JP2001085951A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP2001085951A JP2001085951A JP25717899A JP25717899A JP2001085951A JP 2001085951 A JP2001085951 A JP 2001085951A JP 25717899 A JP25717899 A JP 25717899A JP 25717899 A JP25717899 A JP 25717899A JP 2001085951 A JP2001085951 A JP 2001085951A
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- signal
- frequency
- harmonic mixer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不要な信号の漏洩を少なくした半導体装置を
提供すること。 【解決手段】 入力信号と局発信号とを混合し周波数変
換された出力信号を出力する偶高調波ミキサ１２と、こ
の偶高調波ミキサ１２の局発信号の入力側に接続され、
局発信号を通過させるフィルター１５とを具備した半導
体装置において、フィルター１５が、それぞれの一端が
互いに接続されたキャパシタ１５１および伝送線路１５
２と、キャパシタ１５１および伝送線路１５２それぞれ
の他端が共通に接続されたバイアホール１５３とを有し
ている。
提供すること。 【解決手段】 入力信号と局発信号とを混合し周波数変
換された出力信号を出力する偶高調波ミキサ１２と、こ
の偶高調波ミキサ１２の局発信号の入力側に接続され、
局発信号を通過させるフィルター１５とを具備した半導
体装置において、フィルター１５が、それぞれの一端が
互いに接続されたキャパシタ１５１および伝送線路１５
２と、キャパシタ１５１および伝送線路１５２それぞれ
の他端が共通に接続されたバイアホール１５３とを有し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンチパラレルダ
イオード対などで構成された偶高調波ミキサを有する半
導体装置に関する。
イオード対などで構成された偶高調波ミキサを有する半
導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通信分野の発展に伴い利用する周波数の
範囲が広がり、マイクロ波やミリ波などの高周波が通信
用途に利用されるようになっている。このようなマイク
ロ波やミリ波を用いた通信機器のキーコンポーネントと
してＭＭＩＣがある。ＭＭＩＣは、ＨＥＭＴやＭＥＳＦ
ＥＴ、ＨＢＴ、ショットキー接合ダイオードなど高周波
に対して良好な特性を持つ能動素子、および、伝送線路
やＭＩＭキャパシタ、抵抗などの受動素子を、それぞれ
共通の基板上に一括して形成している。
範囲が広がり、マイクロ波やミリ波などの高周波が通信
用途に利用されるようになっている。このようなマイク
ロ波やミリ波を用いた通信機器のキーコンポーネントと
してＭＭＩＣがある。ＭＭＩＣは、ＨＥＭＴやＭＥＳＦ
ＥＴ、ＨＢＴ、ショットキー接合ダイオードなど高周波
に対して良好な特性を持つ能動素子、および、伝送線路
やＭＩＭキャパシタ、抵抗などの受動素子を、それぞれ
共通の基板上に一括して形成している。
【０００３】ところで、通信機器に組み込まれる周波数
変換装置は、入力信号と局発信号とを混合して高周波の
出力信号に変換したり、あるいは、入力信号と局発信号
とを混合して中間周波信号に変換したりする場合に使用
される。このような周波数変換装置では、中間周波信号
のような低い周波数から入出力信号や局発信号のような
高い周波数までが扱われる。したがって、周波数変換装
置をＭＭＩＣで構成する場合、入出力信号の高周波化に
伴って局発信号の周波数が高周波化しているため、局発
信号を安定に供給することが困難になっている。このよ
うな場合、局発信号の周波数が、実際に必要とされる局
発周波数の１／２の周波数（以下、この周波数をＬｏと
する) ですむ偶高調波ミキサが注目されている。
変換装置は、入力信号と局発信号とを混合して高周波の
出力信号に変換したり、あるいは、入力信号と局発信号
とを混合して中間周波信号に変換したりする場合に使用
される。このような周波数変換装置では、中間周波信号
のような低い周波数から入出力信号や局発信号のような
高い周波数までが扱われる。したがって、周波数変換装
置をＭＭＩＣで構成する場合、入出力信号の高周波化に
伴って局発信号の周波数が高周波化しているため、局発
信号を安定に供給することが困難になっている。このよ
うな場合、局発信号の周波数が、実際に必要とされる局
発周波数の１／２の周波数（以下、この周波数をＬｏと
する) ですむ偶高調波ミキサが注目されている。
【０００４】ここで、従来の半導体装置について、偶高
調波ミキサを用いた周波数変換装置を例にとり図６を参
照して説明する。図６は、偶高調波ミキサをアンチパラ
レル接続したダイオード対で構成し、たとえば中間周波
数の入力信号と局発信号とを混合して高周波の出力信号
に変換する場合を示している。端子Ａから、局発信号が
入力され偶高調波ミキサ６１に加えられる。端子Ｂから
中間周波数の入力信号が入力され偶高調波ミキサ６１に
加えられる。偶高調波ミキサ６１では、局発信号と入力
信号が混合され、高周波の出力信号に変換され、端子Ｃ
に出力される。なお、端子Ａには、局発信号（周波数Ｌ
ｏ）を通過し、その２倍の周波数（周波数２Ｌｏ）の通
過を阻止するフィルター６２が接続されている。端子Ｂ
には、中間周波数の入力信号を通過する中間周波数通過
フィルター６３が接続されている。端子Ｃには、局発信
号（周波数Ｌｏ）の通過を阻止し、その２倍の周波数
（周波数２Ｌｏ）を通過させるフィルター６４が接続さ
れている。
調波ミキサを用いた周波数変換装置を例にとり図６を参
照して説明する。図６は、偶高調波ミキサをアンチパラ
レル接続したダイオード対で構成し、たとえば中間周波
数の入力信号と局発信号とを混合して高周波の出力信号
に変換する場合を示している。端子Ａから、局発信号が
入力され偶高調波ミキサ６１に加えられる。端子Ｂから
中間周波数の入力信号が入力され偶高調波ミキサ６１に
加えられる。偶高調波ミキサ６１では、局発信号と入力
信号が混合され、高周波の出力信号に変換され、端子Ｃ
に出力される。なお、端子Ａには、局発信号（周波数Ｌ
ｏ）を通過し、その２倍の周波数（周波数２Ｌｏ）の通
過を阻止するフィルター６２が接続されている。端子Ｂ
には、中間周波数の入力信号を通過する中間周波数通過
フィルター６３が接続されている。端子Ｃには、局発信
号（周波数Ｌｏ）の通過を阻止し、その２倍の周波数
（周波数２Ｌｏ）を通過させるフィルター６４が接続さ
れている。
【０００５】フィルタ６２、６４は、通常、周波数がＬ
ｏの波長λの１／４の長さの線路で構成され、偶高調波
ミキサ６１を構成するダイオードＤ１、Ｄ２は、たとえ
ばショットキー接合で形成される。
ｏの波長λの１／４の長さの線路で構成され、偶高調波
ミキサ６１を構成するダイオードＤ１、Ｄ２は、たとえ
ばショットキー接合で形成される。
【０００６】上記した構成の周波数変換装置は、局発信
号の周波数が、実質の局発周波数(２Ｌｏ) の半分の周
波数（Ｌｏ）ですみ、かつ、周波数２Ｌｏの成分が端子
Ｃに出力しないという利点がある。したがって、局発信
号の周波数（Ｌｏ）が、出力信号の周波数帯域に近い場
合、あるいは、出力信号の周波数帯域に含まれるような
場合は、端子Ｃから出力する不要波が抑制される。
号の周波数が、実質の局発周波数(２Ｌｏ) の半分の周
波数（Ｌｏ）ですみ、かつ、周波数２Ｌｏの成分が端子
Ｃに出力しないという利点がある。したがって、局発信
号の周波数（Ｌｏ）が、出力信号の周波数帯域に近い場
合、あるいは、出力信号の周波数帯域に含まれるような
場合は、端子Ｃから出力する不要波が抑制される。
【０００７】しかし、偶高調波ミキサ６１の駆動に必要
とされる局発信号のレベルは十数ｄＢｍ程度となり、偶
高調波ミキサ６１から出力される出力信号と比較する
と、大きな電力が必要とされる。一般に、外部から供給
される局発信号のレベルが高くなると、局発信号を増幅
する増幅器が歪み、局発信号に含まれる第２高調波成分
が高くなる。そのため、２倍高調波が出力端子（図１の
場合は端子Ｃ）に漏洩し、アイソレーションが劣化す
る。このような場合、同一のＭＭＩＣ内に、局発信号を
増幅する局発用増幅器を設け、外部から入力する局発信
号のレベルを低くする方法がある。
とされる局発信号のレベルは十数ｄＢｍ程度となり、偶
高調波ミキサ６１から出力される出力信号と比較する
と、大きな電力が必要とされる。一般に、外部から供給
される局発信号のレベルが高くなると、局発信号を増幅
する増幅器が歪み、局発信号に含まれる第２高調波成分
が高くなる。そのため、２倍高調波が出力端子（図１の
場合は端子Ｃ）に漏洩し、アイソレーションが劣化す
る。このような場合、同一のＭＭＩＣ内に、局発信号を
増幅する局発用増幅器を設け、外部から入力する局発信
号のレベルを低くする方法がある。
【０００８】ここで、局発用増幅器を内蔵した周波数変
換装置の例について図７を参照して説明する。図７は、
図６に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説
明を省略する。この例の場合、端子Ａと偶高調波ミキサ
６１との間に局発用増幅器７１が接続されている。
換装置の例について図７を参照して説明する。図７は、
図６に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説
明を省略する。この例の場合、端子Ａと偶高調波ミキサ
６１との間に局発用増幅器７１が接続されている。
【０００９】局発用増幅器７１を設けた場合、局発信号
のレベルを下げることができる。その結果、端子Ａにお
ける不整合による局発信号の周波数（Ｌｏ）成分やその
２倍の周波数（２Ｌｏ）成分の反射量が減少し、出力用
の端子Ｃヘの漏洩が防止され、動作が安定する。
のレベルを下げることができる。その結果、端子Ａにお
ける不整合による局発信号の周波数（Ｌｏ）成分やその
２倍の周波数（２Ｌｏ）成分の反射量が減少し、出力用
の端子Ｃヘの漏洩が防止され、動作が安定する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】偶高調波ミキサを用い
た周波数変換装置は、実質の局発周波数（２Ｌｏ）成分
を出力用の端子に漏洩しないような低いレベルに抑える
ことができる。また、同一のＭＭＩＣ上に局発用増幅器
を内蔵する場合は、局発信号の入力レベルを低下させる
ことができ、局発信号の入力端における反射量が減少す
る。
た周波数変換装置は、実質の局発周波数（２Ｌｏ）成分
を出力用の端子に漏洩しないような低いレベルに抑える
ことができる。また、同一のＭＭＩＣ上に局発用増幅器
を内蔵する場合は、局発信号の入力レベルを低下させる
ことができ、局発信号の入力端における反射量が減少す
る。
【００１１】しかし、同一のＭＭＩＣ上に局発用増幅器
を内蔵した場合、局発用増幅器から局発信号の周波数
（Ｌｏ）の第２高調波が発生する。このような第２高調
波を減衰させるために、通常、終端短絡のλ／４スタブ
で構成されたフィルタが設けられている。しかし、λ／
４スタブは広い帯域が得られず、第２高調波を十分に減
衰できないという問題がある。
を内蔵した場合、局発用増幅器から局発信号の周波数
（Ｌｏ）の第２高調波が発生する。このような第２高調
波を減衰させるために、通常、終端短絡のλ／４スタブ
で構成されたフィルタが設けられている。しかし、λ／
４スタブは広い帯域が得られず、第２高調波を十分に減
衰できないという問題がある。
【００１２】ここで、終端短絡のλ／４スタブ以外を利
用した従来のフィルターについて図８を参照して説明す
る（「IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques,
Vo145,No,12,December1997. 」参照）。
用した従来のフィルターについて図８を参照して説明す
る（「IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques,
Vo145,No,12,December1997. 」参照）。
【００１３】端子８１と端子８２との間に、コプレーナ
線路で構成された２つのスタブ８３、８４が接続され、
２つのスタブ８３、８４間にキャパシタ８５が接続され
ている。なお、スタブ８４およびキャパシタ８５の他端
は接地されている。
線路で構成された２つのスタブ８３、８４が接続され、
２つのスタブ８３、８４間にキャパシタ８５が接続され
ている。なお、スタブ８４およびキャパシタ８５の他端
は接地されている。
【００１４】コプレーナ線路の場合、中心導体に近接し
て接地導体が設けられている。このため、接地導体を利
用すればスタブ８４を任意の位置で簡単に短絡できる。
しかし、図の回路構成において、たとえばスタブ８４お
よびキャパシタ８５をそれぞれをバイアホール８６、８
７で接地すると、その等価回路は図８（ｂ）のようにな
る。ここでは、バイアホール８６、８７の寄生抵抗を
ｒ、寄生インダクタンスをＬで示している。
て接地導体が設けられている。このため、接地導体を利
用すればスタブ８４を任意の位置で簡単に短絡できる。
しかし、図の回路構成において、たとえばスタブ８４お
よびキャパシタ８５をそれぞれをバイアホール８６、８
７で接地すると、その等価回路は図８（ｂ）のようにな
る。ここでは、バイアホール８６、８７の寄生抵抗を
ｒ、寄生インダクタンスをＬで示している。
【００１５】上記したように、スタブ８４やキャパシタ
８５をそれぞれ別のバイアホール８６、８７で接地する
と、バイアホール８６、８７の寄生抵抗ｒなどによっ
て、周波数（Ｌｏ）付近における通過特性が劣化し、あ
るいは、その２倍の周波数（２Ｌｏ）付近における減衰
特性が劣化し、さらには、周波数（Ｌｏ）付近において
挿入損が最小となる周波数がバイアホール８６、８７の
寄生インダクタンスＬの影響でずれるという問題が発生
する。その結果、局発用増幅器で発生する第２高調波
（周波数２Ｌｏ）を十分に抑制できなくなる。
８５をそれぞれ別のバイアホール８６、８７で接地する
と、バイアホール８６、８７の寄生抵抗ｒなどによっ
て、周波数（Ｌｏ）付近における通過特性が劣化し、あ
るいは、その２倍の周波数（２Ｌｏ）付近における減衰
特性が劣化し、さらには、周波数（Ｌｏ）付近において
挿入損が最小となる周波数がバイアホール８６、８７の
寄生インダクタンスＬの影響でずれるという問題が発生
する。その結果、局発用増幅器で発生する第２高調波
（周波数２Ｌｏ）を十分に抑制できなくなる。
【００１６】なお、局発用増幅器を同一ＭＭＩＣ上に内
蔵する構成の場合、局発用増幅器と偶高調波ミキサとの
間に設けられたλ／４短絡スタブ( 図６および図７の符
号６２）が、局発用増幅器で発生する第２高調波を減衰
させるフィルタとして機能する。この場合、第２高調波
を減衰させるフィルタを新に追加すると、その分、チッ
プ面積が増加し、大型化する。その結果、これらチップ
を内蔵するパッケージが大型化し、パッケージ内のアイ
ソレーションが劣化し、ＭＭＩＣの特性を劣化させる。
蔵する構成の場合、局発用増幅器と偶高調波ミキサとの
間に設けられたλ／４短絡スタブ( 図６および図７の符
号６２）が、局発用増幅器で発生する第２高調波を減衰
させるフィルタとして機能する。この場合、第２高調波
を減衰させるフィルタを新に追加すると、その分、チッ
プ面積が増加し、大型化する。その結果、これらチップ
を内蔵するパッケージが大型化し、パッケージ内のアイ
ソレーションが劣化し、ＭＭＩＣの特性を劣化させる。
【００１７】本発明は、上記した欠点を解決し、不要な
信号の漏洩を少なくした半導体装置を提供することを目
的とする。
信号の漏洩を少なくした半導体装置を提供することを目
的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力信号と局
発信号とを混合し周波数変換された出力信号を出力する
偶高調波ミキサと、この偶高調波ミキサの前記局発信号
の入力側に接続され、前記局発信号を通過させるフィル
ターとを具備した半導体装置において、前記フィルター
が、それぞれの一端が互いに接続されたキャパシタおよ
び伝送線路と、前記キャパシタおよび前記伝送線路それ
ぞれの他端が共通に接続されたバイアホールとを有する
ことを特徴としている。
発信号とを混合し周波数変換された出力信号を出力する
偶高調波ミキサと、この偶高調波ミキサの前記局発信号
の入力側に接続され、前記局発信号を通過させるフィル
ターとを具備した半導体装置において、前記フィルター
が、それぞれの一端が互いに接続されたキャパシタおよ
び伝送線路と、前記キャパシタおよび前記伝送線路それ
ぞれの他端が共通に接続されたバイアホールとを有する
ことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図１を
参照して説明する。図１は、周波数変換装置をＭＭＩＣ
で形成した場合で、偶高調波ミキサがアンチパラレル接
続したダイオード対で構成されている。ここでは、たと
えば中間周波数の入力信号と局発信号とを混合して高周
波の出力信号に変換する場合で説明する。
参照して説明する。図１は、周波数変換装置をＭＭＩＣ
で形成した場合で、偶高調波ミキサがアンチパラレル接
続したダイオード対で構成されている。ここでは、たと
えば中間周波数の入力信号と局発信号とを混合して高周
波の出力信号に変換する場合で説明する。
【００２０】端子Ａから局発信号が入力され、局発信号
は局発用増幅器１１で増幅され、偶高調波ミキサ１２に
加えられる。偶高調波ミキサ１２は、たとえば、向きが
逆の対のダイオードＤ１、Ｄ２が並列に接続された、い
わゆるアンチパラレルダイオード対で構成されている。
端子Ｂから中間周波数の入力信号が入力され、入力信号
は、中間周波数を通過する中間周波数通過フィルター１
３を通して偶高調波ミキサ１２に加えられる。偶高調波
ミキサ１２では、局発信号と入力信号との混合で、高周
波の出力信号に変換され、端子Ｃに出力される。
は局発用増幅器１１で増幅され、偶高調波ミキサ１２に
加えられる。偶高調波ミキサ１２は、たとえば、向きが
逆の対のダイオードＤ１、Ｄ２が並列に接続された、い
わゆるアンチパラレルダイオード対で構成されている。
端子Ｂから中間周波数の入力信号が入力され、入力信号
は、中間周波数を通過する中間周波数通過フィルター１
３を通して偶高調波ミキサ１２に加えられる。偶高調波
ミキサ１２では、局発信号と入力信号との混合で、高周
波の出力信号に変換され、端子Ｃに出力される。
【００２１】なお、局発用増幅器１１と偶高調波ミキサ
１２との間、たとえば偶高調波ミキサ１２の局発信号の
入力側に、伝送線路１４を介して、局発信号（周波数Ｌ
ｏ）を通過させ、その２倍の周波数（周波数２Ｌｏ）の
通過を阻止するフィルター１５が接続されている。フィ
ルター１５は、それぞれの一端が互いに接続されたキャ
パシタ１５１および伝送線路１５２と、キャパシタ１５
１および伝送線路１５２それぞれの他端が共通に接続さ
れたバイアホール１５３などから構成されている。
１２との間、たとえば偶高調波ミキサ１２の局発信号の
入力側に、伝送線路１４を介して、局発信号（周波数Ｌ
ｏ）を通過させ、その２倍の周波数（周波数２Ｌｏ）の
通過を阻止するフィルター１５が接続されている。フィ
ルター１５は、それぞれの一端が互いに接続されたキャ
パシタ１５１および伝送線路１５２と、キャパシタ１５
１および伝送線路１５２それぞれの他端が共通に接続さ
れたバイアホール１５３などから構成されている。
【００２２】偶高調波ミキサ１２と端子Ｃの間には、周
波数Ｌｏの通過を阻止し、その２倍の周波数（２Ｌｏ）
を通過させるフィルター１６が接続されている。フィル
タ１６は、たとえば周波数Ｌｏの波長λに対しλ／４の
長さを有する終端短絡のスタブで構成され、周波数Ｌｏ
に対してショート、周波数２Ｌｏに対してオープンとな
っている。
波数Ｌｏの通過を阻止し、その２倍の周波数（２Ｌｏ）
を通過させるフィルター１６が接続されている。フィル
タ１６は、たとえば周波数Ｌｏの波長λに対しλ／４の
長さを有する終端短絡のスタブで構成され、周波数Ｌｏ
に対してショート、周波数２Ｌｏに対してオープンとな
っている。
【００２３】上記した周波数変換装置は、たとえば同じ
基板上に形成されたＭＭＩＣで構成され、ＭＭＩＣ上の
回路素子は、たとえば点線１００で示すような矩形状の
パッケージに収納され気密に封止されている。
基板上に形成されたＭＭＩＣで構成され、ＭＭＩＣ上の
回路素子は、たとえば点線１００で示すような矩形状の
パッケージに収納され気密に封止されている。
【００２４】偶高調波ミキサ１２を用いた周波数変換回
路は、局発信号の周波数が、実質の局発周波数( ２Ｌ
ｏ) の半分の周波数( Ｌｏ) ですみ、また、局発信号の
２倍の周波数（２Ｌｏ）が端子Ｃに漏洩しないという利
点がある。
路は、局発信号の周波数が、実質の局発周波数( ２Ｌ
ｏ) の半分の周波数( Ｌｏ) ですみ、また、局発信号の
２倍の周波数（２Ｌｏ）が端子Ｃに漏洩しないという利
点がある。
【００２５】ここで、図１のフィルター１５の特性につ
いて図２を参照して説明する。図（ａ）は、フィルター
１５などの主要部分を抜き出した回路構成図で、図１に
対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省
略する。
いて図２を参照して説明する。図（ａ）は、フィルター
１５などの主要部分を抜き出した回路構成図で、図１に
対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省
略する。
【００２６】キャパシタ１５１は、たとえばＭＩＭ（Me
ta1 Insulator Meta1 ）構造で、伝送路１４や伝送線路
１５２は、マイクロストリップ線路で構成されている。
バイアホール１５３は、基板部分を貫通する穴を設け、
この穴の部分に形成した導電層によって、基板の表側と
裏側の接地導体とを電気的に接続する構造になってい
る。図では、バイアホール１５３を、寄生抵抗をｒ、寄
生インダクタンスをＬとした等価回路で示している。
ta1 Insulator Meta1 ）構造で、伝送路１４や伝送線路
１５２は、マイクロストリップ線路で構成されている。
バイアホール１５３は、基板部分を貫通する穴を設け、
この穴の部分に形成した導電層によって、基板の表側と
裏側の接地導体とを電気的に接続する構造になってい
る。図では、バイアホール１５３を、寄生抵抗をｒ、寄
生インダクタンスをＬとした等価回路で示している。
【００２７】図（ｂ）は、上記した構成のフィルタの周
波数２Ｌｏ付近における通過特性を示し、図（ｃ）は、
周波数Ｌｏ付近における通過特性を示す。図（ｂ）
（ｃ）の縦軸は挿入損失Ｓ21（ｄＢ）、横軸は周波数
（ＧＨｚ）で、この特性は、キャパシタ１５１の容量値
が０．３ｐＦ、伝送線路１４の長さが２００μｍ、幅が
５０μｍ、伝送線路１５２の長さが７００μｍ、幅が５
０μｍの場合である。
波数２Ｌｏ付近における通過特性を示し、図（ｃ）は、
周波数Ｌｏ付近における通過特性を示す。図（ｂ）
（ｃ）の縦軸は挿入損失Ｓ21（ｄＢ）、横軸は周波数
（ＧＨｚ）で、この特性は、キャパシタ１５１の容量値
が０．３ｐＦ、伝送線路１４の長さが２００μｍ、幅が
５０μｍ、伝送線路１５２の長さが７００μｍ、幅が５
０μｍの場合である。
【００２８】符号Ａが図２（ａ）の構成の特性で、特性
Ｂがλ／４短絡スタブ（長さが２１５０μｍ：周波数Ｌ
ｏの波長λの１／４の長さ、幅が５０μｍ）の特性であ
る。なお、ＧａＡｓ基板の厚さは１００μｍ、バイアホ
ールの寄生抵抗値ｒ、寄生インダクタンス値Ｌはいずれ
も０として扱っている。
Ｂがλ／４短絡スタブ（長さが２１５０μｍ：周波数Ｌ
ｏの波長λの１／４の長さ、幅が５０μｍ）の特性であ
る。なお、ＧａＡｓ基板の厚さは１００μｍ、バイアホ
ールの寄生抵抗値ｒ、寄生インダクタンス値Ｌはいずれ
も０として扱っている。
【００２９】図２（ｂ）（ｃ）から、図２（ａ）の構成
の場合、周波数（２Ｌｏ）付近において広い帯域に渡っ
て良好な通過阻止特性を示し、また、フィルターのＱ値
はλ／４スタブよりも高く、よりよい減衰特性が得られ
ていることが分かる。周波数（Ｌｏ）付近での通過帯域
はλ／４スタブよりも狭くなっている。これらの特性に
よれば、局発用増幅器で発生する局発信号（周波数Ｌ
ｏ）の２倍の高調波の偶高調波ミキサ１２への入力を抑
えることができる。
の場合、周波数（２Ｌｏ）付近において広い帯域に渡っ
て良好な通過阻止特性を示し、また、フィルターのＱ値
はλ／４スタブよりも高く、よりよい減衰特性が得られ
ていることが分かる。周波数（Ｌｏ）付近での通過帯域
はλ／４スタブよりも狭くなっている。これらの特性に
よれば、局発用増幅器で発生する局発信号（周波数Ｌ
ｏ）の２倍の高調波の偶高調波ミキサ１２への入力を抑
えることができる。
【００３０】次に、図１で示したように、キャパシタ１
５１と伝送線路１５２と共通のバイアホール１５３に接
続した場合と、図８で示したように、キャパシタとスタ
ブとをそれぞれ別のバイアホールに接続した場合との特
性の比較を図３で説明する。
５１と伝送線路１５２と共通のバイアホール１５３に接
続した場合と、図８で示したように、キャパシタとスタ
ブとをそれぞれ別のバイアホールに接続した場合との特
性の比較を図３で説明する。
【００３１】図３は、バイアホールの寄生成分（ｒ、
Ｌ）がフィルタ特性に与える影響で、符号Ａが発明の構
成すなわちバイアホールを共通に接続した場合で、符号
Ｃがバイアホールを共通に接続しない場合である。この
比較は、寄生抵抗値ｒおよび寄生インダクタンス値Ｌを
変化させてシミュレーションを行った。
Ｌ）がフィルタ特性に与える影響で、符号Ａが発明の構
成すなわちバイアホールを共通に接続した場合で、符号
Ｃがバイアホールを共通に接続しない場合である。この
比較は、寄生抵抗値ｒおよび寄生インダクタンス値Ｌを
変化させてシミュレーションを行った。
【００３２】図（ａ）は、周波数Ｌｏ付近における通過
特性の寄生抵抗値ｒによる影響、（ｂ）は周波数２Ｌｏ
付近における通過特性の寄生抵抗値ｒによる影響、
（ｃ）は周波数Ｌｏ付近において、挿入損が最小となる
周波数ｆ（ＧＨｚ）に対する寄生インダクタンス値Ｌの
影響を示している。
特性の寄生抵抗値ｒによる影響、（ｂ）は周波数２Ｌｏ
付近における通過特性の寄生抵抗値ｒによる影響、
（ｃ）は周波数Ｌｏ付近において、挿入損が最小となる
周波数ｆ（ＧＨｚ）に対する寄生インダクタンス値Ｌの
影響を示している。
【００３３】図から、バイアホールを共通に接続した場
合の方が、バイアホールの寄生抵抗ｒによる周波数Ｌｏ
付近における通過特性の劣化が少なく、また周波数２Ｌ
ｏ付近における減衰特性の劣化が少なくなっている。さ
らに、周波数Ｌｏ付近において挿入損が最小となる周波
数のずれに対するバイアホールの寄生インダクタンスＬ
による影響が少なくなっている。
合の方が、バイアホールの寄生抵抗ｒによる周波数Ｌｏ
付近における通過特性の劣化が少なく、また周波数２Ｌ
ｏ付近における減衰特性の劣化が少なくなっている。さ
らに、周波数Ｌｏ付近において挿入損が最小となる周波
数のずれに対するバイアホールの寄生インダクタンスＬ
による影響が少なくなっている。
【００３４】上記した特性から、バイアホールを共通に
接続すれば、バイアホールの基板厚さや加工形状の影響
が小さくなることが分かる。
接続すれば、バイアホールの基板厚さや加工形状の影響
が小さくなることが分かる。
【００３５】したがって、図１の構成によれば、周波数
２Ｌｏ成分の通過量が少なくなり、出力端子への周波数
２Ｌｏ成分の漏洩が減少する。その結果、ＭＭＩＣ上に
局発用増幅器を内蔵した場合の問題などが解決される。
２Ｌｏ成分の通過量が少なくなり、出力端子への周波数
２Ｌｏ成分の漏洩が減少する。その結果、ＭＭＩＣ上に
局発用増幅器を内蔵した場合の問題などが解決される。
【００３６】次に、本発明の他の実施形態について図４
を参照して説明する。図４では、図１に対応する部分に
は同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
を参照して説明する。図４では、図１に対応する部分に
は同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３７】この実施形態では、局発信号が入力する入
力用パッドたとえば端子Ａが、点線で示した矩形状パッ
ケージ１００の短い方の壁１００ａよりも長い方の壁１
００ｂの近くに設けられている。この場合、局発信号
（周波数Ｌｏ）、あるいは、その２倍高調波（周波数２
Ｌｏ）がパッケージ１００の長手方向に伝送し、ＭＭＩ
Ｃの外部から入力する周波数Ｌｏ成分およびその２倍高
調波（周波数２Ｌｏ）とパッケージ内空間との結合が起
きやすく、アイソレーションが劣化しやすい。
力用パッドたとえば端子Ａが、点線で示した矩形状パッ
ケージ１００の短い方の壁１００ａよりも長い方の壁１
００ｂの近くに設けられている。この場合、局発信号
（周波数Ｌｏ）、あるいは、その２倍高調波（周波数２
Ｌｏ）がパッケージ１００の長手方向に伝送し、ＭＭＩ
Ｃの外部から入力する周波数Ｌｏ成分およびその２倍高
調波（周波数２Ｌｏ）とパッケージ内空間との結合が起
きやすく、アイソレーションが劣化しやすい。
【００３８】このような場合、偶高調波ミキサの局発信
号の入力側にフィルター１５が接続されているため、周
波数Ｌｏ成分やその２倍高調波とパッケージ内空間との
結合が防止される。
号の入力側にフィルター１５が接続されているため、周
波数Ｌｏ成分やその２倍高調波とパッケージ内空間との
結合が防止される。
【００３９】次に、本発明の他の実施形態について図５
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００４０】符号５１は、たとえば図４で説明した構成
の周波数変換装置、符号５２は、周波数変換された出力
信号を増幅する高周波増幅器で、周波数変換装置５１お
よび高周波増幅器５２はそれぞれ同じ基板上に形成さ
れ、共通の金属壁のパッケージ５３で囲まれ、気密に封
止されている。この構成の場合、端子Ａおよび端子Ｂか
らそれぞれ局発信号および中間周波信号が半導体装置５
１に供給され、局発信号と中間周波信号との混合により
周波数変換された出力信号が、高周波増幅器５２で増幅
され端子Ｃに出力される。
の周波数変換装置、符号５２は、周波数変換された出力
信号を増幅する高周波増幅器で、周波数変換装置５１お
よび高周波増幅器５２はそれぞれ同じ基板上に形成さ
れ、共通の金属壁のパッケージ５３で囲まれ、気密に封
止されている。この構成の場合、端子Ａおよび端子Ｂか
らそれぞれ局発信号および中間周波信号が半導体装置５
１に供給され、局発信号と中間周波信号との混合により
周波数変換された出力信号が、高周波増幅器５２で増幅
され端子Ｃに出力される。
【００４１】この実施形態の場合、パッケージ５３の長
い方の内壁の長さがＬで、光速をｃ、局発信号の周波数
をＬｏとした場合に、Ｌ＞ｃ／４Ｌｏの関係になってい
る。この場合、パッケージ５３の横方向の断面を導波管
として考えた場合に、最低次モード（周波数２Ｌｏ）に
おけるカットオフ波長（ｃ／４Ｌｏ）よりもパッケージ
の横手方向の長さＬが長くなっている。
い方の内壁の長さがＬで、光速をｃ、局発信号の周波数
をＬｏとした場合に、Ｌ＞ｃ／４Ｌｏの関係になってい
る。この場合、パッケージ５３の横方向の断面を導波管
として考えた場合に、最低次モード（周波数２Ｌｏ）に
おけるカットオフ波長（ｃ／４Ｌｏ）よりもパッケージ
の横手方向の長さＬが長くなっている。
【００４２】このため、周波数２Ｌｏ以下の不要波がパ
ッケージ５３内を伝播しやすく、アイソレーションの劣
化がおきやすい。このような場合、ＭＭＩＣで形成され
た半導体装置５１内に局発用増幅器を設ければ、外部か
ら供給される局発信号の入力レベルを下げることがで
き、その結果、２倍高調波のレベルも減少し、アイソレ
ーションの劣化を防止できる。
ッケージ５３内を伝播しやすく、アイソレーションの劣
化がおきやすい。このような場合、ＭＭＩＣで形成され
た半導体装置５１内に局発用増幅器を設ければ、外部か
ら供給される局発信号の入力レベルを下げることがで
き、その結果、２倍高調波のレベルも減少し、アイソレ
ーションの劣化を防止できる。
【００４３】図５においては、簡略化のためにパッケー
ジ５３をその全面が金属で構成されているように示した
が、その一部が金属である場合についても同様である。
ジ５３をその全面が金属で構成されているように示した
が、その一部が金属である場合についても同様である。
【００４４】なお、上記の実施形態では、偶高調波ミキ
サがシングルエンドの例で説明している。しかし、バラ
ンス型あるいはイメージレジェクション型でも同様な効
果が得られる。
サがシングルエンドの例で説明している。しかし、バラ
ンス型あるいはイメージレジェクション型でも同様な効
果が得られる。
【００４５】また、上記の実施形態では、局発信号と中
間周波信号とを混合し、周波数変換した出力信号を出力
する場合で説明している。しかし、この発明は、高周波
の入力信号と局発信号とを混合し、中間周波数の中間周
波信号に変換する場合にも適用できる。
間周波信号とを混合し、周波数変換した出力信号を出力
する場合で説明している。しかし、この発明は、高周波
の入力信号と局発信号とを混合し、中間周波数の中間周
波信号に変換する場合にも適用できる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、不要な信号の漏洩を少
なくした半導体装置をを実現できる。
なくした半導体装置をを実現できる。
【図１】本発明の実施形態を説明するための概略の回路
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の実施形態の特性を説明するための回路
構成図および特性図である。
構成図および特性図である。
【図３】本発明の実施形態の特性を説明するための特性
図である。
図である。
【図４】本発明の他の実施形態を説明するための概略の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態を説明するための概略の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図６】従来例を説明するための概略の回路構成図であ
る。
る。
【図７】他の従来例を説明するための概略の回路構成図
である。
である。
【図８】他の従来例を説明するための概略の回路構成図
である。
である。
１１…局発用増幅器 １２…偶高調波ミキサ １３…中間周波数通過フィルタ １４…伝送線路 １５…フィルター １５１…キャパシタ １５２…伝送線路 １５３…バイアホール １６…フィルター １００…パッケージ Ａ、Ｂ、Ｃ…端子 Ｄ１、Ｄ２…ダイオード
Claims (8)
- 【請求項１】 入力信号と局発信号とを混合し周波数変
換された出力信号を出力する偶高調波ミキサと、この偶
高調波ミキサの前記局発信号の入力側に接続され、前記
局発信号を通過させるフィルターとを具備した半導体装
置において、前記フィルターが、それぞれの一端が互い
に接続されたキャパシタおよび伝送線路と、前記キャパ
シタおよび前記伝送線路それぞれの他端が共通に接続さ
れたバイアホールとを有することを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２】 局発信号を増幅する局発用増幅器と、こ
の局発用増幅器で増幅した局発信号と入力信号とを混合
し周波数変換された出力信号を出力する偶高調波ミキサ
と、この偶高調波ミキサの前記局発信号の入力側に接続
され、前記局発信号を通過させるフィルターとを具備し
た半導体装置において、前記フィルターが、それぞれの
一端が互いに接続されたキャパシタおよび伝送線路と、
前記キャパシタおよび前記伝送線路それぞれの他端が共
通に接続されたバイアホールとを有することを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項３】 局発信号を増幅する局発用増幅器と、こ
の局発用増幅器で増幅した局発信号と入力信号とを混合
し周波数変換された出力信号を出力する偶高調波ミキサ
と、この偶高調波ミキサから出力する出力信号を増幅す
る出力用増幅器と、前記偶高調波ミキサの前記局発信号
の入力側に接続され、前記局発信号を通過させるフィル
ターとを具備した半導体装置において、前記フィルター
が、それぞれの一端が互いに接続されたキャパシタおよ
び伝送線路と、前記キャパシタおよび前記伝送線路それ
ぞれの他端が共通に接続されたバイアホールとを有する
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】 偶高調波ミキサは、アンチパラレルダイ
オード対で構成されている請求項１ないし請求項３のい
ずれか１つに記載の半導体装置。 - 【請求項５】 フィルターが、偶高調波ミキサの前記局
発信号の入力側に伝送線路を介して接続されている請求
項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の半導体装
置。 - 【請求項６】 局発用増幅器および偶高調波ミキサ、フ
ィルターがそれぞれ同一の基板上に形成された請求項２
記載の半導体装置。 - 【請求項７】 局発用増幅器および偶高調波ミキサ、フ
ィルターがそれぞれ矩形状の１つのパッケージ内に配置
され、局発信号が入力するパッドが、前記パッケージを
構成する短い方の壁よりも長い方の壁に近い位置に設け
られた請求項２または請求項３記載の半導体装置。 - 【請求項８】 局発用増幅器および偶高調波ミキサ、フ
ィルターがそれぞれ矩形状の１つのパッケージ内に配置
され、前記パッケージを構成する長い方の壁の長さＬ
が、光速をｃ、局発信号の周波数をＬｏとした場合に、
Ｌ＞ｃ／４Ｌｏの関係を満たす請求項２または請求項３
記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25717899A JP2001085951A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25717899A JP2001085951A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085951A true JP2001085951A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17302776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25717899A Pending JP2001085951A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085951A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005295098A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Eudyna Devices Inc | 無線装置 |
| JP2014033310A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Nec Corp | ハーモニックミキサ回路およびその制御方法 |
-
1999
- 1999-09-10 JP JP25717899A patent/JP2001085951A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005295098A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Eudyna Devices Inc | 無線装置 |
| US7738844B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-06-15 | Eudyna Devices Inc. | Radio communication device |
| JP2014033310A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Nec Corp | ハーモニックミキサ回路およびその制御方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041001 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041102 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041224 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20041227 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060606 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060807 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070313 |