JP2003110381A - 半導体装置 - Google Patents
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
- H03F1/306—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in junction-FET amplifiers
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
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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
- H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
- H03F3/602—Combinations of several amplifiers
- H03F3/604—Combinations of several amplifiers using FET's
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力増幅器を備えた半導体装置を小型化す
る。 【解決手段】 半導体チップ上に３つ以上のＭＥＳＦＥ
Ｔ２を並べて形成し、そのＭＥＳＦＥＴ２が並んでいる
領域と同程度の幅の伝送線路１をＭＥＳＦＥＴ２の列と
並べて形成して、ＭＥＳＦＥＴ２と伝送線路１が、伝送
線路１の一端を構成する辺上で接続されるようにする。
さらに調整回路３を伝送線路１に並列接続して、伝送線
路１と調整回路３とにより整合をとりながら出力を合成
する。
る。 【解決手段】 半導体チップ上に３つ以上のＭＥＳＦＥ
Ｔ２を並べて形成し、そのＭＥＳＦＥＴ２が並んでいる
領域と同程度の幅の伝送線路１をＭＥＳＦＥＴ２の列と
並べて形成して、ＭＥＳＦＥＴ２と伝送線路１が、伝送
線路１の一端を構成する辺上で接続されるようにする。
さらに調整回路３を伝送線路１に並列接続して、伝送線
路１と調整回路３とにより整合をとりながら出力を合成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーアンプＭＭ
ＩＣ（Microwave Monolithic Integrated Circuit）な
ど、高周波信号向けの電力増幅器に関する。詳しくは、
半導体チップ上に形成される電力合成回路に関する。
ＩＣ（Microwave Monolithic Integrated Circuit）な
ど、高周波信号向けの電力増幅器に関する。詳しくは、
半導体チップ上に形成される電力合成回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高周波信号向けの電力増幅器の高
出力化が進んでいる。２０〜４０ＧＨｚの帯域で動作す
るＭＭＩＣの中には、出力レベルが１Ｗを超えるものも
ある。このような高出力高周波電力増幅器では、並列接
続される能動素子の数は、最終出力段で４個以上とな
る。図９は、従来の電力増幅器の出力合成部分を示す図
であり、４つの能動素子２を伝送線路により接続して、
出力を合成している。この図に示すように、能動素子の
出力を合成する手法としては、能動素子を伝送線路によ
りトーナメント方式で接続するタイプが主流である。
出力化が進んでいる。２０〜４０ＧＨｚの帯域で動作す
るＭＭＩＣの中には、出力レベルが１Ｗを超えるものも
ある。このような高出力高周波電力増幅器では、並列接
続される能動素子の数は、最終出力段で４個以上とな
る。図９は、従来の電力増幅器の出力合成部分を示す図
であり、４つの能動素子２を伝送線路により接続して、
出力を合成している。この図に示すように、能動素子の
出力を合成する手法としては、能動素子を伝送線路によ
りトーナメント方式で接続するタイプが主流である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】マイクロ波／ミリ波帯
の通信機器などに用いられるＭＭＩＣの場合、チップサ
イズを小さくして、コストを抑えることは重要である。
しかし、図９に示すようなトーナメント方式の接続で
は、回路を小型化することは難しい。また、図９では図
示を省略したが、実際の回路では各能動素子２にバイア
スを印加する必要がある。通常、バイアス回路は、信号
周波数をλとするとλ／４の長さのショートスタブとす
ることが知られている。このため、バイアスを１つの外
部端子から印加できるように配線を共通化しようとする
と、回路面積が増加する上に、配線が複雑になる。特
に、多段増幅器の段間回路の場合には、前段の電力合
成、バイアスの共通化回路のほかに、次段への入力分配
回路も必要となる。このため、回路はさらに複雑にな
り、回路面積も大きくならざるを得なかった。
の通信機器などに用いられるＭＭＩＣの場合、チップサ
イズを小さくして、コストを抑えることは重要である。
しかし、図９に示すようなトーナメント方式の接続で
は、回路を小型化することは難しい。また、図９では図
示を省略したが、実際の回路では各能動素子２にバイア
スを印加する必要がある。通常、バイアス回路は、信号
周波数をλとするとλ／４の長さのショートスタブとす
ることが知られている。このため、バイアスを１つの外
部端子から印加できるように配線を共通化しようとする
と、回路面積が増加する上に、配線が複雑になる。特
に、多段増幅器の段間回路の場合には、前段の電力合
成、バイアスの共通化回路のほかに、次段への入力分配
回路も必要となる。このため、回路はさらに複雑にな
り、回路面積も大きくならざるを得なかった。
【０００４】本発明は、このような問題を解決するため
に、小型で、かつ回路構成がシンプルな電力増幅器を提
供する。
に、小型で、かつ回路構成がシンプルな電力増幅器を提
供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
能動素子により電力を増幅する３以上の増幅回路と、そ
の増幅回路の出力を合成する合成回路とを備えた半導体
装置であって、合成回路は、一体の分布定数線路と、そ
の分布定数線路に並列に接続された複数の調整回路とか
らなり、各増幅回路は、分布定数線路の一端を構成する
辺上で分布定数線路に接続されていることを特徴とす
る。
能動素子により電力を増幅する３以上の増幅回路と、そ
の増幅回路の出力を合成する合成回路とを備えた半導体
装置であって、合成回路は、一体の分布定数線路と、そ
の分布定数線路に並列に接続された複数の調整回路とか
らなり、各増幅回路は、分布定数線路の一端を構成する
辺上で分布定数線路に接続されていることを特徴とす
る。
【０００６】各増幅回路は前記能動素子のみにより構成
されることが好ましい。調整回路はショートスタブとす
ることが好ましい。能動素子がＭＥＳＦＥＴ（MEtal-Se
miconductor Field Effect Transistor）やＨＥＭＴ（H
igh Electron Mobility Transistor）である場合には、
ＭＥＳＦＥＴやＨＥＭＴのゲート幅は、そのＭＥＳＦＥ
ＴやＨＥＭＴが分布定数線路に接続されている辺上の接
続点から、分布定数線路の側辺までの距離に基づいて決
定された幅とすることが好ましい。
されることが好ましい。調整回路はショートスタブとす
ることが好ましい。能動素子がＭＥＳＦＥＴ（MEtal-Se
miconductor Field Effect Transistor）やＨＥＭＴ（H
igh Electron Mobility Transistor）である場合には、
ＭＥＳＦＥＴやＨＥＭＴのゲート幅は、そのＭＥＳＦＥ
ＴやＨＥＭＴが分布定数線路に接続されている辺上の接
続点から、分布定数線路の側辺までの距離に基づいて決
定された幅とすることが好ましい。
【０００７】また、本発明の半導体装置は、上記合成回
路と増幅回路からなる電力増幅器を複数組み合わせたも
のであってもよい。例えば２つの電力増幅器を並列接続
する構成や直列接続する構成、あるいは３つ以上の電力
増幅器を直列・並列に接続する構成などが考えられる。
路と増幅回路からなる電力増幅器を複数組み合わせたも
のであってもよい。例えば２つの電力増幅器を並列接続
する構成や直列接続する構成、あるいは３つ以上の電力
増幅器を直列・並列に接続する構成などが考えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
一実施の形態における半導体装置の回路構成を示す図で
ある。この回路は、複数の並列に配置されたＭＥＳＦＥ
Ｔ２と、そのＭＥＳＦＥＴ２が配置されている領域の幅
と同程度の幅を有する一体の幅広い伝送線路１と（但
し、図の縦方向が幅、横方向が長さである）、その伝送
線路に並列接続された調整回路３とにより構成されてい
る。ＭＥＳＦＥＴ２と伝送線路１は、図に示すように、
伝送線路の一端を構成する辺上で接続されている。一般
に、１００μｍ厚のガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板上に
形成される５０Ωの標準的な伝送線路の幅は約７０μｍ
であるが、伝送線路１の幅は、数百μｍ〜千数百μｍで
ある。例えば標準的なサイズのＭＥＳＦＥＴ２を４個並
べて配置した場合、伝送線路１の幅は約８００μｍとな
る。
一実施の形態における半導体装置の回路構成を示す図で
ある。この回路は、複数の並列に配置されたＭＥＳＦＥ
Ｔ２と、そのＭＥＳＦＥＴ２が配置されている領域の幅
と同程度の幅を有する一体の幅広い伝送線路１と（但
し、図の縦方向が幅、横方向が長さである）、その伝送
線路に並列接続された調整回路３とにより構成されてい
る。ＭＥＳＦＥＴ２と伝送線路１は、図に示すように、
伝送線路の一端を構成する辺上で接続されている。一般
に、１００μｍ厚のガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板上に
形成される５０Ωの標準的な伝送線路の幅は約７０μｍ
であるが、伝送線路１の幅は、数百μｍ〜千数百μｍで
ある。例えば標準的なサイズのＭＥＳＦＥＴ２を４個並
べて配置した場合、伝送線路１の幅は約８００μｍとな
る。
【０００９】上記構成では、ＭＥＳＦＥＴ２が増幅回路
として機能し、伝送線路１と調整回路３とが合成回路と
して機能する。増幅回路は、ＭＥＳＦＥＴ２とそれに直
列に接続する周辺回路により構成してもよいが、回路面
積の縮小という点からはＭＥＳＦＥＴ２のみとすること
が好ましい。伝送線路１は、その一端において各ＭＥＳ
ＦＥＴ２と接続されることによってＭＥＳＦＥＴ２の出
力を合成するとともに、自らの持つインピーダンスと調
整回路３のインピーダンスとによって、ＭＥＳＦＥＴの
出力の整合をとる役割を果たす。
として機能し、伝送線路１と調整回路３とが合成回路と
して機能する。増幅回路は、ＭＥＳＦＥＴ２とそれに直
列に接続する周辺回路により構成してもよいが、回路面
積の縮小という点からはＭＥＳＦＥＴ２のみとすること
が好ましい。伝送線路１は、その一端において各ＭＥＳ
ＦＥＴ２と接続されることによってＭＥＳＦＥＴ２の出
力を合成するとともに、自らの持つインピーダンスと調
整回路３のインピーダンスとによって、ＭＥＳＦＥＴの
出力の整合をとる役割を果たす。
【００１０】従来のトーナメント方式の接続では、すべ
てのＭＥＳＦＥＴは出力側において同じ幅の伝送線路に
同じように接続されており、これにより、全ＭＥＳＦＥ
Ｔから均一に電力を引き出していた。しかし、図１に示
す構成では、ＭＥＳＦＥＴの出力側の接続状態は、ＭＥ
ＳＦＥＴごとに異なる。特に伝送線路１の側辺付近に接
続されたＭＥＳＦＥＴ２と、伝送線路１の中央部付近に
接続されたＭＥＳＦＥＴ２とでは、接続状態は同じとは
いえない。一般に、電子回路においてこのような不均一
を緩和するためには、並列回路を設ければよいことが経
験的に知られている。調整回路３は、このような理由に
より設けられた回路であり、したがって、調整回路３の
詳細な構成は、シミュレーションを行うなどして、各Ｍ
ＥＳＦＥＴの出力を十分に引き出せるような容量、イン
ダクタ、抵抗を決定すればよい。
てのＭＥＳＦＥＴは出力側において同じ幅の伝送線路に
同じように接続されており、これにより、全ＭＥＳＦＥ
Ｔから均一に電力を引き出していた。しかし、図１に示
す構成では、ＭＥＳＦＥＴの出力側の接続状態は、ＭＥ
ＳＦＥＴごとに異なる。特に伝送線路１の側辺付近に接
続されたＭＥＳＦＥＴ２と、伝送線路１の中央部付近に
接続されたＭＥＳＦＥＴ２とでは、接続状態は同じとは
いえない。一般に、電子回路においてこのような不均一
を緩和するためには、並列回路を設ければよいことが経
験的に知られている。調整回路３は、このような理由に
より設けられた回路であり、したがって、調整回路３の
詳細な構成は、シミュレーションを行うなどして、各Ｍ
ＥＳＦＥＴの出力を十分に引き出せるような容量、イン
ダクタ、抵抗を決定すればよい。
【００１１】なお、本実施の形態では、調整回路３は、
上記不均一を緩和するための回路であると同時に、バイ
アス回路としての役割も兼ね備えているため、ＧＮＤ接
地されている。しかし、これは調整回路３が接地されて
いなければならないことを意味するものではなく、調整
回路３が例えばオープンスタブの場合も考えられる。但
し、調整回路３をバイアス回路兼用とすることにより、
回路を構成する要素数を減らすことができるため、回路
面積の縮減という点からは図１のような構成とすること
が好ましい。また、本実施の形態では、能動素子をＭＥ
ＳＦＥＴとしているが、ＨＥＭＴなどでもよい。
上記不均一を緩和するための回路であると同時に、バイ
アス回路としての役割も兼ね備えているため、ＧＮＤ接
地されている。しかし、これは調整回路３が接地されて
いなければならないことを意味するものではなく、調整
回路３が例えばオープンスタブの場合も考えられる。但
し、調整回路３をバイアス回路兼用とすることにより、
回路を構成する要素数を減らすことができるため、回路
面積の縮減という点からは図１のような構成とすること
が好ましい。また、本実施の形態では、能動素子をＭＥ
ＳＦＥＴとしているが、ＨＥＭＴなどでもよい。
【００１２】この回路は、前述のように、ＭＥＳＦＥＴ
２が幅の広い伝送線路１の一端に並列に接続されており
構造がシンプルである。また、従来のように複数の分布
定数線路を組み合わせるのではなく、一体の伝送線路に
より合成を行っているので、回路面積が小さい。また、
ＭＥＳＦＥＴの出力側は伝送線路１によって直接つなが
るため、これが共通配線となり、複雑なバイアス回路を
備える必要もなくなる。合成回路をこのような構造とす
ることにより、全体の回路面積を抑えることができ、小
型の半導体チップを提供することが可能となる。
２が幅の広い伝送線路１の一端に並列に接続されており
構造がシンプルである。また、従来のように複数の分布
定数線路を組み合わせるのではなく、一体の伝送線路に
より合成を行っているので、回路面積が小さい。また、
ＭＥＳＦＥＴの出力側は伝送線路１によって直接つなが
るため、これが共通配線となり、複雑なバイアス回路を
備える必要もなくなる。合成回路をこのような構造とす
ることにより、全体の回路面積を抑えることができ、小
型の半導体チップを提供することが可能となる。
【００１３】また、本実施の形態の回路構成は、回路全
体の周波数特性の変更が容易であるという利点を有す
る。上記回路構成では、回路全体の周波数特性(中心周
波数)は伝送線路１の特性インピーダンスに強く依存す
る。伝送線路１の特性インピーダンスは、その伝送線路
がパターニングされている誘電体基板の厚みを変更する
ことにより容易に変更できる。基板の厚みの変更は表面
パターンの変更を伴わないので、マスクパターンの変更
は不要である。チップサイズやパッド位置などを変更す
る必要もないのでチップを実装する周辺基板に加える変
更も最小限でよい。
体の周波数特性の変更が容易であるという利点を有す
る。上記回路構成では、回路全体の周波数特性(中心周
波数)は伝送線路１の特性インピーダンスに強く依存す
る。伝送線路１の特性インピーダンスは、その伝送線路
がパターニングされている誘電体基板の厚みを変更する
ことにより容易に変更できる。基板の厚みの変更は表面
パターンの変更を伴わないので、マスクパターンの変更
は不要である。チップサイズやパッド位置などを変更す
る必要もないのでチップを実装する周辺基板に加える変
更も最小限でよい。
【００１４】実施の形態２．実施の形態１は、電力増幅
器の最終的な出力を合成する回路であったが、本発明は
多段増幅器の段間の回路にも適用できることはいうまで
もない。図２に示す実施の形態は、２段の多段増幅器の
例であり、１段目は、複数のＭＥＳＦＥＴ２と伝送線路
１と調整回路３とにより構成され、２段目は安定化回路
等４とＭＥＳＦＥＴ２と、伝送線路１と調整回路３とに
より構成されている。多段増幅器の場合、段間には安定
化回路やゲートバイアス印加用回路などが必要となる。
２段目の回路構成では、安定化回路等４とＭＥＳＦＥＴ
２とをあわせた回路が、本発明の増幅回路に相当する。
器の最終的な出力を合成する回路であったが、本発明は
多段増幅器の段間の回路にも適用できることはいうまで
もない。図２に示す実施の形態は、２段の多段増幅器の
例であり、１段目は、複数のＭＥＳＦＥＴ２と伝送線路
１と調整回路３とにより構成され、２段目は安定化回路
等４とＭＥＳＦＥＴ２と、伝送線路１と調整回路３とに
より構成されている。多段増幅器の場合、段間には安定
化回路やゲートバイアス印加用回路などが必要となる。
２段目の回路構成では、安定化回路等４とＭＥＳＦＥＴ
２とをあわせた回路が、本発明の増幅回路に相当する。
【００１５】実施の形態３．次に示す実施の形態は、Ｍ
ＥＳＦＥＴ２の出力側からみた伝送線路１の反射係数の
違いに着目して、その反射係数の違いから生じる各ＭＥ
ＳＦＥＴの出力の不均一を緩和するように調整回路の構
成を定めた例である。
ＥＳＦＥＴ２の出力側からみた伝送線路１の反射係数の
違いに着目して、その反射係数の違いから生じる各ＭＥ
ＳＦＥＴの出力の不均一を緩和するように調整回路の構
成を定めた例である。
【００１６】本実施の形態では、図３に示すように、伝
送線路５（スタブ）を、キャパシタおよび抵抗６を介し
て接地してショートスタブ７とする。図中のＳii（ｉ＝
１〜ｎ）は、ＭＥＳＦＥＴ２からみた伝送線路１の反射
係数を表し、伝送線路１の側辺付近と中央部では異な
る。このため、ショートスタブ７が無い状態では、各Ｍ
ＥＳＦＥＴから引き出される電力は不均一になる。
送線路５（スタブ）を、キャパシタおよび抵抗６を介し
て接地してショートスタブ７とする。図中のＳii（ｉ＝
１〜ｎ）は、ＭＥＳＦＥＴ２からみた伝送線路１の反射
係数を表し、伝送線路１の側辺付近と中央部では異な
る。このため、ショートスタブ７が無い状態では、各Ｍ
ＥＳＦＥＴから引き出される電力は不均一になる。
【００１７】図４および図５は、ショートスタブ７によ
り、この不均一が緩和されることを示すグラフである。
図４は、図３に示した回路でＭＥＳＦＥＴ数を４とした
場合を示している。各ＭＥＳＦＥＴとの接続ポートに着
目した場合、伝送線路１の側辺付近のＰＯＲＴ１におけ
る反射係数Ｓ１１と、中央部のＰＯＲＴ２の反射係数Ｓ
２２とは異なる。図５は、図４の回路のＰＯＲＴ１とＰ
ＯＲＴ２における反射波の振幅および位相の差を、周波
数を横軸として表したグラフである。実線が振幅の差、
破線が位相の差を示しており、太線がショートスタブを
設けた場合、細線が設けない場合である。グラフに示さ
れているように、ショートスタブ７の付加によって、振
幅の差は約半分に、また位相の差は、ほぼゼロになる。
すなわち、ショートスタブ７によって、出力の不均一が
緩和され、各ＭＥＳＦＥＴから均一に電力を引き出すこ
とが可能となる。
り、この不均一が緩和されることを示すグラフである。
図４は、図３に示した回路でＭＥＳＦＥＴ数を４とした
場合を示している。各ＭＥＳＦＥＴとの接続ポートに着
目した場合、伝送線路１の側辺付近のＰＯＲＴ１におけ
る反射係数Ｓ１１と、中央部のＰＯＲＴ２の反射係数Ｓ
２２とは異なる。図５は、図４の回路のＰＯＲＴ１とＰ
ＯＲＴ２における反射波の振幅および位相の差を、周波
数を横軸として表したグラフである。実線が振幅の差、
破線が位相の差を示しており、太線がショートスタブを
設けた場合、細線が設けない場合である。グラフに示さ
れているように、ショートスタブ７の付加によって、振
幅の差は約半分に、また位相の差は、ほぼゼロになる。
すなわち、ショートスタブ７によって、出力の不均一が
緩和され、各ＭＥＳＦＥＴから均一に電力を引き出すこ
とが可能となる。
【００１８】実施の形態４．次に示す実施の形態は、実
施の形態３と回路構成は同じであるが、各ＭＥＳＦＥＴ
のゲート幅が異なる回路である。図６に示すように、伝
送線路１の側辺付近に接続されたＭＥＳＦＥＴのゲート
幅Ｗｇ１と、中央部に接続されたＭＥＳＦＥＴのゲート
幅Ｗｇ２を異ならせて、ＭＥＳＦＥＴの出力波形の位相
を意図的にずらし、ＭＥＳＦＥＴ２の、ＰＯＲＴ１とＰ
ＯＲＴ２における出力の不均一を緩和する。これによ
り、実施の形態３と同様、各ＭＥＳＦＥＴから均一に電
力を引き出すことが可能となる。
施の形態３と回路構成は同じであるが、各ＭＥＳＦＥＴ
のゲート幅が異なる回路である。図６に示すように、伝
送線路１の側辺付近に接続されたＭＥＳＦＥＴのゲート
幅Ｗｇ１と、中央部に接続されたＭＥＳＦＥＴのゲート
幅Ｗｇ２を異ならせて、ＭＥＳＦＥＴの出力波形の位相
を意図的にずらし、ＭＥＳＦＥＴ２の、ＰＯＲＴ１とＰ
ＯＲＴ２における出力の不均一を緩和する。これによ
り、実施の形態３と同様、各ＭＥＳＦＥＴから均一に電
力を引き出すことが可能となる。
【００１９】実施の形態５．図７および図８は、実施の
形態１から４において説明した電力増幅器を複数組み合
わせた構成を示す図である。前述のように、基本となる
回路の構造がシンプルかつ面積が小さいため、その組み
合わせは、従来に比べて容易である。
形態１から４において説明した電力増幅器を複数組み合
わせた構成を示す図である。前述のように、基本となる
回路の構造がシンプルかつ面積が小さいため、その組み
合わせは、従来に比べて容易である。
【００２０】電力増幅器を図７に示すようにカプラ８で
並列接続すれば、高出力な電力増幅機能を備え、かつ小
型の半導体装置を実現することができる。また、図８に
示すように電力増幅機を直列接続すれば、より高利得な
電力増幅機能を備え、かつ小型の半導体装置を実現する
ことができる。
並列接続すれば、高出力な電力増幅機能を備え、かつ小
型の半導体装置を実現することができる。また、図８に
示すように電力増幅機を直列接続すれば、より高利得な
電力増幅機能を備え、かつ小型の半導体装置を実現する
ことができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の半導体装置は、複数の能動素子
の出力を、一体の分布定数線路と複数の調整回路とによ
り整合をとりながら合成するため、能動素子の数が３個
以上の場合でも回路面積を小さく抑えることができ、バ
イアス配線を共通化する必要もないため配線もシンプル
なものとなる。
の出力を、一体の分布定数線路と複数の調整回路とによ
り整合をとりながら合成するため、能動素子の数が３個
以上の場合でも回路面積を小さく抑えることができ、バ
イアス配線を共通化する必要もないため配線もシンプル
なものとなる。
【００２２】また、本発明の半導体装置では、電力増幅
器の調整回路をショートスタブとしたり、トランジスタ
のゲート幅を調整したりすることによって、すべての能
動素子から均一かつ十分な電力を引き出し、高出力、高
利得な電力増幅機能を提供する。
器の調整回路をショートスタブとしたり、トランジスタ
のゲート幅を調整したりすることによって、すべての能
動素子から均一かつ十分な電力を引き出し、高出力、高
利得な電力増幅機能を提供する。
【００２３】また、回路がシンプルで、かつ面積が小さ
いことから、この電力増幅器を複数組み合わせることが
容易である。本発明の半導体装置は、複数の電力増幅器
を並列に、または直列に、あるいは３つ以上の電力増幅
器を直列、並列に接続することにより高出力、高利得な
電力増幅機能を提供する。
いことから、この電力増幅器を複数組み合わせることが
容易である。本発明の半導体装置は、複数の電力増幅器
を並列に、または直列に、あるいは３つ以上の電力増幅
器を直列、並列に接続することにより高出力、高利得な
電力増幅機能を提供する。
【図１】 本発明の実施の形態１における半導体装置の
回路構成を表す図。
回路構成を表す図。
【図２】 実施の形態２における半導体装置の回路構成
を表す図。
を表す図。
【図３】 実施の形態３における半導体装置の回路構成
を表す図。
を表す図。
【図４】 図３の構成で能動素子数を４とした回路構成
を表す図。
を表す図。
【図５】 ショートスタブの効果を説明するための図。
【図６】 実施の形態４における半導体装置の回路構成
を表す図。
を表す図。
【図７】 実施の形態５における半導体装置の回路構成
（並列接続）を表す図。
（並列接続）を表す図。
【図８】 実施の形態５における半導体装置の回路構成
（直列接続）を表す図。
（直列接続）を表す図。
【図９】 従来の電力増幅器の出力合成部分を示す図。
１ 伝送線路（分布定数線路）、 ２ ＭＥＳＦＥＴ
（能動素子）、 ３調整回路、 ４ 安定化回路な
ど、 ５ 伝送線路、 ６ キャパシタ・抵抗な
ど、 ７ショートスタブ、 ８ カプラ。
（能動素子）、 ３調整回路、 ４ 安定化回路な
ど、 ５ 伝送線路、 ６ キャパシタ・抵抗な
ど、 ７ショートスタブ、 ８ カプラ。
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Ｆターム(参考） 5J067 AA01 AA04 AA21 AA41 CA35
CA92 FA14 FA16 HA11 HA12
HA25 HA29 KA68 KS01 LS01
QS04 TA01 TA03
5J069 AA01 AA04 AA21 AA41 CA35
CA92 FA14 FA16 HA11 HA12
HA25 HA29 KA68 KC03 KC07
TA01 TA03
5J500 AA01 AA04 AA21 AA41 AC35
AC92 AF14 AF16 AH11 AH12
AH25 AH29 AK68 AT01 AT03
CK03 CK07
Claims (6)
- 【請求項１】 能動素子により電力を増幅する３以上の
増幅回路と、該増幅回路の出力を合成する合成回路とを
備えた半導体装置であって、 前記合成回路は、一体の分布定数線路と、該分布定数線
路に並列に接続された複数の調整回路とからなり、 前記各増幅回路は、前記分布定数線路の一端を構成する
辺上で該分布定数線路に接続されていることを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項２】 前記各増幅回路は前記能動素子のみによ
り構成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装
置。 - 【請求項３】 前記調整回路はショートスタブであるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記能動素子はＭＥＳＦＥＴまたはＨＥ
ＭＴであることを特徴とする請求項１から３のいずれか
に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記ＭＥＳＦＥＴまたはＨＥＭＴのゲー
ト幅は、該ＭＥＳＦＥＴまたはＨＥＭＴが前記分布定数
線路に接続されている前記辺上の接続点から、該分布定
数線路の側辺までの距離に基づいて決定された幅である
ことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。 - 【請求項６】 前記合成回路と前記増幅回路からなる電
力増幅器であって、直列および／または並列に接続され
た複数の電力増幅器を備えることを特徴とする請求項１
から５のいずれかに記載の半導体装置。
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