JP2001326540A - 半導体回路 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
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- H03F2203/211—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
- H03F2203/21178—Power transistors are made by coupling a plurality of single transistors in parallel
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- Power Engineering (AREA)
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- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数のバイポーラトランジスタ、特にＨＢＴ
を並列に接続してなる半導体回路において、比較的簡易
な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑止し、出力電力
特性及び歪み特性の向上を図る。 【解決手段】 複数のＨＢＴ１，２，３，４…が並列接
続されてなる半導体回路であり、各ＨＢＴの近傍にそれ
ぞれ温度モニタ素子５が配される。温度モニタ素子５
は、温度上昇に応じて電流供給能力が増加する性質を有
し、その入力端子がバイアス線６に接続されるととも
に、その出力端子が当該温度モニタ素子５の近傍に存す
るＨＢＴと隣接するＨＢＴのべース電極と接続され、Ｈ
ＢＴ１〜４と各々の近傍の各温度モニタ素子５とが熱的
に結合している。
を並列に接続してなる半導体回路において、比較的簡易
な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑止し、出力電力
特性及び歪み特性の向上を図る。 【解決手段】 複数のＨＢＴ１，２，３，４…が並列接
続されてなる半導体回路であり、各ＨＢＴの近傍にそれ
ぞれ温度モニタ素子５が配される。温度モニタ素子５
は、温度上昇に応じて電流供給能力が増加する性質を有
し、その入力端子がバイアス線６に接続されるととも
に、その出力端子が当該温度モニタ素子５の近傍に存す
るＨＢＴと隣接するＨＢＴのべース電極と接続され、Ｈ
ＢＴ１〜４と各々の近傍の各温度モニタ素子５とが熱的
に結合している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のバイポーラ
トランジスタが並列接続された半導体回路に関し、特に
ヘテロ接合バイポーラトランジスタを用いた増幅機能を
有する半導体回路に関する。
トランジスタが並列接続された半導体回路に関し、特に
ヘテロ接合バイポーラトランジスタを用いた増幅機能を
有する半導体回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的にヘテロ接合バイポーラトランジ
スタ（Heterojunction Bipolar Transistor：ＨＢＴ）
は、電流と温度に正の相関を示すため、熱暴走を起こし
易い。特に多数のＨＢＴを並列に接続したパワーＨＢＴ
増幅器では、一部のＨＢＴに電流と熱が集中する不均一
動作やそれに起因するトランジスタの破壊が問題とな
る。
スタ（Heterojunction Bipolar Transistor：ＨＢＴ）
は、電流と温度に正の相関を示すため、熱暴走を起こし
易い。特に多数のＨＢＴを並列に接続したパワーＨＢＴ
増幅器では、一部のＨＢＴに電流と熱が集中する不均一
動作やそれに起因するトランジスタの破壊が問題とな
る。
【０００３】この問題に対処して、従来では例えば図８
に示すように、不均一動作を抑えるために各ＨＢＴ１０
１のエミッタ或いはべースに直列に抵抗（バラスト抵
抗）１０２を接続し、一部のＨＢＴにおける電流の増
大、即ち電流集中に対してネガティブフィードバックが
かかるように工夫している。バラスト抵抗１０２がエミ
ッタに接続される場合にはコレクタ電流の増加ととも
に、べースに接続される場合にはべース電流の増加とと
もに、ベースとエミッタ間の電圧が低下するように働
き、ＨＢＴ１０１の熱暴走が抑えられる。
に示すように、不均一動作を抑えるために各ＨＢＴ１０
１のエミッタ或いはべースに直列に抵抗（バラスト抵
抗）１０２を接続し、一部のＨＢＴにおける電流の増
大、即ち電流集中に対してネガティブフィードバックが
かかるように工夫している。バラスト抵抗１０２がエミ
ッタに接続される場合にはコレクタ電流の増加ととも
に、べースに接続される場合にはべース電流の増加とと
もに、ベースとエミッタ間の電圧が低下するように働
き、ＨＢＴ１０１の熱暴走が抑えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにバラスト抵抗を設ける場合、エミッタバラスト抵
抗はその抵抗値の許容範囲が極めて厳格であり、即ちエ
ミッタバラスト抵抗は小さいと熱暴走が発生し易く、大
き過ぎる場合には出力電力を低下させるという問題があ
る。
ようにバラスト抵抗を設ける場合、エミッタバラスト抵
抗はその抵抗値の許容範囲が極めて厳格であり、即ちエ
ミッタバラスト抵抗は小さいと熱暴走が発生し易く、大
き過ぎる場合には出力電力を低下させるという問題があ
る。
【０００５】他方、ベースバラスト抵抗には歪み特性を
劣化させるという問題がある。無線通信システムでは情
報の伝送量を大きくするためにデジタル変調方式が採用
されている。そのようなシステムに用いられる電力増幅
器には低歪み特性が求められる。ベースバラスト抵抗を
配したＨＢＴ増幅器の場合には、変調信号周波数での入
力インピーダンスが高くなってしまう。その結果、変調
信号に応じてＨＢＴのバイアス条件が変動し、増幅器の
歪み特性が劣化するという問題が生じる。
劣化させるという問題がある。無線通信システムでは情
報の伝送量を大きくするためにデジタル変調方式が採用
されている。そのようなシステムに用いられる電力増幅
器には低歪み特性が求められる。ベースバラスト抵抗を
配したＨＢＴ増幅器の場合には、変調信号周波数での入
力インピーダンスが高くなってしまう。その結果、変調
信号に応じてＨＢＴのバイアス条件が変動し、増幅器の
歪み特性が劣化するという問題が生じる。
【０００６】そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされ
たものであり、多数のバイポーラトランジスタ、特にＨ
ＢＴを並列に接続してなる半導体回路において、比較的
簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑止し、出力
電力特性及び歪み特性の向上を図る半導体回路を提供す
ることを目的とする。
たものであり、多数のバイポーラトランジスタ、特にＨ
ＢＴを並列に接続してなる半導体回路において、比較的
簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑止し、出力
電力特性及び歪み特性の向上を図る半導体回路を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【０００８】本発明は、複数のバイポーラトランジス
タ、好ましくはヘテロ接合型のバイポーラトランジスタ
が並列接続された半導体回路を対象とする。この半導体
回路は、各バイポーラトランジスタの近傍にこれと熱的
に結合するように、温度上昇に応じて電流供給能力が増
加する性質を有する温度モニタ素子が配され、その出力
端子が近傍に存するバイポーラトランジスタとは別のバ
イポーラトランジスタのべース電極又はべース電極と接
続されるバイアス回路と接続されて構成される。
タ、好ましくはヘテロ接合型のバイポーラトランジスタ
が並列接続された半導体回路を対象とする。この半導体
回路は、各バイポーラトランジスタの近傍にこれと熱的
に結合するように、温度上昇に応じて電流供給能力が増
加する性質を有する温度モニタ素子が配され、その出力
端子が近傍に存するバイポーラトランジスタとは別のバ
イポーラトランジスタのべース電極又はべース電極と接
続されるバイアス回路と接続されて構成される。
【０００９】各温度モニタ素子は、ダイオード又はバイ
ポーラトランジスタとして構成することが好適である。
ポーラトランジスタとして構成することが好適である。
【００１０】本発明の半導体回路においては、並列接続
された複数のバイポーラトランジスタのうち、あるトラ
ンジスタＴｎに温度上昇が生じると、それに伴って当該
トランジスタＴｎの近傍に配され熱的に結合された温度
モニタ素子も温度上昇する。このとき、温度モニタ素子
のもつ性質によって閾値電圧が低下し、その出力端子に
接続された他のトランジスタＴｍへの電流供給量が増加
する。即ち、トランジスタＴｎの温度上昇の影響が他の
トランジスタＴｍ（１つとは限らない）に拡散されてそ
のバイアス条件が変化する。これにより、トランジスタ
Ｔｎの温度上昇が緩和して熱暴走が抑止されるととも
に、回路全体の動作の均一化が図られることになる。
された複数のバイポーラトランジスタのうち、あるトラ
ンジスタＴｎに温度上昇が生じると、それに伴って当該
トランジスタＴｎの近傍に配され熱的に結合された温度
モニタ素子も温度上昇する。このとき、温度モニタ素子
のもつ性質によって閾値電圧が低下し、その出力端子に
接続された他のトランジスタＴｍへの電流供給量が増加
する。即ち、トランジスタＴｎの温度上昇の影響が他の
トランジスタＴｍ（１つとは限らない）に拡散されてそ
のバイアス条件が変化する。これにより、トランジスタ
Ｔｎの温度上昇が緩和して熱暴走が抑止されるととも
に、回路全体の動作の均一化が図られることになる。
【００１１】更に、本発明の半導体回路にはバイアス線
が配されており、当該バイアス線には各温度モニタ素子
が入力端子で接続されるとともに、バイアス線の一端に
はバラスト抵抗が接続されている。
が配されており、当該バイアス線には各温度モニタ素子
が入力端子で接続されるとともに、バイアス線の一端に
はバラスト抵抗が接続されている。
【００１２】半導体回路全体（或いは大部分）で温度上
昇が生じた場合、各温度モニタ素子がバイアス線に接続
されているため、バラスト抵抗の働きにより電圧降下が
惹起されて熱暴走が抑止される。
昇が生じた場合、各温度モニタ素子がバイアス線に接続
されているため、バラスト抵抗の働きにより電圧降下が
惹起されて熱暴走が抑止される。
【００１３】また、各温度モニタ素子と接続されるバイ
ポーラトランジスタは、具体的には当該温度モニタ素子
の近傍に存するバイポーラトランジスタに隣接するも
の、或いは当該近傍のトランジスタから少なくとも１つ
以上離間したものとすることが好適である。
ポーラトランジスタは、具体的には当該温度モニタ素子
の近傍に存するバイポーラトランジスタに隣接するも
の、或いは当該近傍のトランジスタから少なくとも１つ
以上離間したものとすることが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な諸
実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【００１５】（第１の実施形態）図１は、本実施形態の
パワーＨＢＴ増幅器の回路構成図であり、図２は当該パ
ワーＨＢＴ増幅器のレイアウト構成を模式的に示す平面
図である。
パワーＨＢＴ増幅器の回路構成図であり、図２は当該パ
ワーＨＢＴ増幅器のレイアウト構成を模式的に示す平面
図である。
【００１６】このパワーＨＢＴ増幅器は、複数（例えば
４０個）のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ（ＨＢ
Ｔ）１，２，３，４…（図示の例ではトランジスタ１〜
４のみ示す。他の実施形態、変形例でも同様）が並列接
続されてなる半導体回路であり、各ＨＢＴのエミッタ寸
法は例えば２μｍ×２０μｍとする。更に、各ＨＢＴの
近傍にそれぞれ温度モニタ素子５が配されており、イン
ダクタンスコイルＬ１が接続された入力端子Ｔinと、イ
ンダクタンスコイルＬ２，Ｌ３及びキャパシタＣ５が接
続された出力端子Ｔoutとが設けられてパワーＨＢＴ増
幅器が構成されている。ここで、各ＨＢＴ１〜４のベー
ス電極にはそれぞれキャパシタＣ１〜４が接続され、当
該キャパシタＣ１〜４を介して入力端子Ｔinと接続され
ている。これらキャパシタＣ１〜４及びインダクタンス
コイルＬ１により入力整合回路が構成される。他方、各
ＨＢＴ１〜４のコレクタ電極は出力端子Ｔoutに接続さ
れており、エミッタ電極は接地されている。
４０個）のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ（ＨＢ
Ｔ）１，２，３，４…（図示の例ではトランジスタ１〜
４のみ示す。他の実施形態、変形例でも同様）が並列接
続されてなる半導体回路であり、各ＨＢＴのエミッタ寸
法は例えば２μｍ×２０μｍとする。更に、各ＨＢＴの
近傍にそれぞれ温度モニタ素子５が配されており、イン
ダクタンスコイルＬ１が接続された入力端子Ｔinと、イ
ンダクタンスコイルＬ２，Ｌ３及びキャパシタＣ５が接
続された出力端子Ｔoutとが設けられてパワーＨＢＴ増
幅器が構成されている。ここで、各ＨＢＴ１〜４のベー
ス電極にはそれぞれキャパシタＣ１〜４が接続され、当
該キャパシタＣ１〜４を介して入力端子Ｔinと接続され
ている。これらキャパシタＣ１〜４及びインダクタンス
コイルＬ１により入力整合回路が構成される。他方、各
ＨＢＴ１〜４のコレクタ電極は出力端子Ｔoutに接続さ
れており、エミッタ電極は接地されている。
【００１７】各ＨＢＴは、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ，Ａ
ｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓＳｂ，ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ，ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａ
Ａｓ，ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓＳｂ，ＡｌＩｎＡｓ／
ＩｎＧａＡｓ，Ｓｉ／ＳｉＧｅ、Ｓｉ／ＳｉＧｅＣ、及
びＡｌＧａＮ／ＧａＮ等から選ばれた１種を材料として
構成されるものである。
ｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓＳｂ，ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ，ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａ
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ＩｎＧａＡｓ，Ｓｉ／ＳｉＧｅ、Ｓｉ／ＳｉＧｅＣ、及
びＡｌＧａＮ／ＧａＮ等から選ばれた１種を材料として
構成されるものである。
【００１８】温度モニタ素子５は、ＨＢＴのベース電極
とコレクタ電極を短絡してなる両電極のＰＮ接合を利用
したダイオードとして構成されており、温度上昇に応じ
て電流供給能力が増加する性質を有するものである。こ
の温度モニタ素子５のエミッタ寸法は例えば２μｍ×４
μｍとする。
とコレクタ電極を短絡してなる両電極のＰＮ接合を利用
したダイオードとして構成されており、温度上昇に応じ
て電流供給能力が増加する性質を有するものである。こ
の温度モニタ素子５のエミッタ寸法は例えば２μｍ×４
μｍとする。
【００１９】温度モニタ素子としては、ＨＢＴを使った
ダイオード型の温度モニタ素子５の他に、ショットキ接
合型のダイオードや、温度上昇に対して抵抗値が下がる
ような負の温度係数を持つ抵抗体などが適用可能であ
る。
ダイオード型の温度モニタ素子５の他に、ショットキ接
合型のダイオードや、温度上昇に対して抵抗値が下がる
ような負の温度係数を持つ抵抗体などが適用可能であ
る。
【００２０】各温度モニタ素子５は、その入力端子がバ
イアス線６に接続されるとともに、その出力端子が当該
温度モニタ素子５の近傍に存するＨＢＴと隣接するＨＢ
Ｔ（例えば、ＨＢＴ２の近傍の温度モニタ素子５につい
ては隣接するＨＢＴ１，３）のべース電極と接続され、
ＨＢＴ１〜４と各々の近傍の各温度モニタ素子５とが熱
的に結合している。なお、図示の例ではＨＢＴ２，３の
近傍にはそれぞれ２つの温度モニタ素子５が配されてお
り、それぞれ両隣のＨＢＴ１，３及びＨＢＴ２，４のべ
ース電極と接続されている。
イアス線６に接続されるとともに、その出力端子が当該
温度モニタ素子５の近傍に存するＨＢＴと隣接するＨＢ
Ｔ（例えば、ＨＢＴ２の近傍の温度モニタ素子５につい
ては隣接するＨＢＴ１，３）のべース電極と接続され、
ＨＢＴ１〜４と各々の近傍の各温度モニタ素子５とが熱
的に結合している。なお、図示の例ではＨＢＴ２，３の
近傍にはそれぞれ２つの温度モニタ素子５が配されてお
り、それぞれ両隣のＨＢＴ１，３及びＨＢＴ２，４のべ
ース電極と接続されている。
【００２１】バイアス線６は、その一端がバイアス端子
Ｔbとされ、当該バイアス端子ＴbとＨＢＴ１の近傍の温
度モニタ素子５との間に、バラスト抵抗７及び安定化キ
ャパシタ８がこの順に接続されている。バラスト抵抗値
は例えば５０Ωとする。ＨＢＴ１〜４が、ＧａＡｓ基板
上に形成されたＩｎＧａＰ／ＧａＡｓからなる場合には
バイアス端子の電圧は各ＨＢＴのオン電圧の２倍、約
２．７Ｖが必要になる。また、Ｓｉ基板上に形成された
Ｓｉ／ＳｉＧｅからなる場合には１．７Ｖ前後をバイア
ス端子Ｔbに印加する。
Ｔbとされ、当該バイアス端子ＴbとＨＢＴ１の近傍の温
度モニタ素子５との間に、バラスト抵抗７及び安定化キ
ャパシタ８がこの順に接続されている。バラスト抵抗値
は例えば５０Ωとする。ＨＢＴ１〜４が、ＧａＡｓ基板
上に形成されたＩｎＧａＰ／ＧａＡｓからなる場合には
バイアス端子の電圧は各ＨＢＴのオン電圧の２倍、約
２．７Ｖが必要になる。また、Ｓｉ基板上に形成された
Ｓｉ／ＳｉＧｅからなる場合には１．７Ｖ前後をバイア
ス端子Ｔbに印加する。
【００２２】ここで、温度モニタ素子５の機能について
説明する。図３は、温度モニタ素子の電流電圧特性の温
度依存を示す特性図である。温度モニタ素子５の温度が
上昇すると、同じべース電圧でもコレクタ電流が増加
し、或いは、同じコレクタ電流を流すために必要なベー
ス電圧が低下する。本実施形態では、温度モニタ素子５
のこのような特性を利用する。即ち、並列接続されたＨ
ＢＴ１〜４のうち、あるＨＢＴｎに電流集中・熱集中に
より温度上昇（温度の不均一）が生じると、それに伴っ
て当該ＨＢＴｎの近傍に配され熱的に結合された温度モ
ニタ素子５も温度上昇する。このとき、温度モニタ素子
５のもつ前記性質によってその閾値電圧が低下し、その
出力端子に接続された他のＨＢＴｍへの電流供給量が増
加する。即ち、ＨＢＴｎの温度上昇による影響が他のＨ
ＢＴｍ（１つであるとは限らない）に拡散されてそのバ
イアス条件が変化する。これにより、ＨＢＴｎの温度上
昇が緩和して熱暴走が抑止されるとともに、回路全体の
動作の均一化が図られることになる。
説明する。図３は、温度モニタ素子の電流電圧特性の温
度依存を示す特性図である。温度モニタ素子５の温度が
上昇すると、同じべース電圧でもコレクタ電流が増加
し、或いは、同じコレクタ電流を流すために必要なベー
ス電圧が低下する。本実施形態では、温度モニタ素子５
のこのような特性を利用する。即ち、並列接続されたＨ
ＢＴ１〜４のうち、あるＨＢＴｎに電流集中・熱集中に
より温度上昇（温度の不均一）が生じると、それに伴っ
て当該ＨＢＴｎの近傍に配され熱的に結合された温度モ
ニタ素子５も温度上昇する。このとき、温度モニタ素子
５のもつ前記性質によってその閾値電圧が低下し、その
出力端子に接続された他のＨＢＴｍへの電流供給量が増
加する。即ち、ＨＢＴｎの温度上昇による影響が他のＨ
ＢＴｍ（１つであるとは限らない）に拡散されてそのバ
イアス条件が変化する。これにより、ＨＢＴｎの温度上
昇が緩和して熱暴走が抑止されるとともに、回路全体の
動作の均一化が図られることになる。
【００２３】更に、回路全体で温度上昇が生じた場合に
は、バイアス線６の一端に接続されたバラスト抵抗７に
より電圧降下が生じ、回路全体の熱暴走が抑止される。
また、安定化キャパシタ８により、変調信号周波数帯域
でバイアス線６が低インピーダンスに抑えられる。安定
化キャパシタ８の容量値は、例えば変調信号周波数帯域
が４ＭＨｚであれば１μＦとする。
は、バイアス線６の一端に接続されたバラスト抵抗７に
より電圧降下が生じ、回路全体の熱暴走が抑止される。
また、安定化キャパシタ８により、変調信号周波数帯域
でバイアス線６が低インピーダンスに抑えられる。安定
化キャパシタ８の容量値は、例えば変調信号周波数帯域
が４ＭＨｚであれば１μＦとする。
【００２４】以上説明したように、本実施形態のパワー
ＨＢＴ増幅器によれば、比較的簡易な回路構成で熱暴走
の発生を効率的に抑止し、出力電力特性及び歪み特性の
向上を図ることができる。
ＨＢＴ増幅器によれば、比較的簡易な回路構成で熱暴走
の発生を効率的に抑止し、出力電力特性及び歪み特性の
向上を図ることができる。
【００２５】−変形例− ここで、本実施形態のパワーＨＢＴ増幅器の諸変形例に
ついて説明する。なお、本実施形態と同一の構成部材等
については同符号を記して説明を省略する。
ついて説明する。なお、本実施形態と同一の構成部材等
については同符号を記して説明を省略する。
【００２６】変形例１：このパワーＨＢＴ増幅器は、本
実施形態のそれとほぼ同様の構成を有するが、概ね各Ｈ
ＢＴのベース電極が接地されている点で相違する。
実施形態のそれとほぼ同様の構成を有するが、概ね各Ｈ
ＢＴのベース電極が接地されている点で相違する。
【００２７】図４は、変形例１のパワーＨＢＴ増幅器の
回路構成図である。ここでは、ＨＢＴ１〜４の各々の近
傍にダイオードからなる温度モニタ素子１１が１個ずつ
設けられており、その入力端子がバイアス線６に、出力
端子が当該温度モニタ素子１１の近傍に存するＨＢＴと
隣接するＨＢＴ（例えば、ＨＢＴ２の近傍の温度モニタ
素子１１については隣接するＨＢＴ３）のべース電極と
接続され、ＨＢＴ１〜４と各々の近傍の各温度モニタ素
子１１とが熱的に結合している。
回路構成図である。ここでは、ＨＢＴ１〜４の各々の近
傍にダイオードからなる温度モニタ素子１１が１個ずつ
設けられており、その入力端子がバイアス線６に、出力
端子が当該温度モニタ素子１１の近傍に存するＨＢＴと
隣接するＨＢＴ（例えば、ＨＢＴ２の近傍の温度モニタ
素子１１については隣接するＨＢＴ３）のべース電極と
接続され、ＨＢＴ１〜４と各々の近傍の各温度モニタ素
子１１とが熱的に結合している。
【００２８】そして、ＨＢＴ１〜４のエミッタ電極が入
力端子Ｔinと、コレクタ電極が出力端子Ｔoutに接続さ
れており、ベース電極は各温度モニタ素子１１との接続
部及びキャパシタＣ１〜４をこの順で介して接地されて
いる。
力端子Ｔinと、コレクタ電極が出力端子Ｔoutに接続さ
れており、ベース電極は各温度モニタ素子１１との接続
部及びキャパシタＣ１〜４をこの順で介して接地されて
いる。
【００２９】変形例１のパワーＨＢＴ増幅器によれば、
比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑止
し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図ることができ
る。
比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑止
し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図ることができ
る。
【００３０】変形例２：このパワーＨＢＴ増幅器は、本
実施形態のそれとほぼ同様の構成を有するが、概ね各各
温度モニタ素子５と接続されるＨＢＴの位置が異なる点
で相違する。
実施形態のそれとほぼ同様の構成を有するが、概ね各各
温度モニタ素子５と接続されるＨＢＴの位置が異なる点
で相違する。
【００３１】図５は、変形例２のパワーＨＢＴ増幅器の
回路構成図である。ここでは、ＨＢＴ１〜４の各々の近
傍にダイオードからなる温度モニタ素子５が１個ずつ設
けられており、各温度モニタ素子５の入力端子がバイア
ス線６に、出力端子が当該温度モニタ素子５の近傍に存
するＨＢＴと１個離間したＨＢＴのべース電極と接続さ
れ、ＨＢＴ１〜４と各々の近傍の各温度モニタ素子５と
が熱的に結合している。ここで温度モニタ素子５の結線
として、図示の例では、ＨＢＴ１の近傍の温度モニタ素
子５はＨＢＴ３、ＨＢＴ２の近傍の温度モニタ素子５は
ＨＢＴ４、ＨＢＴ３の近傍の温度モニタ素子５はＨＢＴ
１、ＨＢＴ４の近傍の温度モニタ素子５はＨＢＴ２とそ
れぞれ接続される。
回路構成図である。ここでは、ＨＢＴ１〜４の各々の近
傍にダイオードからなる温度モニタ素子５が１個ずつ設
けられており、各温度モニタ素子５の入力端子がバイア
ス線６に、出力端子が当該温度モニタ素子５の近傍に存
するＨＢＴと１個離間したＨＢＴのべース電極と接続さ
れ、ＨＢＴ１〜４と各々の近傍の各温度モニタ素子５と
が熱的に結合している。ここで温度モニタ素子５の結線
として、図示の例では、ＨＢＴ１の近傍の温度モニタ素
子５はＨＢＴ３、ＨＢＴ２の近傍の温度モニタ素子５は
ＨＢＴ４、ＨＢＴ３の近傍の温度モニタ素子５はＨＢＴ
１、ＨＢＴ４の近傍の温度モニタ素子５はＨＢＴ２とそ
れぞれ接続される。
【００３２】なお本例では、各温度モニタ素子５の出力
端子を１個離間したＨＢＴと接続するように構成した
が、例えば２個以上離間するようにしたり、或いはある
温度モニタ素子については１個離間したＨＢＴ、他の温
度モニタ素子については２個以上離間したＨＢＴと接続
するように構成することなども可能である。
端子を１個離間したＨＢＴと接続するように構成した
が、例えば２個以上離間するようにしたり、或いはある
温度モニタ素子については１個離間したＨＢＴ、他の温
度モニタ素子については２個以上離間したＨＢＴと接続
するように構成することなども可能である。
【００３３】多数のＨＢＴを並列接続したパワーＨＢＴ
増幅器では、中心部が周辺部より温度上昇しやすいた
め、中心部の温度モニタ素子から周辺部のＨＢＴヘバイ
アスし、周辺部の温度モニタ素子から中心部にあるＨＢ
Ｔヘバイアスする接続も有効である。
増幅器では、中心部が周辺部より温度上昇しやすいた
め、中心部の温度モニタ素子から周辺部のＨＢＴヘバイ
アスし、周辺部の温度モニタ素子から中心部にあるＨＢ
Ｔヘバイアスする接続も有効である。
【００３４】変形例２のパワーＨＢＴ増幅器によれば、
比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑止
し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図ることができ
る。この場合、温度モニタ素子の出力端子の接続部位を
上記のように工夫することにより、熱暴走の抑止を更に
効率良く確実に行うことが可能となる。
比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑止
し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図ることができ
る。この場合、温度モニタ素子の出力端子の接続部位を
上記のように工夫することにより、熱暴走の抑止を更に
効率良く確実に行うことが可能となる。
【００３５】（第２の実施形態）本実施形態のパワーＨ
ＢＴ増幅器は、第１の実施形態のそれとほぼ同様の構成
を有するが、概ね温度モニタ素子の構成が異なる点で相
違する。なお、第１の実施形態と同一の構成部材等につ
いては同符号を記して説明を省略する。
ＢＴ増幅器は、第１の実施形態のそれとほぼ同様の構成
を有するが、概ね温度モニタ素子の構成が異なる点で相
違する。なお、第１の実施形態と同一の構成部材等につ
いては同符号を記して説明を省略する。
【００３６】図６は、本実施形態のパワーＨＢＴ増幅器
の回路構成図である。ここでは、各温度モニタ素子２１
がバイポーラトランジスタ、具体的にはＨＢＴとして構
成され、ＨＢＴ１〜４の各々の近傍に１個ずつ配されて
おり、更に２本のバイアス線２２，２３が設けられてい
る。
の回路構成図である。ここでは、各温度モニタ素子２１
がバイポーラトランジスタ、具体的にはＨＢＴとして構
成され、ＨＢＴ１〜４の各々の近傍に１個ずつ配されて
おり、更に２本のバイアス線２２，２３が設けられてい
る。
【００３７】各温度モニタ素子２１は、そのベース電極
がバイアス線２２に、コレクタ電極がバイアス線２３に
接続され、エミッタ電極が当該温度モニタ素子２１の近
傍に存するＨＢＴと隣接するＨＢＴ（例えば、ＨＢＴ２
の近傍の温度モニタ素子２１については隣接するＨＢＴ
３）のべース電極と接続され、ＨＢＴ１〜４と各々の近
傍の各温度モニタ素子２１とが熱的に結合している。
がバイアス線２２に、コレクタ電極がバイアス線２３に
接続され、エミッタ電極が当該温度モニタ素子２１の近
傍に存するＨＢＴと隣接するＨＢＴ（例えば、ＨＢＴ２
の近傍の温度モニタ素子２１については隣接するＨＢＴ
３）のべース電極と接続され、ＨＢＴ１〜４と各々の近
傍の各温度モニタ素子２１とが熱的に結合している。
【００３８】バイアス線２２，２３は、各々の一端がバ
イアス端子Ｔbとされ、バイアス線２２については当該
バイアス端子ＴbとＨＢＴ１の近傍に存する温度モニタ
素子２１のベース電極の接続部との間に、バイアス線２
３については当該バイアス端子ＴbとＨＢＴ１の近傍に
存する温度モニタ素子２１のコレクタ電極の接続部との
間に、それぞれバラスト抵抗７及び安定化キャパシタ８
がこの順に接続されている。
イアス端子Ｔbとされ、バイアス線２２については当該
バイアス端子ＴbとＨＢＴ１の近傍に存する温度モニタ
素子２１のベース電極の接続部との間に、バイアス線２
３については当該バイアス端子ＴbとＨＢＴ１の近傍に
存する温度モニタ素子２１のコレクタ電極の接続部との
間に、それぞれバラスト抵抗７及び安定化キャパシタ８
がこの順に接続されている。
【００３９】本実施形態のパワーＨＢＴ増幅器によれ
ば、比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑
止し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図ることがで
きる。
ば、比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑
止し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図ることがで
きる。
【００４０】−変形例− ここで、本実施形態のパワーＨＢＴ増幅器の変形例につ
いて説明する。なお、本実施形態と同一の構成部材等に
ついては同符号を記して説明を省略する。このパワーＨ
ＢＴ増幅器は、本実施形態のそれとほぼ同様の構成を有
するが、概ねバイアス線が１本である点で相違する。
いて説明する。なお、本実施形態と同一の構成部材等に
ついては同符号を記して説明を省略する。このパワーＨ
ＢＴ増幅器は、本実施形態のそれとほぼ同様の構成を有
するが、概ねバイアス線が１本である点で相違する。
【００４１】図７は、変形例のパワーＨＢＴ増幅器の回
路構成図である。ここでは、１本のバイアス線３１が配
されており、各温度モニタ素子２１のベース電極が接続
されている。他方、各温度モニタ素子２１のコレクタ電
極は、当該各温度モニタ素子２１の近傍に存するＨＢＴ
のコレクタ電極と抵抗３２を介して接続されている。
路構成図である。ここでは、１本のバイアス線３１が配
されており、各温度モニタ素子２１のベース電極が接続
されている。他方、各温度モニタ素子２１のコレクタ電
極は、当該各温度モニタ素子２１の近傍に存するＨＢＴ
のコレクタ電極と抵抗３２を介して接続されている。
【００４２】本実施形態のパワーＨＢＴ増幅器によれ
ば、比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑
止し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図ることがで
きる。更に、１本のバイアス線が１本のみで足りるた
め、構成を簡略化することが可能となる。
ば、比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率的に抑
止し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図ることがで
きる。更に、１本のバイアス線が１本のみで足りるた
め、構成を簡略化することが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、多数のバイポーラトラ
ンジスタ、特にＨＢＴを並列に接続してなる半導体回路
において、比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率
的に抑止し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図るこ
とが可能となる。
ンジスタ、特にＨＢＴを並列に接続してなる半導体回路
において、比較的簡易な回路構成で熱暴走の発生を効率
的に抑止し、出力電力特性及び歪み特性の向上を図るこ
とが可能となる。
【図１】第１の実施形態のパワーＨＢＴ増幅器を示す回
路構成図である。
路構成図である。
【図２】第１の実施形態のパワーＨＢＴ増幅器のレイア
ウト構成を模式的に示す平面図である。
ウト構成を模式的に示す平面図である。
【図３】温度モニタ素子の電流電圧特性の温度依存を示
す特性図である。
す特性図である。
【図４】第１の実施形態におけるパワーＨＢＴ増幅器の
変形例１を示す回路構成図である。
変形例１を示す回路構成図である。
【図５】第１の実施形態におけるパワーＨＢＴ増幅器の
変形例２を示す回路構成図である。
変形例２を示す回路構成図である。
【図６】第２の実施形態のパワーＨＢＴ増幅器を示す回
路構成図である。
路構成図である。
【図７】第２の実施形態におけるパワーＨＢＴ増幅器の
変形例を示す回路構成図である。
変形例を示す回路構成図である。
【図８】従来のパワーＨＢＴ増幅器の一例を示す回路構
成図である。
成図である。
１〜４ ヘテロ接合型バイポーラトランジスタ（ＨＢ
Ｔ） ５，１１，２１ 温度モニタ素子 ６，２２，２３，３１ バイアス線 ７ バラスト抵抗 ８ 安定化キャパシタ Ｃ１〜５ キャパシタ Ｌ１〜３ インダクタンスコイル Ｔin 入力端子 Ｔout 出力端子
Ｔ） ５，１１，２１ 温度モニタ素子 ６，２２，２３，３１ バイアス線 ７ バラスト抵抗 ８ 安定化キャパシタ Ｃ１〜５ キャパシタ Ｌ１〜３ インダクタンスコイル Ｔin 入力端子 Ｔout 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｆ 1/52 Ｈ０１Ｌ 29/72 3/68 Ｆターム(参考） 5F003 AP08 AZ08 BA22 BF06 BH01 BJ12 BJ20 BJ90 BJ93 BM01 BM02 BM03 5F082 AA04 AA19 BA48 BC03 BC13 BC14 BC15 CA01 CA02 CA03 FA11 FA16 FA20 5J069 AA01 AA21 CA02 CA21 HA06 HA25 HA29 HA43 QA03 TA01 5J090 AA01 AA21 CA02 CA21 FA16 HA06 HA25 HA29 HA43 HN20 MA19 QA03 TA01 5J091 AA01 AA21 CA02 CA21 FA16 HA06 HA25 HA29 HA43 MA19 QA03 TA01
Claims (8)
- 【請求項１】 複数のバイポーラトランジスタが並列接
続された半導体回路であって、 前記各バイポーラトランジスタの近傍にこれと熱的に結
合するように、温度上昇に応じて電流供給能力が増加す
る性質を有する温度モニタ素子を設け、 前記各温度モニタ素子の出力端子は、その近傍に存する
前記バイポーラトランジスタとは別の前記バイポーラト
ランジスタのべース電極又はべース電極と接続されるバ
イアス回路と接続されていることを特徴とする半導体回
路。 - 【請求項２】 バイアス線が配されており、前記バイア
ス線には前記各温度モニタ素子が入力端子で接続される
とともに、前記バイアス線の一端にはバラスト抵抗が接
続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体
回路。 - 【請求項３】 前記バイアス線の前記バラスト抵抗と前
記温度モニタ素子との間にキャパシタが接地接続されて
いることを特徴とする請求項２に記載の半導体回路。 - 【請求項４】 前記各温度モニタ素子の出力端子は、そ
の近傍に存する前記バイポーラトランジスタと隣接する
前記バイポーラトランジスタのべース電極又はべース電
極と接続されるバイアス回路と接続されていることを特
徴とする請求項１に記載の半導体回路。 - 【請求項５】 前記各温度モニタ素子の出力端子は、そ
の近傍に存する前記バイポーラトランジスタと少なくと
も１つ以上離間した前記バイポーラトランジスタのべー
ス電極と接続されていることを特徴とする請求項１に記
載の半導体回路。 - 【請求項６】 前記各温度モニタ素子は、ダイオード又
はバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求
項１に記載の半導体回路。 - 【請求項７】 前記バイポーラトランジスタは、ヘテロ
接合型のものであることを特徴とする請求項１に記載の
半導体回路。 - 【請求項８】 前記ヘテロ接合型の前記バイポーラトラ
ンジスタは、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ／
ＩｎＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＳｂ，Ｉｎ
ＧａＰ／ＧａＡｓ，ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧ
ａＰ／ＩｎＧａＡｓＳｂ，ＡｌＩｎＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓ，Ｓｉ／ＳｉＧｅ、Ｓｉ／ＳｉＧｅＣ、及びＡｌＧａ
Ｎ／ＧａＮから選ばれた１種からなるものであることを
特徴とする請求項７に記載の半導体回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000143550A JP2001326540A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 半導体回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000143550A JP2001326540A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 半導体回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001326540A true JP2001326540A (ja) | 2001-11-22 |
Family
ID=18650354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000143550A Withdrawn JP2001326540A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 半導体回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001326540A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005184707A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Nec Corp | トランジスタ増幅器 |
| JP2006061630A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Glory Ltd | 指紋検出装置および指紋検出装置の製造方法 |
| JP2007201445A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-08-09 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JP2011160297A (ja) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Toshiba Corp | 電力増幅装置 |
| JP2013138303A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体集積回路及び電力増幅器 |
| US9806674B2 (en) | 2015-12-14 | 2017-10-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power amplifier circuit |
-
2000
- 2000-05-16 JP JP2000143550A patent/JP2001326540A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005184707A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Nec Corp | トランジスタ増幅器 |
| JP2006061630A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Glory Ltd | 指紋検出装置および指紋検出装置の製造方法 |
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| JP2011160297A (ja) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Toshiba Corp | 電力増幅装置 |
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| US9806674B2 (en) | 2015-12-14 | 2017-10-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power amplifier circuit |
| US10128797B2 (en) | 2015-12-14 | 2018-11-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power amplifier circuit |
| US10476439B2 (en) | 2015-12-14 | 2019-11-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power amplifier circuit |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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