JP2002280878A - 電子回路ユニット - Google Patents

電子回路ユニット

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要とされる回路構成を簡略化し、小型軽量
化に好適な電子回路ユニットを提供すること。 【解決手段】 基板10の同一平面上に渦巻き形状の第
1および第2のインダクタ2,3を薄膜形成し、これら
第1および第2のインダクタ2,3を同心円状に配置し
て電磁的に結合させ、第1のインダクタ2の両入力端に
増幅トランジスタ1のコレクタとコレクタ電圧端子6を
接続する。そして、増幅トランジスタ1のベースに発振
信号を不平衡で入力し、この増幅トランジスタ1のコレ
クタに出力される発振信号を第1のインダクタ2に伝送
して第2のインダクタ3に同調結合した後、第2のイン
ダクタ3の両端の出力端子8,9から発振信号を平衡で
出力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波デバイスと
して使用される電子回路ユニットに係り、特に、入力さ
れた不平衡信号を平衡信号で出力する回路構成を備えた
電子回路ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話等の無線通信機器の分野
においては、機器の小型軽量化に伴って高周波回路部を
IC化する傾向にあるが、一般的にICの内部回路は平
衡回路で構成されるため、IC化された回路には平衡信
号を入力する必要がある。例えば、送受信に使用される
電圧制御発振器の回路部品を基板上に実装した電子回路
ユニットにおいて、電圧制御発振器は内部の発振部から
出力された発振信号を不平衡で出力するものが主流であ
り、この電圧制御発振器に接続される後段の混合器等が
IC化された平衡回路である場合、発振部から出力され
た不平衡の発振信号を不平衡−平衡変換器で平衡の発振
信号に変換し、この平衡信号を後段の回路に入力してい
る。
【0003】図5はかかる電圧制御発振器の従来例を示
す回路図である。同図において、符号20は増幅トラン
ジスタであり、この増幅トランジスタ20のベースは直
流阻止コンデンサ21を介して図示せぬ発振部に接続さ
れている。発振部は発振信号を不平衡で出力し、この発
振信号は直流阻止コンデンサ21を介して増幅トランジ
スタ20のベースに入力される。増幅トランジスタ20
のエミッタはバイパスコンデンサ22を介して接地さ
れ、増幅トランジスタ20のコレクタはバイパスコンデ
ンサ23を介して接地されている。また、増幅トランジ
スタ20のコレクタには、同調回路を構成するインダク
タンス素子24とコンデンサ25を介してコレクタ電圧
端子26から電圧が供給され、さらに、直流阻止コンデ
ンサ27を介して不平衡−平衡変換回路が接続されてい
る。この不平衡−平衡変換回路は、発振信号の位相を9
0°遅らせるためのローパス型の移相回路となるインダ
クタンス素子28およびコンデンサ29と、発振信号の
位相を90°進ませるためのハイパス型の移相回路とな
るコンデンサ30およびインダクタンス素子31を有し
ている。
【0004】以上のような回路構成において、増幅トラ
ンジスタ29のベースに入力された不平衡の発振信号
は、増幅トランジスタ29によって増幅され、増幅トラ
ンジスタ29のコレクタに出力される。次に、増幅トラ
ンジスタ29のコレクタに出力された発振信号は、イン
ダクタンス素子24とコンデンサ25で構成される同調
回路を経て不平衡−平衡変換回路に入力される。そし
て、インダクタンス素子28とコンデンサ29で構成さ
れる移相回路により、位相が90°遅れた発振信号が出
力端子32から出力され、コンデンサ30とインダクタ
ンス素子31で構成される移相回路により、位相が90
°進んだ発振信号が出力端子33から出力される。した
がって、出力端子32と出力端子33を出力端とする上
記電圧制御発振器は、その後段に接続された回路に発振
信号を平衡で出力する平衡型回路となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の電子回路ユニットでは、同調回路を構成するインダ
クタンス素子33とコンデンサ25や、不平衡−平衡変
換回路を構成するインダクタンス素子28,31および
コンデンサ29,30等の多くの回路部品が必要であ
り、これらの回路部品を基板上に実装して電子回路ユニ
ットを構成しているため、電子回路ユニットの小型軽量
化が妨げられるという問題があった。
【0006】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、必要とされる回路構
成を簡略化し、小型軽量化に好適な電子回路ユニットを
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電子回路ユニットでは、基板の同一平面
上に第1のインダクタと第2のインダクタをそれぞれ渦
巻き形状に薄膜形成すると共に、これら第1および第2
のインダクタを同心円状に配置して電磁的に結合させ、
不平衡信号が入力される増幅用トランジスタのコレクタ
に前記第1のインダクタを介して電源を供給し、前記第
2のインダクタの両端から平衡信号を出力するように構
成した。
【0008】このように構成された電子回路ユニットで
は、基板上に薄膜形成した渦巻き形状の第1および第2
のインダクタを同心円状に配置して電磁結合させたた
め、これら第1および第2のインダクタにコレクタ出力
の同調回路部と不平衡−平衡変換回路部の機能を持たせ
ることができ、それ故、回路構成が著しく簡略化されて
電子回路ユニットの小型軽量化を実現することができ
る。
【0009】上記の構成において、第1および第2のイ
ンダクタの中心部から外部に向けて引き出し部を導出
し、これら引き出し部と第1および第2のインダクタと
の間に絶縁体層を介設することが好ましく、このように
すると、両インダクタと引き出し部および絶縁体層を全
て薄膜技術によって高精度に形成することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、実施形態例について図面を
参照して説明すると、図1は電圧制御発振器の回路図、
図2は該電圧制御発振器に備えられる不平衡−平衡変換
回路部の説明図、図3は該不平衡−平衡変換回路部の要
部断面図、図4は該不平衡−平衡変換回路部の等価回路
図である。
【0011】本実施形態例に係る電子回路ユニットは電
圧制御発振器への適用例であり、図1に示すように、こ
の電圧制御発振器は増幅トランジスタ1と第1および第
2のインダクタ2,3等を備えている。増幅トランジス
タ1のベースは直流阻止コンデンサ4を介して図示せぬ
発振部に接続されており、この発振部から不平衡で出力
された発振信号が直流阻止コンデンサ4を介して増幅ト
ランジスタ1のベースに入力される。増幅トランジスタ
1のエミッタはバイパスコンデンサ5を介して接地さ
れ、増幅トランジスタ1のコレクタは角形渦巻き状の第
1のインダクタ2の一端に接続されている。この第1の
インダクタ2の他端はコレクタ電圧端子6に接続され、
コレクタ電圧端子6はバイパスコンデンサ7を介して接
地されている。第2のインダクタ3も角形渦巻き状に形
成されており、これら第1および第2のインダクタ2,
3は同心円状配置で電磁的に結合されている。後述する
ように、第1および第2のインダクタ2,3は同調部を
有する不平衡−平衡変換回路部として機能し、増幅トラ
ンジスタ1のベースに不平衡で入力された発振信号は、
第1および第2のインダクタ2,3で同調結合された
後、第2のインダクタ3の両端の出力端子8,9から平
衡で出力される。
【0012】図2と図3に示すように、第1および第2
のインダクタ2,3は、アルミナ等からなる基板10上
に蒸着やスパッタ等のフォトリソ技術を用いて薄膜形成
されている。なお、図1に示す回路素子のうち、第1お
よび第2のインダクタ2,3以外のコンデンサや抵抗お
よび配線パターンも基板10上に薄膜形成され、増幅ト
ランジスタ1はベアチップをワイヤーボンディングする
ことによって基板10上に実装されている。第1のイン
ダクタ2と第2のインダクタ3は基板10の同一平面上
で所定間隔d(5±0.25μm)を保って同心円状に
電磁結合されており、それぞれの幅寸法は30±0.0
25μmで、長さ寸法は発振部から出力される発振信号
の波長の約1/2に設定されている。また、第1および
第2のインダクタ2,3はそれぞれ引き出し部2a,3
aを有し、図3に示すように、一方の引き出し部2aは
第1のインダクタ2に中心部で接続され、第1および第
2のインダクタ2,3に被着された絶縁体層11上を通
って中心部から外部へ導出されている。他方の引き出し
部3aも同様に構成されており、この引き出し部3aは
第2のインダクタ3に中心部で接続され、第1および第
2のインダクタ2,3に被着された絶縁体層11上を通
って中心部から外部へ導出されている。
【0013】このように構成された電圧制御発振器にお
いて、図示せぬ発振部から発振信号が不平衡で出力され
ると、この発振信号は直流阻止コンデンサ4を介して増
幅トランジスタ1のベースに入力され、増幅トランジス
タ1により増幅されてコレクタに出力される。次に、増
幅トランジスタ1のコレクタに出力された発振信号は第
1のインダクタ2に伝送され、第1のインダクタ2に電
磁結合されている第2のインダクタ3で同調結合された
後、第2のインダクタ3の両端の出力端子8,9に出力
される。ここで、第1のインダクタ2と第2のインダク
タ3の結合は等価的に見ると図4のような回路となり、
それぞれ両端間にキャパシタ成分を持つ第1のインダク
タ2と第2のインダクタ3とが電磁的に結合されたもの
となっている。つまり、キャパシタ成分を持つ第1のイ
ンダクタ2の両入力端に増幅トランジスタ1のコレクタ
とコレクタ電圧端子6が接続され、キャパシタ成分を持
つ第2のインダクタ3の両出力端が出力端子8,9とな
っているため、増幅トランジスタ1のコレクタに出力さ
れた発振信号は、第1および第2のインダクタ2,3間
で同調結合された後、位相が180°異なって第2のイ
ンダクタ3の両端の出力端子8,9に出力される。した
がって、両出力端子8,9を出力端とするこの電圧制御
発振器は、その後段に接続された混合器等の回路に発振
信号を平衡で出力する平衡型となっている。
【0014】上記実施形態例に係る電子回路ユニットに
おいては、基板10の同一平面上に薄膜形成した渦巻き
形状の第1および第2のインダクタ2,3が同心円状に
配置されて電磁結合しているため、これら第1および第
2のインダクタ2,3にコレクタ出力の同調回路部と不
平衡−平衡変換回路部の機能を持たせることができ、そ
れ故、電圧制御発振器の回路構成が著しく簡略化され、
電子回路ユニットの小型軽量化を実現することができ
る。また、第1および第2のインダクタ2,3の中心部
から外部に向けて引き出し部2a,3aを導出し、これ
ら引き出し部2a,3aと第1および第2のインダクタ
2,3との間に絶縁体層11を介設したため、基板10
にスルーホールを形成する必要がなくなり、引き出し部
2a,3aを含む両インダクタ2,3や絶縁体層11を
全て薄膜技術によって高精度に形成することができる。
【0015】なお、本発明の電子回路ユニットは、上記
実施形態例以外にも種々の変形例を採用することが可能
であり、例えば、上記実施形態例で説明した電圧制御発
振器と同様の回路構成を有する他の高周波デバイスに適
用できるのはいうまでもない。また、第1および第2の
インダクタ2,3を角形の渦巻き形状にする代わりに円
形の渦巻き形状にしてもよく、あるいは、第1および第
2のインダクタ2,3と絶縁体層11および引き出し部
2a,3aの積層順を変更し、基板10上に引き出し部
2a,3aを薄膜形成した後、これら引き出し部2a,
3aの上に絶縁体層11と渦巻き形状の第1および第2
のインダクタ2,3を順次薄膜形成してもよい。
【0016】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0017】基板の同一平面上に第1のインダクタと第
2のインダクタとをそれぞれ渦巻き形状に薄膜形成する
と共に、これら第1および第2のインダクタを同心円状
に配置して電磁的に結合させ、不平衡信号が入力される
増幅用トランジスタのコレクタに前記第1のインダクタ
を介して電源を供給し、第2のインダクタの両端から平
衡信号を出力するようしたので、第1および第2のイン
ダクタにコレクタ出力の同調回路部と不平衡−平衡変換
回路部の機能を持たせることができ、それ故、回路構成
が著しく簡略化されて電子回路ユニットの小型軽量化を
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例入力係る電圧制御発振器の回路図で
ある。
【図2】該電圧制御発振器に備えられる不平衡−平衡変
換回路部の説明図である。
【図3】該不平衡−平衡変換回路部の要部断面図であ
る。
【図4】該不平衡−平衡変換回路部の等価回路図であ
る。
【図5】従来の電圧制御発振器の回路図である。
【符号の説明】
1 増幅トランジスタ 2 第1のインダクタ 2a 引き出し部 3 第2のインダクタ 3a 引き出し部 6 コレクタ電圧端子 8,9 出力端子 10 基板 11 絶縁体層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の同一平面上に第1のインダクタと
    第2のインダクタをそれぞれ渦巻き形状に薄膜形成する
    と共に、これら第1および第2のインダクタを同心円状
    に配置して電磁的に結合させ、不平衡信号が入力される
    増幅用トランジスタのコレクタに前記第1のインダクタ
    を介して電源を供給し、前記第2のインダクタの両端か
    ら平衡信号を出力することを特徴とする電子回路ユニッ
    ト。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、前記第1およ
    び第2のインダクタの中心部から外部に向けて引き出し
    部を導出し、これら引き出し部と前記第1および第2の
    インダクタとの間に絶縁体層を介設したことを特徴とす
    る電子回路ユニット。
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