secondly, since it is not necessary to provide an internal power supply circuit for adjusting the voltage output from a single power supply, unnecessary manufacturing for forming the internal power supply circuit is unnecessary. The process is saved, and an unnecessary increase in power consumption is suppressed. Further, according to the semiconductor device of the present invention, thirdly, a voltage output from a single power supply can be used as a common gate voltage for a plurality of circuit units, so that the configuration of the semiconductor integrated circuit is higher than before. Is simplified, and an unnecessary increase in power consumption is suppressed.

【0044】さらに、本発明の半導体装置によれば、第
4に、単一電源を用いて、非線形回路および線形回路の
組み合わせにより構成される半導体集積回路を動作させ
ることができるので、低消費電力でかつ安定した性能を
有するMMIC等を容易に実現することが可能になる。
Furthermore, according to the semiconductor device of the present invention, fourthly, a semiconductor integrated circuit composed of a combination of a non-linear circuit and a linear circuit can be operated using a single power supply, so that low power consumption is achieved. It is possible to easily realize an MMIC or the like having stable performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention.

【図2】本発明の原理を説明するためのグラフである。FIG. 2 is a graph for explaining the principle of the present invention.

【図3】本発明の原理に基づく基本実施例の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a basic embodiment based on the principle of the present invention.

【図4】図3の2つのFETのゲート電圧対ドレイン電
流特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing gate voltage versus drain current characteristics of the two FETs of FIG.

【図5】本発明の第1の具体的な実施例の構成を示す回
路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a first specific example of the present invention.

【図6】本発明の第2の具体的な実施例の構成を示す回
路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a second specific example of the present invention.

【図7】従来の第1例の半導体装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor device according to a first conventional example.

【図8】従来の第1例の半導体装置に使用されるトラン
ジスタのゲート電圧対ドレイン電流特性を示すグラフで
ある。
FIG. 8 is a graph showing gate voltage versus drain current characteristics of a transistor used in the semiconductor device of the first conventional example.

【図9】従来の第2例の半導体装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a second conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1〜1−n…第1の回路部〜第nの回路部 2−1〜2−n…第1のトランジスタ〜第nのトランジ
スタ 3…第1のFET(電界効果トランジスタ) 4…第2のFET 5…単一電源 10…非線形回路 11…逓倍器 11L…ローノイズ増幅器 12、14…逓倍器整合回路用マイクロストリップライ
ン 16、18…ローノイズ増幅器整合回路用マイクロスト
リップライン 20…線形回路 21…ゲイン増幅器 22、24…ゲイン増幅器整合回路用マイクロストリッ
プライン 30…整合回路兼逓倍器用FET 31…整合回路兼ローノイズ増幅器用FET 32…ソースインダクタ 40…整合回路兼ゲイン増幅器用FET 50…ゲート電圧供給用電源
1-1 to 1-n first circuit part to n-th circuit part 2-1 to 2-n ... first transistor to n-th transistor 3 ... first FET (field effect transistor) 4 ... 2 FET 5 Single power supply 10 Nonlinear circuit 11 Multiplier 11L Low noise amplifier 12, 14 Microstrip line for multiplier matching circuit 16, 18 Microstrip line for low noise amplifier matching circuit 20 Linear circuit 21 Gain amplifiers 22, 24: Microstrip line for gain amplifier matching circuit 30: FET for matching circuit and multiplier 31: FET for matching circuit and low noise amplifier 32: Source inductor 40: FET for matching circuit and gain amplifier 50: Gate voltage supply Power supply

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 動作点がそれぞれ異なる複数の回路部を
集積回路化してなる半導体装置において、 該複数の回路部に対し、それぞれ異なる閾値電圧を有す
る複数のトランジスタを設け、 単一電源から出力される電圧に基づいて前記複数の回路
部がそれぞれ前記動作点にて動作するように、前記複数
のトランジスタの各々の閾値電圧を設定することを特徴
とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which a plurality of circuit units each having a different operating point are integrated into an integrated circuit, wherein a plurality of transistors each having a different threshold voltage are provided for each of the plurality of circuit units. A threshold voltage of each of the plurality of transistors so that each of the plurality of circuit units operates at the operating point based on the applied voltage.
【請求項2】 前記半導体装置の内部に、前記単一電源
から出力される電圧を調整する内部電源回路を設けるこ
となく、前記単一電源から出力される電圧を前記複数の
回路部の各々に直接供給するように構成される請求項1
記載の半導体装置。
2. A voltage output from the single power supply is applied to each of the plurality of circuit units without providing an internal power supply circuit for adjusting a voltage output from the single power supply inside the semiconductor device. 2. The method of claim 1, wherein the apparatus is configured to supply directly.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】 前記単一電源から出力される電圧が、前
記複数の回路部の各々を前記動作点にて動作させるため
のゲート電圧として使用される請求項1記載の半導体装
置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a voltage output from said single power supply is used as a gate voltage for operating each of said plurality of circuit units at said operating point.
【請求項4】 少なくとも一つの非線形回路と、少なく
とも一つの線形回路とを含む複数の回路部を集積回路化
してなる半導体装置において、 該複数の回路部に対し、それぞれ異なる閾値電圧を有す
る複数のトランジスタを設け、 単一電源から出力される電圧に基づいて前記複数の回路
部がそれぞれ動作するように、前記複数のトランジスタ
の各々の閾値電圧を設定することを特徴とする半導体装
置。
4. A semiconductor device in which a plurality of circuit units each including at least one non-linear circuit and at least one linear circuit are integrated, and a plurality of circuit units each having a different threshold voltage for each of the plurality of circuit units. A semiconductor device, comprising: a transistor; and setting a threshold voltage of each of the plurality of transistors so that each of the plurality of circuit units operates based on a voltage output from a single power supply.
【請求項5】 前記半導体装置の内部に、前記単一電源
から出力される電圧を調整する内部電源回路を設けるこ
となく、前記単一電源から出力される電圧を前記複数の
回路部の各々に直接供給するように構成される請求項4
記載の半導体装置。
5. A voltage output from the single power supply is supplied to each of the plurality of circuit units without providing an internal power supply circuit for adjusting a voltage output from the single power supply inside the semiconductor device. 5. The method of claim 4, wherein the apparatus is configured to supply directly.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項6】 前記単一電源から出力される電圧が、前
記複数の回路部の各々を前記動作点にて動作させるため
のゲート電圧として使用される請求項4記載の半導体装
置。
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein a voltage output from said single power supply is used as a gate voltage for operating each of said plurality of circuit units at said operating point.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009246157A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Toshiba Corp High frequency band semiconductor device

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