JP2009159591A - 高周波増幅器 - Google Patents

Abstract

【課題】広帯域に高調波整合を図ることができて、広帯域で効率を高めることができるとともに、高調波整合に対する設計自由度を高めることができる高周波増幅器を得ることを目的とする。
【解決手段】整合回路３の表面に形成されている配線パターン４が、ＦＥＴ１と電気的に接続されている主線路５と、一端が主線路５と接続されて、主線路５の外側に配置されているオープンスタブ６と、一端が主線路５と接続されて、主線路５の外側に配置されており、ＦＥＴ１から発生する高調波のインピーダンスがショートになる寸法の線路長を有するオープンスタブ７とから構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、マイクロ波やミリ波などの高周波の信号を増幅する高周波増幅器に関するものである。

例えば、以下の特許文献１には、図２１に示すような高周波増幅器が開示されている。
図２１の高周波増幅器は、主に下記の要素から構成されている。
（１）高周波信号を増幅するＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）５１
（２）ＦＥＴ５１とワイヤ５２で電気的に接続されており、ＦＥＴ５１に与える高周波信号（ＦＥＴ５１に対する入力信号）、または、ＦＥＴ５１から出力された高周波信号を入力し、ＦＥＴ５１のインピーダンスを変換する第１の整合回路５３
（３）整合回路５３とワイヤ５７で電気的に接続されており、整合回路５３及びＦＥＴ５１のインピーダンスを変換する第２の整合回路５８

第１の整合回路５３の表面には配線パターン５４が形成されており、また、配線パターン５４を分割する配線分割切込５５が施されることによってオープンスタブ５６が形成されている。
なお、オープンスタブ５６の長さ方向の寸法は、高調波のインピーダンスがショートとなる寸法になっており、図２１の例では、２倍高調波のインピーダンスがショートとなる寸法になっている。

整合回路５３，５８は、ＦＥＴ５１に対するインピーダンス整合を図るため、ＦＥＴ５１のインピーダンス変成をそれぞれ実施して、ＦＥＴ５１のインピーダンスを所望のインピーダンスに変換する。
以下、高周波信号の基本波と、ＦＥＴ５１から発生する２倍波の動作について説明する。

まず、高周波信号の電流は、配線の端部に集中することが知られている。
したがって、基本波に対する高周波信号の電流は、配線パターン５４の外側に集中するので、配線分割切込５５を避けるように流れ、ワイヤ５７及び整合回路５８を通って外部に出力される。
オープンスタブ５６の長さ方向の寸法は、２倍波に対して１／４波長の寸法となるので、ＦＥＴ５１から整合回路５３側を見た２倍波インピーダンスはショートになる。
このため、２倍波は整合回路５３で反射されて、外部には出力されない。

ところで、ＦＥＴ５１の高効率動作を実現するには、高調波のインピーダンスを最適化する必要がある。
理想的には、Ｆ級動作の場合、２倍波等の偶高調波をショートする必要がある。逆Ｆ級動作の場合、３倍波以上の奇高調波をショートする必要がある（例えば、非特許文献１を参照）。

図２１の整合回路５３では、オープンスタブ５６によって２倍波のインピーダンスをショートに設定することができるので、高周波増幅器の動作をＦ級動作に近くして、効率を高めることができる。
また、整合回路５３で２倍波を反射させることにより、高周波増幅器から外部に漏れる２倍波を少なくすることができる。
これにより、通常外部に設ける高調波フィルタを省略することができるため、コストダウンを図ることができる。

特開２００６−１９７０２１号公報（段落番号［００２３］から［００３４］、図１） 井上晃、外４名、「F級および逆F級増幅器の解析」、信学技報、社団法人 電子情報通信学会、TECHNICAL REPORT OF IEICE ED 2003−214、ED2000-231、p.29-35

従来の高周波増幅器は以上のように構成されているので、オープンスタブ５６の長さ方向の寸法が、２倍高調波のインピーダンスがショートとなる寸法になっている。しかし、オープンスタブ５６が、高周波の電流が集中する配線の端部ではなく、配線の内側に設けているため、広帯域にショートを形成することができない。このため、広帯域に高調波整合を図ることができず、広帯域に高効率な増幅器を得ることが困難であるとともに、高調波の外部漏れを広帯域に抑圧することができない課題があった。

ところで、Ｆ級動作におけるＦＥＴ５１の２倍波の最適インピーダンスは理想的にはショートであるが、実際にはＦＥＴ５１の寄生成分やＦＥＴ５１と整合回路５３を結ぶワイヤ５２の影響でショートからずれることがあり、寄生成分やワイヤ５２の影響は周波数が高くなるほど大きくなる。
２倍波の反射位相を変化させるためには、配線分割切込５５により形成されるオープンスタブ５６の位置を変える必要があるが、オープンスタブ５６の寸法は、２倍波において１／４波長であるから、図２１を見れば分かるように、変化させることができる位置にはレイアウトの制限がある。したがって、ＦＥＴ５１の最適インピーダンスがショートからずれている場合、設計の自由度が小さいなどの課題もあった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、広帯域に高調波整合を図ることができて、広帯域で効率を高めることができるとともに、高調波整合に対する設計自由度を高めることができる高周波増幅器を得ることを目的とする。

この発明に係る高周波増幅器は、整合回路の表面に形成されている配線パターンが、トランジスタと電気的に接続されている主線路と、一端が主線路と接続されて、主線路の外側に配置されている第１のオープンスタブと、一端が主線路と接続されて、主線路の外側に配置されており、トランジスタから発生する高調波のインピーダンスがショートになる寸法の線路長を有する第２のオープンスタブとから構成されているようにしたものである。

この発明によれば、整合回路の表面に形成されている配線パターンが、トランジスタと電気的に接続されている主線路と、一端が主線路と接続されて、主線路の外側に配置されている第１のオープンスタブと、一端が主線路と接続されて、主線路の外側に配置されており、トランジスタから発生する高調波のインピーダンスがショートになる寸法の線路長を有する第２のオープンスタブとから構成されているので、広帯域に高調波整合を図ることができて、広帯域で効率を高めることができるとともに、高調波整合に対する設計自由度を高めることができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）１は入力信号である高周波信号を増幅し、増幅後の高周波信号を整合回路３に出力する。あるいは、整合回路３から出力された高周波信号を入力し、その高周波信号を増幅する。
整合回路３はＦＥＴ１とワイヤ２で電気的に接続されている配線パターン４が表面に形成されており、ＦＥＴ１のインピーダンスを変換する。

整合回路３の表面に形成されている配線パターン４は、ＦＥＴ１とワイヤ２で電気的に接続されている主線路５と、一端が主線路５と接続されて、主線路５の外側に配置されている第１のオープンスタブ６と、一端が主線路５と接続されて、主線路５の外側に配置されており、ＦＥＴ１から発生する２倍波（高調波）のインピーダンスがショートになる寸法の線路長を有する第２のオープンスタブ７とから構成されている。
第２の整合回路９は整合回路３とワイヤ８で電気的に接続されて、整合回路３及びＦＥＴ１のインピーダンスを変換する。

次に動作について説明する。
整合回路３，９は、ＦＥＴ１に対するインピーダンス整合を図るため、ＦＥＴ１のインピーダンス変成をそれぞれ実施して、ＦＥＴ１のインピーダンスを所望のインピーダンスに変換する。
ここで、図２は図１の整合回路３，９の等価回路を示す等価回路図である。ただし、図２では、説明の簡単化のため、ワイヤ２，８については省略している。
図２における線路（１）は図１のオープンスタブ６、線路（２）は図１の主線路５、線路（３）は図１のオープンスタブ７、線路（４）は図１の整合回路９にそれぞれ対応している。
線路（４）の線路長は、基本波において１／４波長（λ／４）となっている。
また、線路（３）の線路長は、基本波において１／８波長（λ／８）となり、２倍波のインピーダンスはショートとなっている。

基本波の動作について説明する。
図３は基本波における整合回路３，９のインピーダンス変成を示す説明図である。
線路（４）は、基本波において１／４波長の線路長を有しているので、λ／４インピーダンス変成器として動作し、図２の５０Ω負荷は、線路（４）によって、Ｚｄ＠ｆｏにインピーダンス変成される。
線路（３）は、基本波においてキャパシタとして作用するので、線路（４）によりインピーダンス変成されたＺｄ＠ｆｏは定コンダクタンス円上を動き、線路（３）によって、Ｚｃ＠ｆｏにインピーダンス変成される

線路（２）は、基本波においてインダクタとして作用するので、線路（３）によりインピーダンス変成されたＺｃ＠ｆｏは、インダクタンスが増加する方向に動き、線路（２）によって、Ｚｂ＠ｆｏにインピーダンス変成される。
線路（１）は、基本波においてキャパシタとして作用するので、線路（２）によりインピーダンス変成されたＺｂ＠ｆｏは、線路（１）によって、最適インピーダンスＺａ＠ｆｏにインピーダンス変成される。

次に、ＦＥＴ１から発生する２倍波の動作について説明する。
図４は２倍波における整合回路３，９のインピーダンス変成を示す説明図である。
線路（３）は、２倍波においてインピーダンスがショートとなる線路長を有しているので、Ｚｃ＠２ｆｏはショートである。
ショートであるＺｃ＠２ｆｏは、線路（２）のインダクタの作用によって、Ｚｂ＠２ｆｏにインピーダンス変成される。
線路（２）によりインピーダンス変成されたＺｂ＠２ｆｏは、線路（１）のキャパシタの作用により最適インピーダンスＺａ＠２ｆｏにインピーダンス変成される。
つまり、整合回路３，９では、線路（３）により形成された２倍波ショートをインピーダンス変成することで高調波整合を行っており、基本波及び二倍波の双方に対して整合をとることができる。

なお、２倍波（２ｆｏ）のショートを形成する線路（３）は、上述したように、図１のオープンスタブ７に対応しており、図１のオープンスタブ７は、高周波の電流が集中する主線路５の外側に配置されているので、広帯域にショートを形成することができる。
整合回路３は、広帯域に形成したショートをインピーダンス変成するので、広帯域に高調波整合をとることができ、広帯域に増幅器の効率を高めることができる。
また、広帯域にショートを形成しているので、ＦＥＴ１から生じる２倍波を広帯域に反射することができ、増幅器から外部に漏れる２倍波を広帯域に抑制することができる。

また、整合回路３，９は、図４を見ると分かるように、２倍波（２ｆｏ）の最適インピーダンスがショートからずれていても、線路（１）の線路長を調整することにより、容易に整合をとることができる。
線路（１）の線路長はレイアウトの制限が小さいので、整合回路３の設計自由度は大きい。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、整合回路３の表面に形成されている配線パターン４が、ＦＥＴ１と電気的に接続されている主線路５と、一端が主線路５と接続されて、主線路５の外側に配置されているオープンスタブ６と、一端が主線路５と接続されて、主線路５の外側に配置されており、ＦＥＴ１から発生する高調波のインピーダンスがショートになる寸法の線路長を有するオープンスタブ７とから構成されているので、広帯域に高調波整合を図ることができて、広帯域で効率を高めることができるとともに、高調波整合に対する設計自由度を高めることができる効果を奏する。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
オープンスタブ１０は図１のオープンスタブ７に相当するオープンスタブである。
上記実施の形態１では、線路幅が均一のオープンスタブ７を主線路５に接続しているものについて示したが、図５に示すように、オープンスタブ１０における先端部分１０ａの線路幅を、主線路５に対する接続部分１０ｂの線路幅より広くするようにしてもよい。
この場合、オープンスタブ１０の接続部分１０ｂの特性インピーダンスが高くなり、オープンスタブ１０の先端部分１０ａの特性インピーダンスが低くなる。

このように、オープンスタブ１０における先端部分１０ａの線路幅を、主線路５に対する接続部分１０ｂの線路幅より広くすることにより、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができるほか、回路の小型化を図ることができる効果を奏する。

この実施の形態２では、オープンスタブ１０における先端部分１０ａの線路幅を、主線路５に対する接続部分１０ｂの線路幅より広くするものについて示したが、オープンスタブ６における先端部分の線路幅を、主線路５に対する接続部分の線路幅より広くするようにしてもよい。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
オープンスタブ６ａは図１のオープンスタブ６に相当するオープンスタブである。
オープンスタブ６ｂはオープンスタブ６ａと同じ線路長を有しており、主線路５に対してオープンスタブ６ａと対称に配置されている。
オープンスタブ７ａは図１のオープンスタブ７に相当するオープンスタブである。
オープンスタブ７ｂはオープンスタブ７ａと同じ線路長を有しており、主線路５に対してオープンスタブ７ａと対称に配置されている。

上記実施の形態１，２では、図中、主線路５の上側だけにオープンスタブ６，７，１０を配置しているものについて示したが、図６に示すように、主線路５に対して、オープンスタブ６ａ，７ａとオープンスタブ６ｂ，７ｂを対称に配置するようにしてもよい。
これにより、上記実施の形態１，２と同様の効果を得ることができるほか、主線路５の電流分布を対称にすることができるため、ＦＥＴ１を均一に動作させることができる効果を奏する。

図７から図１１はこの発明の実施の形態３による他の高周波増幅器を示す構成図である。
上記実施の形態２では、オープンスタブ１０の形状が凸型であるものを示したが、例えば、オープンスタブ１０の先端部分１０ａである低特性インピーダンス線路の形状をテーパ型、扇形、鉤型、Ｌ型などにしてもよい。
これにより、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができるほか、回路の小型化を図ることができるとともに、２倍波のインピーダンスの周波数特性を設計する自由度を高めることができる効果を奏する。

実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
オープンスタブ１１は図１のオープンスタブ６に相当する第１のオープンスタブであるが、オープンスタブ１１の形状がＬ字形である点で、図１のオープンスタブ６と相違している。
オープンスタブ１２は図１のオープンスタブ７に相当する第２のオープンスタブであるが、オープンスタブ１２の形状がＬ字形である点で、図１のオープンスタブ７と相違している。
なお、オープンスタブ１１の先端とオープンスタブ１２の先端が、互いに向かい合う方向に配置されている。

上記実施の形態１では、主線路５の外側にオープンスタブ６，７を配置しているものについて示したが、図１２に示すように、主線路５の外側にＬ字形のオープンスタブ１１，１２を配置するようにしてもよい。
Ｌ字形のオープンスタブ１１，１２を主線路５の外側に配置する場合、オープンスタブ１１，１２の一部（先端部分）が主線路５に対して平行になるため、オープンスタブ１１，１２と主線路５が電磁界結合する。
これにより、主線路５の線路幅を電気的に太くすることができるので、主線路５のインピーダンスを低くすることができる。
よって、ＦＥＴ１の近傍に低インピーダンス線路を配置することができるので、基本波に対して広帯域に整合をとることができる効果を奏する。

実施の形態５．
図１３はこの発明の実施の形態５による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
上記実施の形態１〜４では、オープンスタブ７，７ａ，１０，１２が主線路５の端部より中央側（図中、右側）に接続されているものについて示したが、図１３に示すように、例えば、オープンスタブ１０が主線路５の端部５ａに接続されているようにしてもよい。

このように、オープンスタブ１０を主線路５の端部５ａに接続することで、整合回路９と主線路５を接続するワイヤ８の打ち位置の自由度を高くすることができる。
ワイヤ８の打ち位置の自由度が高くなれば、２倍波インピーダンスと基本波インピーダンスの調整の簡単化を図ることができる効果を奏する。

なお、図１３の例では、オープンスタブ１１についても、主線路５の端部５ｂに接続されている。
このように、オープンスタブ１１を主線路５の端部５ｂに接続することで、ＦＥＴ１と主線路５を接続するワイヤ２の打ち位置の自由度を高くすることができる。
ワイヤ２の打ち位置の自由度が高くなれば、２倍波インピーダンスと基本波インピーダンスの調整の簡単化を図ることができる効果を奏する。

実施の形態６．
図１４はこの発明の実施の形態６による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
オープンスタブ１１ａは図１２のオープンスタブ１１に相当するオープンスタブである。
オープンスタブ１１ｂはオープンスタブ１１ａと同じ線路長を有しており、主線路５に対してオープンスタブ１１ａと対称に配置されている。

上記実施の形態５では、図中、主線路５の上側だけにオープンスタブ１１を配置しているものについて示したが、図１４に示すように、主線路５に対して、オープンスタブ１１ａとオープンスタブ１１ｂを対称に配置するようにしてもよい。
これにより、上記実施の形態５と同様の効果を得ることができるほか、ＦＥＴ１の近くに配置されたオープンスタブ１１ａ，１１ｂによって、ＦＥＴ１を均一に動作させることができる効果を奏する。

実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
オープンスタブ１２ａは図１２のオープンスタブ１２に相当するオープンスタブである。
オープンスタブ１２ｂはオープンスタブ１２ａと同じ線路長を有しており、主線路５に対してオープンスタブ１２ａと対称に配置されている。

上記実施の形態４では、図中、主線路５の上側だけにオープンスタブ１１，１２を配置しているものについて示したが、図１５に示すように、主線路５に対して、オープンスタブ１１ａ，１２ａとオープンスタブ１１ｂ，１２ｂを対称に配置するようにしてもよい。
これにより、上記実施の形態４と同様の効果を得ることができるほか、主線路５の電流分布を対称にすることができるため、ＦＥＴ１を均一に動作させることができる効果を奏する。

なお、オープンスタブ１１ａ（１１ｂ）の先端とオープンスタブ１２ａ（１２ｂ）の先端が、互いに向かい合う方向に配置されていればよいので、図１６及び図１７に示すように、主線路５からオープンスタブ１１ａ，１２ａ（１１ｂ，１２ｂ）の先端までの距離が異なっていてもよい。
図１６及び図１７の増幅器は、オープンスタブ１１ａ，１１ｂの長さに対して、レイアウトの制限を小さくすることができる。

実施の形態８．
図１８はこの発明の実施の形態８による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
整合回路３の表面には、図１５の配線パターン４に相当する配線パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが並列に配置されている。

上記実施の形態１〜７では、整合回路３の表面に配線パターン４が１つだけ形成されているものについて示したが、例えば、図１８に示すように、整合回路３の表面に複数の配線パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを並列に配置するようにしてもよい。
これにより、上記実施の形態１〜７と同様の効果を得ることができるほか、ゲート幅の大きいＦＥＴ１にも対応することができるようになり、高出力電力を得ることができる効果を奏する。

実施の形態９．
図１９はこの発明の実施の形態９による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
配線パターン４ｂ，４ｃを構成しているオープンスタブ１２ｃ，１２ｄは、図１８のオープンスタブ１２ａ，１２ｂに相当するオープンスタブであるが、配線パターン４ｂ，４ｃを構成しているオープンスタブ１２ｃ，１２ｄの線路幅は、配線パターン４ａ，４ｄを構成しているオープンスタブ１２ａ，１２ｂの線路幅と異なっている。

通常、整合回路３の外側に配置される配線パターン４ａ，４ｄのインピーダンスと、内側に配置される配線パターン４ｂ，４ｃのインピーダンスは異なる。
即ち、整合回路３の外側に配置される配線パターン４ａ，４ｄは、フリンジングの容量が入るため、内側の配線パターン４ｂ，４ｃよりインピーダンスが低くなる。
そこで、この実施の形態９では、配線パターン４ｂ，４ｃを構成しているオープンスタブ１２ｃ，１２ｄの線路幅を配線パターン４ａ，４ｄを構成しているオープンスタブ１２ａ，１２ｂの線路幅よりも太くして、配線パターン４ｂ，４ｃのインピーダンスを下げることにより、配線パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのインピーダンスを等しくしている。

この実施の形態９では、配線パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを構成しているオープンスタブの線路幅を、当該配線パターンの配置位置によって変えることにより、配線パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのインピーダンスを等しくしているので、ＦＥＴ１を均一に動作させることができる効果を奏する。

この実施の形態９では、オープンスタブ１２ｃ，１２ｄの線路幅をオープンスタブ１２ａ，１２ｂの線路幅と変えているものについて示したが、主線路５や、オープンスタブ１１ａ，１１ｂの線路幅を変えることでも、同様の効果を得ることができる。

また、配線パターンの位置によってオープンスタブの線路幅を変えることに加えて、配線パターン内で主線路５に対して対称に配置されているオープンスタブの線路幅を非対称にすることにより、主線路内の電流分布を対称にして、ＦＥＴ１の均一動作を一層図ることもできる。
例えば、オープンスタブ１１ｂは、隣の配線パターンに隣接しているため、オープンスタブ１２ａとオープンスタブ１２ｂの電気的な見え方は異なる。しかし、電気的な見え方が等しくなるように，オープンスタブ１２ｂの線路幅を変えることにより、主線路５内の電流分布を対称にすることができる。
したがって、配線パターン内でもＦＥＴ１の均一動作を図ることができる。同じようにオープンスタブ１２ｃの線路幅を変えることでも同様の効果が得られる。
ここでは、配線パターンの位置によってオープンスタブの線路幅を変えるものについて示したが、配線パターンの位置によってオープンスタブの線路長を変えるようにしてもよく、同様の効果を奏することができる。

実施の形態１０．
図２０はこの発明の実施の形態１０による高周波増幅器を示す構成図であり、図において、図１９と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
アイソレーション抵抗１３は複数の配線パターンの間に配置されている。

上記実施の形態８，９では、整合回路３の表面に複数の配線パターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが並列に配置されているものについて示したが、図２０に示すように、複数の配線パターンの間にアイソレーション抵抗１３を配置するようにしてもよい。
このように、アイソレーション抵抗１３を配置することにより、ループ発振を防止して、増幅器を安定的に動作させることができる効果を奏する。

実施の形態１１．
上記実施の形態１〜１０では、オープンスタブ７の線路長が、高周波信号に含まれている２倍波のインピーダンスがショートになる寸法であるものについて示したが、この実施の形態１１では、オープンスタブ７の線路長がｎ（ｎは整数）倍高調波の１／（４ｎ）波長と実質的に等しいものとする。

オープンスタブ７の長さ寸法が３倍高調波に実質的に等しい場合について説明する。
オープンスタブ７は、主線路５の外側に配置されているので、３倍波に対して広帯域にショートを形成することができる。
その後のインピーダンス変成は、図４で示した２倍波のときのインピーダンス変成と同様である。
３倍波に対して広帯域に整合が取れるので、広帯域に高効率な増幅器を実現することができる。また、２倍波のときと同様に、増幅器から外部への３倍波の漏れを広帯域に抑制することができる。

ここでは、３倍波に対する説明を行ったが、ｎ倍波に対しても、オープンスタブ７の長さ寸法を１／（４ｎ）波長とすることにより、３倍波のときと同様に、増幅器から外部へのｎ倍波の漏れを広帯域に抑制することができる。
また、上記実施の形態１〜１０においても、オープンスタブの長さ寸法を１／（４ｎ）波長とすることにより、ｎ倍波に対して同様の効果が得られる。

なお、実施の形態１〜１１では、増幅器の入力整合回路を例にして説明を行ったが、本発明は出力整合回路に適用することも可能であり、同様の効果を得ることができる。

この発明の実施の形態１による高周波増幅器を示す構成図である。 図１の整合回路３，９の等価回路を示す等価回路図である。 基本波における整合回路３，９のインピーダンス変成を示す説明図である。 ２倍波における整合回路３，９のインピーダンス変成を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による他の高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による他の高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による他の高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による他の高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による他の高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態５による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態６による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態７による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態７による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態７による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態８による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態９による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態１０による高周波増幅器を示す構成図である。 従来の高周波増幅器を示す構成図である。

符号の説明

１ ＦＥＴ（トランジスタ）、２，８ ワイヤ、３ 整合回路、４ 配線パターン、５ 主線路、５ａ，５ｂ 主線路の端部、６，６ａ，６ｂ，１１，１１ａ，１１ｂ オープンスタブ（第１のオープンスタブ）、７，７ａ，７ｂ，１０，１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ オープンスタブ（第２のオープンスタブ）、９ 整合回路（第２の整合回路）、１３ アイソレーション抵抗（抵抗）。

Claims (11)

1. 入力信号を増幅するトランジスタと、上記トランジスタと電気的に接続されている配線パターンが表面に形成されており、上記トランジスタのインピーダンスを変換する整合回路とを備えた高周波増幅器において、上記整合回路の表面に形成されている配線パターンは、上記トランジスタと電気的に接続されている主線路と、一端が上記主線路と接続されて、上記主線路の外側に配置されている第１のオープンスタブと、一端が上記主線路と接続されて、上記主線路の外側に配置されており、上記トランジスタから発生する高調波のインピーダンスがショートになる寸法の線路長を有する第２のオープンスタブとから構成されていることを特徴とする高周波増幅器。
2. 上記整合回路と電気的に接続されて、上記整合回路及びトランジスタのインピーダンスを変換する第２の整合回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の高周波増幅器。
3. 第１及び第２のオープンスタブのうち、少なくとも一方のオープンスタブにおける先端部分の線路幅が、主線路に対する接続部分の線路幅より広くなっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波増幅器。
4. 第１及び第２のオープンスタブの形状がＬ字形であり、上記第１のオープンスタブの先端と上記第２のオープンスタブの先端が、互いに向かい合う方向に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の高周波増幅器。
5. 第１及び第２のオープンスタブのうち、少なくとも一方のオープンスタブが主線路の端部に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の高周波増幅器。
6. 第１のオープンスタブと線路長が同じオープンスタブが、主線路に対して上記第１のオープンスタブと対称に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の高周波増幅器。
7. 第１のオープンスタブと線路長が同じオープンスタブが、主線路に対して上記第１のオープンスタブと対称に配置され、第２のオープンスタブと線路長が同じオープンスタブが、上記主線路に対して上記第２のオープンスタブと対称に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の高周波増幅器。
8. 整合回路の表面に形成されている配線パターンが複数並列に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の高周波増幅器。
9. 複数の配線パターンを構成している第２のオープンスタブの線路幅又は線路長が、当該配線パターンの配置位置によって異なることを特徴とする請求項８記載の高周波増幅器。
10. 複数の配線パターンの間に抵抗が配置されていることを特徴とする請求項８または請求項９記載の高周波増幅器。
11. 第２のオープンスタブの線路長がｎ（ｎは整数）倍高調波の１／（４ｎ）波長と実質的に等しいことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の高周波増幅器。

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