JP2006352811A - 交流信号増幅装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寄生インダクタンス成分のインピーダンスを低減する。
【解決手段】トランジスタＱ１のエミッタと接地端子との間に発生する寄生インダクタンス成分Ｌ１４と並列に共振回路部２１が接続される。寄生インダクタンス成分Ｌ１４は、ボンディングワイヤ、パッケージリード等のインダクタンス成分である。共振回路部２１の共振周波数は、高周波増幅回路１の使用周波数近傍に設定される。共振回路部２１のインダクタンス成分Ｌ２１は、ボンディングワイヤ、パッケージリード、ＩＣ内の素子あるいはＩＣチップ外部のチップインダクタンスあるいはプリントパターンによって形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流信号増幅装置に関するものである。

携帯電話や無線ＬＡＮ（Local Area Network）等には、交流信号増幅装置として、例えば、周波数5.25ＧＨｚの高周波信号を増幅する高周波増幅回路が備えられている（例えば、特許文献１参照）。この高周波増幅器には、図１４に示すように、ＮＰＮ形バイポーラトランジスタであるトランジスタＱ５１が備えられる。トランジスタＱ５１は、無線ＬＡＮの使用帯域周波数である5.25ＧＨｚ程度の高周波信号を増幅する。

かかるトランジスタＱ５１は、図１５に示すような樹脂で形成された絶縁プリント基板５１に実装される。高周波増幅回路は、パッケージ５２でパッケージ化されたＩＣチップ５３に内蔵される。トランジスタＱ５１のエミッタは、配線パターンＷＲ５１を介してパッドＰｄ５１に接続される。パッドＰｄ５１とＧＮＤパターン５４との間は、ボンディングワイヤＷ５３とパッケージリードＰ５１とによって接続される。

特開２００２−２２２８９３号公報（第２−３頁、図７−９）

しかし、従来の高周波増幅回路では、信号周波数が高いため、トランジスタＱ５１のエミッタとＧＮＤパターン５４との間に、ボンディングワイヤＷ５３、パッケージリードＰ５１による寄生インダクタンス成分が寄生する。これが図１４に示す寄生インダクタンス成分Ｌ５１である。この寄生インダタンス成分Ｌ５１が寄生すると、このインピーダンスにより、利得の低下、雑音指数ＮＦ（Noise Figure）の上昇といった問題が生じる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、寄生インダクタンス成分のインピーダンスを低減することが可能な交流信号増幅装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る交流信号増幅装置は、
交流信号を増幅する交流信号増幅装置（１）において、
前記交流信号を増幅する増幅回路部（１２）と、
前記増幅回路部（１２）が前記交流信号を増幅することによって前記増幅回路部（１２）に寄生する寄生インダクタンス成分（Ｌ１４）のインピーダンスを低減するように前記寄生インダクタンス成分（Ｌ１４）と並列接続された共振回路部（２１）と、を備えたことを特徴とする。

前記共振回路部（２１）は、共振周波数が前記交流信号の周波数の近傍に設定されたものであってもよい。

前記増幅回路部（１２）は、電流入力端と電流出力端と制御端とを有するトランジスタ（Ｑ１）を含み、
前記トランジスタ（Ｑ１）は、前記制御端に供給された交流信号に従って、前記電流入力端から電流出力端に流れる電流の電流量を調整することによって前記交流信号を増幅するものであって、
前記寄生インダクタンス成分（Ｌ１４）は、前記トランジスタ（Ｑ１）の電流入力端又は電流出力端に接続される接続線（Ｗ１４，Ｐ１４）に寄生するものであり、
前記共振回路部（２１）は、前記接続線（Ｗ１４，Ｐ１４）と並列接続されたものであってもよい。

前記共振回路部（２１）は、インダクタンス成分（Ｌ２１）とコンデンサ（Ｃ２１）との直列共振回路によって構成されたものであってもよい。

前記増幅回路部（１２）は、バイアス線（Ｂｓ）を介してバイアス電圧（Ｖbias）が供給されるトランジスタ（Ｑ２）を有するものであり、
前記バイアス線（Ｂｓ）にコンデンサ（Ｃ２３）を介して接続されて前記交流信号のノイズ強度を低減する第２の共振回路部を備えたものであってもよい。

前記増幅回路部（１２）は、集積回路に内蔵されたものであり、
前記集積回路は、電源端子又は接地端子を有する実装基板（３１）に搭載されたものであり、
前記増幅回路部（１２）に含まれるトランジスタの電流入力端又は電流出力端に接続される接続線（Ｗ１４，Ｐ１４）を第１の接続線（Ｗ１４，Ｐ１４）として、
前記トランジスタ（Ｑ１）の電流入力端（コレクタ、ドレイン）又は電流出力端（エミッタ、ソース）は、前記第１の接続線（Ｗ１４，Ｐ１４）を介して前記実装基板（３１）の電源端子又は接地端子に接続され、
前記トランジスタ（Ｑ１）の電流入力端（コレクタ、ドレイン）又は電流出力端（エミッタ、ソース）と前記実装基板（３１）の電源端子又は接地端子とが第２の接続線（Ｗ２１，Ｐ２１）によって接続され、
前記共振回路部（２１）は、前記第２の接続線（Ｗ２１，Ｐ２１）を前記インダクタンス成分（Ｌ２１）として、前記第２の接続線（Ｗ２１，Ｐ２１）とコンデンサ（Ｃ２１）とによって形成されたものであってもよい。

前記第１の接続線は、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子の間に接続されるボンディングワイヤとパッケージリードによって形成されたものであり、
前記共振回路部のインダクタンス成分は、前記第２の接続線として、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子の間に接続されるボンディングワイヤとパッケージリードによって形成されたものであってもよい。

前記第１の接続線は、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子の間に接続されるスルーホールによって形成されたものであり、
前記共振回路部のインダクタンス成分は、前記第２の接続線として、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子の間に接続されるスルーホールによって形成されたものであってもよい。

前記共振回路部のコンデンサは、前記集積回路に内蔵されたものであってもよい。

前記共振回路部のコンデンサは、前記実装基板に配置されたものであってもよい。

本発明によれば、寄生インダクタンス成分のインピーダンスを低減することができる。

以下、本発明の実施形態に係る交流信号増幅装置を図面を参照して説明する。尚、以下の実施形態では、交流信号増幅装置を高周波増幅回路として説明する。
（実施形態１）
実施形態１に係る高周波増幅回路の構成を図１に示す。
この高周波増幅回路１は、例えば、無線ＬＡＮ等に備えられたものであり、約5.25ＧＨｚの高周波信号を増幅する。高周波増幅回路１は、コンデンサＣ１１と、整合回路部１１と、寄生インダクタンス成分Ｌ１２と、増幅回路部１２と、整合回路部１３と、寄生インダクタンス成分Ｌ１４と、共振回路部２１と、からなる。

整合回路部１１は、使用周波数帯において、入力された信号の電力が効率良く後段の回路に伝達されるようにインピーダンスを整合させるためのものであり、整合させるインピーダンスは、例えば、５０Ωとされる。整合回路部１１の一端には、コンデンサＣ１１が接続され、コンデンサＣ１１を介して外部から高周波信号が供給される。

寄生インダクタンス成分Ｌ１２は、ボンディングワイヤ、パッケージリードにより、増幅回路部１２の電源端子側に寄生するものである。増幅回路部１２は、高周波信号を増幅するものであり、トランジスタＱ１と、インピーダンスＺ１２と、からなる。

トランジスタＱ１は、バイポーラ形ＮＰＮトランジスタであり、ベースに供給された高周波信号を、コレクタ−エミッタ端子間に流れる電流により増幅し、増幅した高周波信号をコレクタ端子から出力する。

トランジスタＱ１のベースは、整合回路部１１の他端に接続され、整合回路部１１は、トランジスタＱ１のベースに高周波信号の信号電流を供給する。

電源とトランジスタＱ１のコレクタ端との間には、寄生インダクタンス成分Ｌ１２とインピーダンスＺ１２とが接続される。インピーダンスＺ１２は、電流を電圧に変換して入力電圧を増幅するものである。寄生インダクタンス成分Ｌ１２の一端は、電源に接続され、インピーダンスＺ１２の一端は、寄生インダクタンス成分Ｌ１２の他端に接続され、インピーダンスＺ１２の他端は、トランジスタＱ１のコレクタに接続される。

整合回路部１３は、整合回路部１１と同様にインピーダンス整合を行うためのものであり、その一端はトランジスタＱ１のコレクタに接続され、他端には、コンデンサＣ１３の一端が接続される。

この高周波増幅回路１は、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ化されて、図２に示すような絶縁プリント基板３１に実装される。絶縁プリント基板３１は、例えば、樹脂によって形成されたものである。

高周波増幅回路１は、パッケージ化されたＩＣチップ３３内に形成され、ＩＣチップ３３のパッケージ３２は、絶縁プリント基板３１上に配置される。

トランジスタＱ１のエミッタは、ＩＣチップ３３に形成された導電性の配線パターンＷＲ２１に接続される。パッドＰｄ１とパッドＰｄ２とは、この配線パターンＷＲ２１に接続される。絶縁プリント基板３１には、ＧＮＤパターン３４が形成され、ＧＮＤパターン３４とパッドＰｄ１とは、ボンディングワイヤＷ１４、導電性のパッケージリードＰ１４を介して接続される。

図１に示す寄生インダクタンス成分Ｌ１４は、このボンディングワイヤＷ１４とパッケージリードＰ１４とのインダクタンス成分を示すものであり、トランジスタＱ１のエミッタは、寄生インダクタンス成分Ｌ１４を介してＧＮＤパターン３４に接地される。

共振回路部２１は、寄生インダクタンス成分Ｌ１４のインピーダンスを低減するための回路部であり、コンデンサＣ２１とインダクタンス成分Ｌ２１とによって構成される。

図２に示すボンディングワイヤＷ２１，パッケージリードＰ２１は、インダクタンス成分Ｌ２１を形成するために設けられたものであり、ボンディングワイヤＷ２１の一端は、パッドＰｄ２の端部に接続され、他端はパッケージリードＰ２１の一端に接続される。パッケージリードＰ２１の他端は、コンデンサＣ２１の一端に接続され、コンデンサＣ２１の他端は、ＧＮＤパターン３４に接続される。

次に、高周波増幅回路１の利得は、次の数１によって表される。

また、この共振回路部２１の共振周波数frは、次の数２によって表される。

インダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１の容量ｃとは、この数２を満たすように設定される。即ち、ボンディングワイヤＷ１４、パッケージリードＰ１４の寄生インダクタンス成分Ｌ１４は、シミュレーション又は実験等で求められる。この結果に基づき、数２を満足するように、インダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１の容量ｃとが設定される。このインダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１の容量ｃとは、寄生インダクタンス成分Ｌ１４と同様、シミュレーション又は実験等で求められる。

このように定数が設定されると、トランジスタＱ１のエミッタとＧＮＤ間のインピーダンスＺ_Lは無視できる程度に小さくなる。このときの高周波増幅回路１の利得Ｇは、次の数３によって表される。

この数３を満足するように、インダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１の容量ｃとの定数が設定されることにより、ｇｍωＬｗによる利得の低下を抑制し、ＮＦ（Noise Figure）の低下を抑制することが可能になる。

尚、数２に示す共振周波数frは、高周波増幅回路１の使用周波数の近傍に設定される。即ち、高周波増幅回路１の使用周波数を、例えば、5.25ＧＨｚとした場合、共振周波数frは、4.0〜5.0ＧＨｚ程度に設定される。このように共振周波数frが設定されることにより、高周波増幅回路１への寄生インダクタンス成分Ｌ１４の影響を阻止することが可能になる。

次に実施形態１に係る高周波増幅回路１の動作を説明する。
整合回路部１１の他端には、コンデンサＣ１１を介して、外部から高周波信号が供給される。整合回路部１１は、高周波信号に対してインピーダンス整合を行い、この高周波信号をトランジスタＱ１のベースに供給する。

トランジスタＱ１のコレクタには、寄生インダクタンス成分Ｌ１２、インピーダンスＺ１２を介して電流が供給され、トランジスタＱ１は、ベースに供給された高周波信号を増幅する。増幅した高周波信号は、整合回路部１３、コンデンサＣ１３を介して出力される。

一方、トランジスタＱ１のコレクタに流入したコレクタ電流は、高周波のエミッタ電流としてエミッタから流出し、図２に示すパッドＰｄ１、ボンディングワイヤＷ１４、パッケージリードＰ１４を介して、ＧＮＤパターン３４へと流れる。この高周波電流が流れることにより、トランジスタＱ１のエミッタ−ＧＮＤパターン３４間に寄生インダクタンス成分Ｌ１４が、高周波増幅回路１の特性に影響を及ぼす。

しかし、共振回路部２１のインダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１の容量ｃとが、数２を満たすように設定されているため、トランジスタＱ１のエミッタとＧＮＤパターン３４間のインピーダンスＺ_Lは無視できる程度に小さくなる。このため、寄生インダクタンス成分Ｌ１４によるトランジスタＱ１のエミッタ−ＧＮＤパターン３４間のインピーダンスが低下し、高周波増幅回路１の利得Ｇは、数３によって表される値に近づく。

このシミュレーション結果を図３〜図６に示す。
図３は、コンデンサＣ２１の容量ｃ＝１ｐＦとして、インダクタンス成分Ｌ２１のインダクタンスＬa＝0.25ｎＨ、0.5ｎＨ、１ｎＨとした場合の周波数と各利得Ｇとの関係を示す図である。

このように、共振周波数frにおける本実施形態の利得Ｇは、他の利得Ｇよりも大きくなっており、寄生インダクタンス成分Ｌ１４が寄生していない場合と同程度の値を示している。

図４は、寄生インダクタンス成分Ｌ１４のインダクタンスＬb＝１ｎＨ、インダクタンス成分Ｌ２１のインダクタンスＬa＝１ｎＨとして、コンデンサＣ２１の容量ｃ＝２ｐＦ，1.5ｐＦ，1.2ｐＦ，1.1ｐＦ，1.0ｐＦとした場合の周波数とインピーダンスとの関係を示す図である。

このうち、容量ｃ＝1.0ｐＦとした場合の共振周波数frにおけるインピーダンスは、無視できる程度に小さくなっている。このように、共振回路部２１を寄生インダクタンス成分Ｌ１４と並列に接続した場合のインピーダンス低減効果は大きい。

図５は、寄生インダクタンス成分Ｌ１４のインダクタンスＬb＝１ｎＨ、インダクタンス成分Ｌ２１のインダクタンスＬa＝１ｎＨとして、コンデンサＣ２１の容量ｃ＝２ｐＦ，1.5ｐＦ，1.2ｐＦ，1.1ｐＦ，1.0ｐＦとした場合の周波数と利得Ｇとの関係を示す図である。この図５に示すように、特に、容量ｃ＝1.0ｐＦとした場合の利得Ｇは、大きい。また、ｃ＝1.5ｐＦとした場合でも、寄生インダクタンス成分Ｌ１４のインダクタンスＬb＝0.25ｎＨと同等の利得Ｇが得られる。

図６は、寄生インダクタンス成分Ｌ１４のインダクタンスＬb＝１ｎＨ、インダクタンス成分Ｌ２１のインダクタンスＬa＝１ｎＨとして、コンデンサＣ２１の容量ｃ＝２ｐＦ，1.5ｐＦ，1.2ｐＦ，1.1ｐＦ，1.0ｐＦとした場合の周波数と雑音指数ＮＦとの関係を示す図である。この図６に示すように、雑音指数ＮＦは、容量ｃが小さくなるに従って小さくなり、特に、容量ｃ＝1.0ｐＦの場合に最も小さくなる。

以上説明したように、本実施形態１によれば、ボンディングワイヤＷ１４、パッケージリードＰ１４による寄生インダクタンス成分Ｌ１４と並列に共振回路部２１を接続するようにした。
従って、寄生インダクタンス成分Ｌ１４のインピーダンスを低減させることができ、雑音指数ＮＦも低減させることができる。

また、ボンディングワイヤＷ２１、パッケージリードＰ２１を、ボンディングワイヤＷ１４、パッケージリードＰ１４と並列接続することにより、容易に共振回路部２１のインダクタンス成分Ｌ２１を形成することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る高周波増幅回路は、増幅回路部のトランジスタをバイアスするように構成されたものに共振回路部を備えるようにしたものである。
実施形態２に係る高周波増幅回路１の構成を図７に示す。
実施形態２に係る高周波増幅回路１は、コンデンサＣ２０と、増幅回路部１２と、寄生インダクタンス成分Ｌ１４と、共振回路部２１，２２と、コンデンサＣ２３と、からなる。

実施形態２に係る増幅回路部１２は、実施形態１のトランジスタＱ１の代わりにトランジスタＱ２を備える。

トランジスタＱ２は、実施形態１のトランジスタＱ１と同様、ＮＰＮ形バイポーラトランジスタからなるものである。但し、トランジスタＱ２のベースには、バイアス線Ｂsを介してバイアス電圧Ｖbiasが印加される。コンデンサＣ２０の一端は、トランジスタＱ２のベースに接続され、外部から他端に高周波信号が供給される。

寄生インダクタンス成分Ｌ１４は、実施形態１と同様に、ボンディングワイヤＷ１４、パッケージリードＰ１４によるものである。

共振回路部２１は、実施形態１と同様の構成のものである。共振回路部２２は、使用周波数の信号以外のノイズの強度を低減するためのものである。例えば、使用周波数を5.25ＧＨｚとすると、共振回路部２２は、周波数が約10ＧＨｚ以上である高調波のノイズ強度を低減させるためのものである。

共振回路部２２は、インダクタンス成分Ｌ２２と、コンデンサＣ２２と、からなる。共振回路部２２のインダクタンス成分Ｌ２２は、コンデンサＣ２３を介してバイアス線Ｂｓに接続される。また、インダクタンス成分Ｌ２２は、共振回路部２１と同様、ボンディングワイヤ、パッケージリードによって形成される。また、コンデンサＣ２２も、共振回路部２１のコンデンサＣ２１と同様に、絶縁プリント基板３１に配置される。

尚、共振回路部２２のインダクタンス成分Ｌ２２とコンデンサＣ２２とは、シミュレーション又は実験等の結果に基づいて設定される。

以上説明したように、本実施形態２によれば、高周波増幅回路１が増幅回路部１２のトランジスタをバイアスする回路ノイズが混入した場合にも、実施形態１と同様に、寄生インダクタンス成分Ｌ１４のインピーダンスを低減させることができ、ノイズを除去することができる。

尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。
例えば、実施形態１における寄生インダクタンス成分と共振回路部とのインピーダンス回路を、等価なインピーダンス回路に置き換えることもできる。

図８（ａ）に示すインピーダンス回路と図８（ｂ）に示すようなインピーダンス回路とは等価である。図８（ａ）に示すインピーダンス回路は、図８（ｃ）に示す実施形態１の寄生インダクタンス成分Ｌ１４と共振回路部２１との並列回路に対応するものである。従って、この図８（ｃ）に示す回路を図８（ｄ）に示す回路に変形することも可能である。

図８（ｄ）に示すインピーダンス回路は、寄生インダクタンス成分Ｌ３２と共振回路部２１とからなる。寄生インダクタンス成分Ｌ３２は、実施形態１と同様、ボンディングワイヤ、パッケージリードのインダクタンス成分である。

さらに、図８（ｃ）に示す回路を、図８（ｆ）に示すようなインピーダンス回路に変形することも可能である。図８（ｆ）に示すインピーダンス回路は、寄生インダクタンス成分Ｌ４１と、抵抗Ｒ４０と、共振回路部２１と、によって構成される。

共振回路部２１は、コンデンサＣ４１，Ｃ４２と、インダクタンス成分Ｌ４２と、からなる。このように、図８（ｃ）に示すインピーダンス回路と等価な回路を構成することができ、この場合でも寄生インダクタンス成分Ｌ３１，Ｌ４１ののインピーダンス、雑音指数ＮＦを低減することができる。

また、図９に示すように、共振回路部２１のコンデンサＣ２１をＩＣチップ３３に内蔵することもできる。この場合、ＩＣチップ３３に２つのパッドが形成され、パッケージ内ＧＮＤに接続される。そして、ボンディングワイヤＷ１４，Ｗ２１によって、パッケージ内ＧＮＤに接続される。このボンディングワイヤＷ１４、ＩＣ内配線によって、寄生インダクタンス成分Ｌ１４がトランジスタＱ１のエミッタ−ＧＮＤ間に寄生する。

また、図１０に示すように、共振回路部２１のコンデンサＣ２１をＩＣチップ３３の外部に配置することもできる。図１０に示す例では、トランジスタＱ１のエミッタとＧＮＤ端子とがボンディングワイヤＷ１４、スルーホールＨ１４で絶縁プリント基板３１の底面部のリードＲｄ１４に接続されている。このボンディングワイヤＷ１４、スルーホールＨ１４、リードＲｄ１４により、寄生インダクタンス成分Ｌ１４がトランジスタＱ１のエミッタ−ＧＮＤ間に寄生する。

スルーホールＨ１４は、絶縁プリント基板３１の表面と裏面とを接続するためのものであり、その孔内面には、金属のような導体が形成される。そして、スルーホールＨ１４の底面部は、接地導体等に接続される。

この場合、コンデンサＣ２１の一方の端部Ｃ２１−１は、半田Ｈｄ２１−１を介して、絶縁プリント基板３１表面の配線パターンＰ２１−１に接続される。もう一方の端部Ｃ２１−２は、半田Ｈｄ２１−２、スルーホールＨ２１を介して、絶縁プリント基板３１の底面部のリードＲｄ２１に接続される。このボンディングワイヤ２１、スルーホールＨ２１、リードＲｄ２１によってインダクタンス成分Ｌ２１が形成され、このインダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１とによって共振回路部２１が形成される。

また、図１１に示すように、ＩＣチップ３３にスルーホールＨ１４が形成されている場合がある。この場合、ＩＣ内配線とスルーホールＨ１４とにより、寄生インダクタンス成分Ｌ１４がトランジスタＱ１のエミッタ−ＧＮＤ間に寄生する。ＩＣチップ３３には、共振回路部２１のコンデンサＣ２１が内蔵され、スルーホールＨ２１が形成される。インダクタンス成分Ｌ２１は、このＩＣ内配線とスルーホールＨ２１とによるものであり、このインダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１とによって共振回路部２１が形成される。

また、図１２に示すように、リードＲｄ１４，Ｒｄ２１の代わりに半田によってＧＮＤが形成される場合もある。この場合、ＩＣチップ３３に２つのパッドが形成される。トランジスタＱ１のエミッタとスルーホールＨ１４とは、ボンディングワイヤＷ１４を介して接続される。コンデンサＣ２１の一端は、トランジスタＱ１のエミッタに接続され、他端は、ボンディングワイヤ２１を介してスルーホールＨ２１に接続される。また、スルーホールＨ１４，Ｈ２１の底面部は、それぞれ、半田に接続される。

ボンディングワイヤＷ１４、スルーホールＨ１４により寄生インダクタンス成分Ｌ１４がトランジスタＱ１のエミッタ−ＧＮＤ間に寄生する。また、ボンディングワイヤＷ２１とスルーホールＨ２１、ＩＣ内配線によって、インダクタンス成分Ｌ２１が形成され、このインダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１とによって共振回路部２１が形成される。

また、図１３に示すように、コンデンサＣ２１がＩＣチップ３３に内蔵され、この場合でもスルーホールＨ１４，Ｈ２１により絶縁プリント基板裏面の接地導体に接続が行われる。

この場合も、ボンディングワイヤＷ１４、スルーホールＨ１４により寄生インダクタンス成分Ｌ１４がトランジスタＱ１のエミッタ−ＧＮＤ間に寄生し、ボンディングワイヤＷ２１とスルーホールＨ２１によって、インダクタンス成分Ｌ２１が形成される。そして、このインダクタンス成分Ｌ２１とコンデンサＣ２１とによって共振回路部２１が形成される。

また、例えば、トランジスタＱ１，Ｑ２は、ＮＰＮ形バイポーラトランジスタでなくてもよく、例えば、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタでもよく、また、ＦＥＴであってもよい。トランジスタＱ１，Ｑ２にＰＮＰ形バイポーラトランジスタを用いた場合、その電流出力端は、コレクタとなり、ＦＥＴを用いた場合、その電流出力端は、ソース又はドレインとなる。

インダクタンス成分Ｌ２１は、ボンディングワイヤ、パッケージリード、スルーホールに限られるものではない。例えば、インダクタンス成分Ｌ２１は、ＩＣ内蔵のインダクタ、外部に取り付けたチップインダクタ、プリント基板上のパターンで作成されたものであってもよい。

また、回路形式もエミッタ接地に限定されるものではなく、ベース、コレクタ接地等の場合にも、上記実施形態は適用可能である。

上記実施形態では、交流信号増幅装置を高周波増幅回路として説明した。しかし、交流信号増幅装置は、高周波増幅回路に限られるものではない。また、使用周波数も5.25ＧＨｚに限られるものではない。

例えば、携帯電話では、使用周波数が800ＭＨｚ〜2.1ＧＨｚであり、携帯電話の高周波増幅回路としての適用も可能である。この場合においても、数２に示す共振周波数frは、この携帯電話の使用周波数近傍に設定される。

上記実施形態では、寄生インダクタンス成分がトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタ−ＧＮＤ端子間に寄生するものとして説明した。しかし、寄生インダクタンス成分の寄生箇所は、これに限られるものではなく、例えば、電源端子のライン等にも寄生し、この場合でも上記実施形態は適用可能である。

本発明の実施形態１に係る高周波増幅回路の構成を示す回路図である。 図１に示す回路素子が実装された絶縁プリント基板を示す図である。 図１，２に示す高周波増幅回路の特性と、寄生のインダクタンス成分を変化させた場合の周波数と利得とのシミュレーション結果を示す図である。 図１，２に示す高周波増幅回路の特性として、共振回路部の容量を変化させた場合の周波数とインピーダンスとのシミュレーション結果を示す図である。 図１，２に示す高周波増幅回路の特性として、共振回路部の容量を変化させた場合の周波数と利得とのシミュレーション結果を示す図である。 図１，２に示す高周波増幅回路の特性として、共振回路部の容量を変化させた場合の周波数と雑音指数とのシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施形態２に係る高周波増幅回路の構成を示す回路図である。 図１，２に示す高周波増幅回路の共振回路部の別の形態を示す図である。 高周波増幅回路の実装例として、共振回路部のコンデンサがＩＣチップに内蔵された例を示す図である。 高周波増幅回路の実装例として、共振回路部のコンデンサがＩＣチップの外に配置され、パッケージの裏面にリードが配置された例を示す図である。 高周波増幅回路の実装例として、プレートパッケージ内に形成され、共振回路部のコンデンサがＩＣチップに内蔵され、インダクタンス成分がスルーホールによって形成された例を示す図である。 高周波増幅回路の実装例として、半田によるＧＮＤがパッケージの裏面に形成され、共振回路部のコンデンサがＩＣチップの外に配置され、インダクタンス成分がスルーホールによって形成された例を示す図である。 高周波増幅回路の実装例として、半田によるＧＮＤがパッケージの裏面に形成され、共振回路部のコンデンサがＩＣチップに内蔵され、インダクタンス成分がスルーホールによって形成された例を示す図である。 従来の高周波増幅回路に備えられたトランジスタと寄生インダクタンス成分とを示す図である。 従来の高周波増幅回路が実装された絶縁プリント基板を示す図である。

符号の説明

１ 高周波増幅回路
１２ 増幅回路部
２１，２２ 共振回路部
Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ
Ｌ１４ 寄生インダクタンス成分
Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３２，Ｌ４２ インダクタンス成分
Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３１，Ｃ４１，Ｃ４２ コンデンサ

Claims (10)

1. 交流信号を増幅する交流信号増幅装置において、
   前記交流信号を増幅する増幅回路部と、
   前記増幅回路部が前記交流信号を増幅することによって前記増幅回路部に寄生する寄生インダクタンス成分のインピーダンスを低減するように前記寄生インダクタンス成分と並列接続された共振回路部と、を備えた、
   ことを特徴とする交流信号増幅装置。
2. 前記共振回路部は、共振周波数が前記交流信号の周波数の近傍に設定されたものである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の交流信号増幅装置。
3. 前記増幅回路部は、電流入力端と電流出力端と制御端とを有するトランジスタを含み、
   前記トランジスタは、前記制御端に供給された交流信号に従って、前記電流入力端から電流出力端に流れる電流の電流量を調整することによって前記交流信号を増幅するものであって、
   前記寄生インダクタンス成分は、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端に接続される接続線に寄生するものであり、
   前記共振回路部は、前記接続線と並列接続されたものである、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流信号増幅装置。
4. 前記共振回路部は、インダクタンス成分とコンデンサとの直列共振回路によって構成されたものである、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の交流信号増幅装置。
5. 前記増幅回路部は、バイアス線を介してバイアス電圧が供給されるトランジスタを有するものであり、
   前記バイアス線にコンデンサを介して接続されて前記交流信号のノイズ強度を低減する第２の共振回路部を備えた、
   ことを特徴とする請求項４に記載の交流信号増幅装置。
6. 前記増幅回路部は、集積回路に内蔵されたものであり、
   前記集積回路は、電源端子又は接地端子を有する実装基板に搭載されたものであり、
   前記増幅回路部に含まれるトランジスタの電流入力端又は電流出力端に接続される接続線を第１の接続線として、
   前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端は、前記第１の接続線を介して前記実装基板の電源端子又は接地端子に接続され、
   前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子とが第２の接続線によって接続され、
   前記共振回路部は、前記第２の接続線を前記インダクタンス成分として、前記第２の接続線とコンデンサとによって形成されたものである、
   ことを特徴とする請求項４に記載の交流信号増幅装置。
7. 前記第１の接続線は、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子の間に接続されるボンディングワイヤとパッケージリードによって形成されたものであり、
   前記共振回路部のインダクタンス成分は、前記第２の接続線として、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子の間に接続されるボンディングワイヤとパッケージリードによって形成されたものである、
   ことを特徴とする請求項６に記載の交流信号増幅装置。
8. 前記第１の接続線は、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子の間に接続されるスルーホールによって形成されたものであり、
   前記共振回路部のインダクタンス成分は、前記第２の接続線として、前記トランジスタの電流入力端又は電流出力端と前記実装基板の電源端子又は接地端子の間に接続されるスルーホールによって形成されたものである、
   ことを特徴とする請求項６に記載の交流信号増幅装置。
9. 前記共振回路部のコンデンサは、前記集積回路に内蔵されたものである、
   ことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の交流信号増幅装置。
10. 前記共振回路部のコンデンサは、前記実装基板に配置されたものである、
    ことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の交流信号増幅装置。
    

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