JP2016139656A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
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Abstract
【課題】ドレインフィンガ、ソースフィンガ及びゲートフィンガを長くしても、ループ発振を抑圧することができる小型の電界効果トランジスタを提供する。
【解決手段】ゲートフィンガ7と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード8を構成する。これにより、ドレインフィンガ2、ソースフィンガ4及びゲートフィンガ6を長くして高出力化を図る場合でも、ループ発振を抑圧できる。
【選択図】図1
【解決手段】ゲートフィンガ7と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード8を構成する。これにより、ドレインフィンガ2、ソースフィンガ4及びゲートフィンガ6を長くして高出力化を図る場合でも、ループ発振を抑圧できる。
【選択図】図1
Description
この発明は、高周波の適用が可能な小型の電界効果トランジスタに関するものである。
以下の非特許文献1に開示されている電界効果トランジスタは、ドレインパッドに接続されている複数のドレインフィンガと、ソースパッドに接続され、複数のドレインフィンガと互い違いに配置されている複数のソースフィンガと、ゲートパッドに接続され、ドレインフィンガとソースフィンガの間に配置されている複数のゲートフィンガとから構成されている。
この電界効果トランジスタでは、高出力化を図る場合、ドレインフィンガ、ソースフィンガ及びゲートフィンガを長くするようにしている。
この電界効果トランジスタでは、高出力化を図る場合、ドレインフィンガ、ソースフィンガ及びゲートフィンガを長くするようにしている。
平地 康剛,福田 益美,"GaAs電界効果トランジスタの基礎,"電子情報通信学会,1992.
従来の電界効果トランジスタは以上のように構成されているので、ドレインフィンガ、ソースフィンガ及びゲートフィンガを長くすることで、高出力化を図ることができる。しかし、ドレインフィンガ、ソースフィンガ及びゲートフィンガを長くすることで、電気長が長くなると、ループ発振が発生してしまうことがあるという課題があった。
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、ドレインフィンガ、ソースフィンガ及びゲートフィンガを長くしても、ループ発振を抑圧することができる小型の電界効果トランジスタを得ることを目的とする。
この発明に係る電界効果トランジスタは、ドレインパッドに接続されている複数のドレインフィンガと、ソースパッドに接続され、複数のドレインフィンガと互い違いに配置されている複数の第1のソースフィンガと、ゲートパッドに接続され、ドレインフィンガと第1のソースフィンガの間に配置されている複数の第1のゲートフィンガと、ゲートパッドに接続され、複数の第1のソースフィンガの中で外周に配置されている第1のソースフィンガの外側に配置されている第2のゲートフィンガとを備え、第2のゲートフィンガと外周に配置されている第1のソースフィンガがダイオードを構成するようにしたものである。
この発明によれば、第2のゲートフィンガと外周に配置されている第1のソースフィンガがダイオードを構成するようにしたので、ドレインフィンガ、ソースフィンガ及びゲートフィンガを長くしても、ループ発振を抑圧することができる小型の電界効果トランジスタが得られる効果がある。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電界効果トランジスタを示す構成図である。
図1において、ドレインパッド1は電界効果トランジスタのドレイン端子と接続されている。
ドレインフィンガ2はドレインパッド1に接続されている櫛状のフィンガである。
ソースパッド3は電界効果トランジスタのソース端子と接続されている。
ソースフィンガ4はソースパッド3に接続されている櫛状のフィンガであり、ソースフィンガ4とドレインフィンガ2が互い違いに配置されている。なお、ソースフィンガ4は第1のソースフィンガを構成している。
図1はこの発明の実施の形態1による電界効果トランジスタを示す構成図である。
図1において、ドレインパッド1は電界効果トランジスタのドレイン端子と接続されている。
ドレインフィンガ2はドレインパッド1に接続されている櫛状のフィンガである。
ソースパッド3は電界効果トランジスタのソース端子と接続されている。
ソースフィンガ4はソースパッド3に接続されている櫛状のフィンガであり、ソースフィンガ4とドレインフィンガ2が互い違いに配置されている。なお、ソースフィンガ4は第1のソースフィンガを構成している。
ゲートパッド5は電界効果トランジスタのゲート端子と接続されている。
ゲートフィンガ6はゲートパッド5に接続され、ドレインフィンガ2とソースフィンガ4の間に配置されている。なお、ゲートフィンガ6は第1のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ7はゲートパッド5に接続され、複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4(図1の例では、最も下側に配置されているソースフィンガ4)の外側に配置されている。なお、ゲートフィンガ7は第2のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ7と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード8を構成している。即ち、ゲートフィンガ7がダイオード8のアノード電極の役割を担い、外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード8のカソード電極の役割を担っている。
ゲートフィンガ6はゲートパッド5に接続され、ドレインフィンガ2とソースフィンガ4の間に配置されている。なお、ゲートフィンガ6は第1のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ7はゲートパッド5に接続され、複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4(図1の例では、最も下側に配置されているソースフィンガ4)の外側に配置されている。なお、ゲートフィンガ7は第2のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ7と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード8を構成している。即ち、ゲートフィンガ7がダイオード8のアノード電極の役割を担い、外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード8のカソード電極の役割を担っている。
図2は図1の電界効果トランジスタの等価回路である。
図1の電界効果トランジスタは、複数個のユニットトランジスタ10によって構成されており、各ユニットトランジスタ10のゲート端子間にはインダクタ11又はインダクタ12が接続されている。
また、各ユニットトランジスタ10のソース端子間にはインダクタ13が接続され、各ユニットトランジスタ10のドレイン端子間にはインダクタ14又はインダクタ15が接続されている。
インダクタ16は複数のユニットトランジスタ10のソース端子を束ねた後に接地するための引き回しインダクタである。
なお、ダイオード8はユニットトランジスタ10のゲート端子とソース端子の間に装荷されており、ダイオード8は容量と抵抗が直列に接続されているものと等価であるため、高周波的にはショートに見えて、小さな抵抗とみなすことができる。
図1の電界効果トランジスタは、複数個のユニットトランジスタ10によって構成されており、各ユニットトランジスタ10のゲート端子間にはインダクタ11又はインダクタ12が接続されている。
また、各ユニットトランジスタ10のソース端子間にはインダクタ13が接続され、各ユニットトランジスタ10のドレイン端子間にはインダクタ14又はインダクタ15が接続されている。
インダクタ16は複数のユニットトランジスタ10のソース端子を束ねた後に接地するための引き回しインダクタである。
なお、ダイオード8はユニットトランジスタ10のゲート端子とソース端子の間に装荷されており、ダイオード8は容量と抵抗が直列に接続されているものと等価であるため、高周波的にはショートに見えて、小さな抵抗とみなすことができる。
図3は図1の電界効果トランジスタを構成するユニットトランジスタ10の小信号等価回路である。
ユニットトランジスタ10のゲート端子21とソース端子23の間には、容量31であるCgsと、抵抗32であるRiとが接続され、ユニットトランジスタ10のゲート端子21とドレイン端子22の間には、容量33であるCgdが接続されている。
また、ユニットトランジスタ10のドレイン端子22とソース端子23の間には、電流源34と、抵抗35であるRdsと、容量36であるCdsとが接続されている。
ユニットトランジスタ10のゲート端子21とソース端子23の間には、容量31であるCgsと、抵抗32であるRiとが接続され、ユニットトランジスタ10のゲート端子21とドレイン端子22の間には、容量33であるCgdが接続されている。
また、ユニットトランジスタ10のドレイン端子22とソース端子23の間には、電流源34と、抵抗35であるRdsと、容量36であるCdsとが接続されている。
電流源34から出力される電流Idsの値は、Cgsの両端に印加される電圧振幅VCgsと相互コンダクタンスgmの積になる。
図4はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが1mmである場合のCgs、Ri、Cgd、Rds、Cds及びgmの値を示す説明図である。
図5はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが1mm、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのMSGMAG計算結果を示す説明図である。MSGMAGは電界効果トランジスタの入出力の整合が完全にとられている状態での電界効果トランジスタの利得を示すパラメータである。
また、図6はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが1mm、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのNDF(Normalized Determinant Funciton)解析法による安定性計算結果を示す説明図である。NDF解析法は、多数の能動素子間の安定性を包括的に評価することができる公知の判別法である。
図5及び図6の計算対象の電界効果トランジスタは、ダイオード8が装荷されていない電界効果トランジスタである。
NDF解析法においては、NDF計算結果の軌跡の周波数特性が、ポーラーチャートの中央より左側において、実軸を下から上へ跨ぐ周波数が発振周波数となる。
ユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが1mmで、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタの場合、図6に示すように、実軸を下から上へ跨ぐ周波数がないため、ループ発振が発生しない。
図4はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが1mmである場合のCgs、Ri、Cgd、Rds、Cds及びgmの値を示す説明図である。
図5はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが1mm、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのMSGMAG計算結果を示す説明図である。MSGMAGは電界効果トランジスタの入出力の整合が完全にとられている状態での電界効果トランジスタの利得を示すパラメータである。
また、図6はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが1mm、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのNDF(Normalized Determinant Funciton)解析法による安定性計算結果を示す説明図である。NDF解析法は、多数の能動素子間の安定性を包括的に評価することができる公知の判別法である。
図5及び図6の計算対象の電界効果トランジスタは、ダイオード8が装荷されていない電界効果トランジスタである。
NDF解析法においては、NDF計算結果の軌跡の周波数特性が、ポーラーチャートの中央より左側において、実軸を下から上へ跨ぐ周波数が発振周波数となる。
ユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが1mmで、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタの場合、図6に示すように、実軸を下から上へ跨ぐ周波数がないため、ループ発振が発生しない。
図7はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mm、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのMSGMAG計算結果を示す説明図である。
また、図8はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mm、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのNDF解析法による安定性計算結果を示す説明図である。
図7及び図8の計算対象の電界効果トランジスタは、ダイオード8が装荷されていない電界効果トランジスタである。
ユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mmで、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタの場合、図8に示すように、NDF軌跡の周波数特性が、ポーラーチャートの中央より左側である周波数18.83GHzにおいて、実軸を下から上へ跨いでいるため、ループ発振が発生する。
また、図8はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mm、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのNDF解析法による安定性計算結果を示す説明図である。
図7及び図8の計算対象の電界効果トランジスタは、ダイオード8が装荷されていない電界効果トランジスタである。
ユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mmで、ゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタの場合、図8に示すように、NDF軌跡の周波数特性が、ポーラーチャートの中央より左側である周波数18.83GHzにおいて、実軸を下から上へ跨いでいるため、ループ発振が発生する。
上記の安定性計算結果からも分かるように、ユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さを拡大すると、電界効果トランジスタの全体を見たループの電気長が長くなるため、ループ条件を満たしてループ発振が生じる。
図9は電界効果トランジスタの全体を見たループを示す説明図である。図9において、40が電界効果トランジスタの全体を見たループである。
図9のように、ループ発振が生じる電界効果トランジスタであっても、ダイオード8を図2のように接続すると、ダイオード8の容量成分によってループ40内に低インピーダンスでの終端が接続されたことと等価になるため、ループ発振が抑圧される。
図9は電界効果トランジスタの全体を見たループを示す説明図である。図9において、40が電界効果トランジスタの全体を見たループである。
図9のように、ループ発振が生じる電界効果トランジスタであっても、ダイオード8を図2のように接続すると、ダイオード8の容量成分によってループ40内に低インピーダンスでの終端が接続されたことと等価になるため、ループ発振が抑圧される。
図10はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mm、ダイオード8が装荷されているゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのMSGMAG計算結果を示す説明図である。
また、図11はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mm、ダイオード8が装荷されているゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのNDF解析法による安定性計算結果を示す説明図である。
ダイオード8を装荷している電界効果トランジスタの場合、ユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mmで、ゲートフィンガ数が6であっても、図11に示すように、ポーラーチャートの中央より左側において、実軸を下から上へ跨ぐ周波数がないため、ループ発振が発生しない。
また、図11はユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mm、ダイオード8が装荷されているゲートフィンガ数が6の電界効果トランジスタのNDF解析法による安定性計算結果を示す説明図である。
ダイオード8を装荷している電界効果トランジスタの場合、ユニットトランジスタ10のゲートフィンガの長さが3mmで、ゲートフィンガ数が6であっても、図11に示すように、ポーラーチャートの中央より左側において、実軸を下から上へ跨ぐ周波数がないため、ループ発振が発生しない。
以上より、ダイオード8を図2のように接続することで、ループ発振を抑圧することができることが分かるが、このようにダイオード8を接続する方法を用いる場合、例えば、単純にコンデンサを接続する方法と比較して、いくつかの利点が挙げられる。
(1)大信号動作時の安定化を図ることができる。
一般的な電界効果トランジスタは、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加されて、ゲート電圧が高くなると、ゲート端子21とドレイン端子22の間の容量33であるCgdが大きくなる(帰還容量が大きくなる)ことが知られている。帰還容量が大きくなると、電界効果トランジスタにおいて、ドレイン側からゲート側に伝達される電力が大きくなるために発振が生じ易くなる。
ダイオード8は、ゲート端子21とソース端子23の間に順方向に接続されているため、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加された際、ゲート電圧が高くなって順方向電圧を超えると、ゲート側からソース側に電流が流れるため、抵抗とみなすことができる。
この抵抗の値をダイオード8の容量によるインピーダンスよりも低インピーダンスとすることで、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加される大信号動作時において、より低インピーダンスでの終端がループ40に接続されたことと等価になり、安定化を図ることが可能になる。
(1)大信号動作時の安定化を図ることができる。
一般的な電界効果トランジスタは、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加されて、ゲート電圧が高くなると、ゲート端子21とドレイン端子22の間の容量33であるCgdが大きくなる(帰還容量が大きくなる)ことが知られている。帰還容量が大きくなると、電界効果トランジスタにおいて、ドレイン側からゲート側に伝達される電力が大きくなるために発振が生じ易くなる。
ダイオード8は、ゲート端子21とソース端子23の間に順方向に接続されているため、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加された際、ゲート電圧が高くなって順方向電圧を超えると、ゲート側からソース側に電流が流れるため、抵抗とみなすことができる。
この抵抗の値をダイオード8の容量によるインピーダンスよりも低インピーダンスとすることで、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加される大信号動作時において、より低インピーダンスでの終端がループ40に接続されたことと等価になり、安定化を図ることが可能になる。
(2)回路面積を小さくすることができる。
一般的なICプロセスにおいて、MIMキャパシタなどのコンデンサの単位面積当りの容量は、電界効果トランジスタのゲート−ソース間容量、つまりダイオード8の単位面積当りの容量より小さい。そのため、ダイオード8を用いることで電界効果トランジスタの小型化を実現することができる。
一般的なICプロセスにおいて、MIMキャパシタなどのコンデンサの単位面積当りの容量は、電界効果トランジスタのゲート−ソース間容量、つまりダイオード8の単位面積当りの容量より小さい。そのため、ダイオード8を用いることで電界効果トランジスタの小型化を実現することができる。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、ゲートフィンガ7と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード8を構成するようにしたので、ドレインフィンガ2、ソースフィンガ4及びゲートフィンガ6を長くして高出力化を図る場合でも、ループ発振を抑圧することができる小型の電界効果トランジスタが得られる効果がある。
この実施の形態1では、1つのダイオード8を電界効果トランジスタに接続しているものを示したが、2つのダイオードを電界効果トランジスタに接続するようにしてもよい。
図12はこの発明の実施の形態1による他の電界効果トランジスタを示す構成図である。
図12の例では、ソースパッド3に接続されて、ゲートフィンガ7の外側に配置されているソースフィンガ51(第2のソースフィンガ)を備えている。
図12の電界効果トランジスタでは、図1の電界効果トランジスタと同様に、ゲートフィンガ7と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオードを構成する他に、ゲートフィンガ7とソースフィンガ51がダイオードを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群52を接続していることになる。
図12はこの発明の実施の形態1による他の電界効果トランジスタを示す構成図である。
図12の例では、ソースパッド3に接続されて、ゲートフィンガ7の外側に配置されているソースフィンガ51(第2のソースフィンガ)を備えている。
図12の電界効果トランジスタでは、図1の電界効果トランジスタと同様に、ゲートフィンガ7と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオードを構成する他に、ゲートフィンガ7とソースフィンガ51がダイオードを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群52を接続していることになる。
即ち、ゲートフィンガ7がダイオード群52における一方のダイオードのアノード電極の役割を担い、外周に配置されているソースフィンガ4が一方のダイオードのカソード電極の役割を担っている。
また、ゲートフィンガ7がダイオード群52における他方のダイオードのアノード電極の役割を担い、ソースフィンガ51が他方のダイオードのカソード電極の役割を担っている。
2つのダイオードからなるダイオード群52を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
また、ゲートフィンガ7がダイオード群52における他方のダイオードのアノード電極の役割を担い、ソースフィンガ51が他方のダイオードのカソード電極の役割を担っている。
2つのダイオードからなるダイオード群52を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
実施の形態2.
図13はこの発明の実施の形態2による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図13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。
アノード電極61はダイオード60を構成する第1の電極であり、アノード電極61は複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4(図13の例では、最も下側に配置されているソースフィンガ4)の外側に配置され、一端が外周に配置されているソースフィンガ4の先端に接続されて、他端が当該ソースフィンガ4の基端方向に延びている。
カソード電極62はダイオード60を構成する第2の電極であり、カソード電極62はアノード電極61の外側に配置され、一端がゲートパッド5に接続されて、他端がゲートフィンガ6の先端方向に延びている。
図13はこの発明の実施の形態2による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図13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。
アノード電極61はダイオード60を構成する第1の電極であり、アノード電極61は複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4(図13の例では、最も下側に配置されているソースフィンガ4)の外側に配置され、一端が外周に配置されているソースフィンガ4の先端に接続されて、他端が当該ソースフィンガ4の基端方向に延びている。
カソード電極62はダイオード60を構成する第2の電極であり、カソード電極62はアノード電極61の外側に配置され、一端がゲートパッド5に接続されて、他端がゲートフィンガ6の先端方向に延びている。
図14は図13の電界効果トランジスタの等価回路であり、図14において、図2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。
ダイオード60は、図2に示しているダイオード8と同様に、ユニットトランジスタ10のゲート端子とソース端子の間に装荷されているが、図2に示しているダイオード8と逆向きに接続されている。
即ち、図2に示しているダイオード8の向きは、ノーマリーオンの電界効果トランジスタを想定しているが、図14に示しているダイオード60の向きは、ノーマリーオフの電界効果トランジスタを想定している。
ノーマリーオフの電界効果トランジスタの場合、静状態では常にゲート電圧がソース電圧よりも高いため、図2の回路構成では、ダイオード8に電流が流れてしまう。
そこで、この実施の形態2では、ダイオード8と逆向きにダイオード60を接続することで、静状態でダイオード60に電流が流れないようにしている。これにより、電界効果トランジスタに不要な電流が流れなくなるため、高効率化を図ることができる。
ダイオード60は、図2に示しているダイオード8と同様に、ユニットトランジスタ10のゲート端子とソース端子の間に装荷されているが、図2に示しているダイオード8と逆向きに接続されている。
即ち、図2に示しているダイオード8の向きは、ノーマリーオンの電界効果トランジスタを想定しているが、図14に示しているダイオード60の向きは、ノーマリーオフの電界効果トランジスタを想定している。
ノーマリーオフの電界効果トランジスタの場合、静状態では常にゲート電圧がソース電圧よりも高いため、図2の回路構成では、ダイオード8に電流が流れてしまう。
そこで、この実施の形態2では、ダイオード8と逆向きにダイオード60を接続することで、静状態でダイオード60に電流が流れないようにしている。これにより、電界効果トランジスタに不要な電流が流れなくなるため、高効率化を図ることができる。
また、図14の回路構成では、大きな電圧振幅がゲート側に印加された場合、ダイオード60の負電圧側での電圧スイングによって、アノード電極61からカソード電極62に電流が流れるため、ダイオード60を抵抗とみなすことができる。
この抵抗の値をダイオード60の容量によるインピーダンスよりも低インピーダンスとすることで、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加される大信号動作時において、より低インピーダンスでの終端がループ40に接続されたことと等価になり、安定化を図ることが可能になる。
この抵抗の値をダイオード60の容量によるインピーダンスよりも低インピーダンスとすることで、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加される大信号動作時において、より低インピーダンスでの終端がループ40に接続されたことと等価になり、安定化を図ることが可能になる。
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、ソースフィンガ4の外側に配置され、一端が外周に配置されているソースフィンガ4の先端に接続されて、他端がソースフィンガ4の基端方向に延びているアノード電極61と、アノード電極61の外側に配置され、一端がゲートパッド5に接続されて、他端がゲートフィンガ6の先端方向に延びているカソード電極62とがダイオード60を構成するようにしたので、ドレインフィンガ2、ソースフィンガ4及びゲートフィンガ6を長くして高出力化を図る場合でも、ループ発振を抑圧することができる小型の電界効果トランジスタが得られる効果がある。
この実施の形態2では、1つのダイオード60を電界効果トランジスタに接続しているものを示したが、2つのダイオードを電界効果トランジスタに接続するようにしてもよい。
図15はこの発明の実施の形態2による他の電界効果トランジスタを示す構成図であり、図15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。
アノード電極63はカソード電極62の外側に配置され、一端がソースパッド3に接続されて、他端がソースフィンガ4の先端方向に延びている。なお、アノード電極63は第3の電極を構成している。
図15の電界効果トランジスタでは、図13の電界効果トランジスタと同様に、アノード電極61とカソード電極62がトランジスタを構成する他に、アノード電極63とカソード電極62がトランジスタを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群64を接続していることになる。
2つのダイオードからなるダイオード群64を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
図15はこの発明の実施の形態2による他の電界効果トランジスタを示す構成図であり、図15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。
アノード電極63はカソード電極62の外側に配置され、一端がソースパッド3に接続されて、他端がソースフィンガ4の先端方向に延びている。なお、アノード電極63は第3の電極を構成している。
図15の電界効果トランジスタでは、図13の電界効果トランジスタと同様に、アノード電極61とカソード電極62がトランジスタを構成する他に、アノード電極63とカソード電極62がトランジスタを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群64を接続していることになる。
2つのダイオードからなるダイオード群64を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
図15の電界効果トランジスタでは、2つのダイオードからなるダイオード群64を接続しているものを示したが、更に多くのダイオードを接続するようにしてもよい。
図16はこの発明の実施の形態2による他の電界効果トランジスタを示す構成図であり、図16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。
ゲートフィンガ71はゲートパッド5に接続され、複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4(図16の例では、上から4番目に配置されているソースフィンガ4)とアノード電極61の間に配置されている。なお、ゲートフィンガ71は第2のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ71と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード72を構成している。即ち、ゲートフィンガ71がダイオード72のアノード電極の役割を担い、外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード72のカソード電極の役割を担っている。
ゲートフィンガ71とアノード電極61の間には素子分離領域73が配置されている。素子分離領域73はゲートフィンガ71とアノード電極61を電気的に分離するための領域である。例えば、半導体内部にアイソレーションを注入することで、ゲートフィンガ71とアノード電極61を電気的に分離する素子分離領域73を形成することができる。
図16はこの発明の実施の形態2による他の電界効果トランジスタを示す構成図であり、図16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。
ゲートフィンガ71はゲートパッド5に接続され、複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4(図16の例では、上から4番目に配置されているソースフィンガ4)とアノード電極61の間に配置されている。なお、ゲートフィンガ71は第2のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ71と外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード72を構成している。即ち、ゲートフィンガ71がダイオード72のアノード電極の役割を担い、外周に配置されているソースフィンガ4がダイオード72のカソード電極の役割を担っている。
ゲートフィンガ71とアノード電極61の間には素子分離領域73が配置されている。素子分離領域73はゲートフィンガ71とアノード電極61を電気的に分離するための領域である。例えば、半導体内部にアイソレーションを注入することで、ゲートフィンガ71とアノード電極61を電気的に分離する素子分離領域73を形成することができる。
ソースフィンガ74はカソード電極62の外側に配置され、一端が外周に配置されているソースフィンガ4の先端に接続されて、他端が外周に配置されているソースフィンガ4の基端方向に延びている。なお、ソースフィンガ74は第2のソースフィンガを構成している。
ゲートフィンガ75はゲートパッド5に接続され、ソースフィンガ74の外側に配置されている。なお、ゲートフィンガ75は第3のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ75とソースフィンガ74がダイオード76を構成している。即ち、ゲートフィンガ75がダイオード76のアノード電極の役割を担い、ソースフィンガ74がダイオード76のカソード電極の役割を担っている。
ゲートフィンガ75はゲートパッド5に接続され、ソースフィンガ74の外側に配置されている。なお、ゲートフィンガ75は第3のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ75とソースフィンガ74がダイオード76を構成している。即ち、ゲートフィンガ75がダイオード76のアノード電極の役割を担い、ソースフィンガ74がダイオード76のカソード電極の役割を担っている。
アノード電極77はカソード電極62とソースフィンガ74の間に配置され、一端がソースフィンガ74の基端部分に接続されて、他端がソースフィンガ74の先端方向に延びている。なお、アノード電極77は第4の電極を構成している。
アノード電極61とカソード電極62がダイオードを構成するとともに、アノード電極77とカソード電極62がダイオードを構成し、この2つのダイオードがダイオード群78をなしている。
アノード電極61とカソード電極62がダイオードを構成するとともに、アノード電極77とカソード電極62がダイオードを構成し、この2つのダイオードがダイオード群78をなしている。
図16のように、複数のダイオードを電界効果トランジスタに装荷することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
図16の電界効果トランジスタでは、複数のダイオードを装荷しているが、図17及び図18に示すように、互いの向きが異なる2つのダイオード60,72を接続するようにしてもよい。
ダイオード60とダイオード72の向きが異なる場合、ダイオード60又はダイオード72のいずれかに電流が流れることになるため、図1や図13の電界効果トランジスタより効率が若干下がることがあるが、ダイオード60においては、負電圧側での電圧スイングによって、アノード電極61からカソード電極62に電流が流れるため、ダイオード60を抵抗とみなすことができる。一方、ダイオード72においては、正電圧側での電圧スイングによって、ゲートフィンガ71からソースフィンガ4に電流が流れるため、ダイオード72を抵抗とみなすことができる。
即ち、互いの向きが異なる2つのダイオード60,72を接続することで、電圧振幅の正電圧側と負電圧側の双方に対して抵抗を見せることができるため、ダイオード60,72の抵抗の値をダイオード60,72の容量値によるインピーダンスよりも低インピーダンスとした場合、1つのダイオードを装荷している場合よりも、大きな電圧振幅がゲート側に印加される大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を高めることができる。
ダイオード60とダイオード72の向きが異なる場合、ダイオード60又はダイオード72のいずれかに電流が流れることになるため、図1や図13の電界効果トランジスタより効率が若干下がることがあるが、ダイオード60においては、負電圧側での電圧スイングによって、アノード電極61からカソード電極62に電流が流れるため、ダイオード60を抵抗とみなすことができる。一方、ダイオード72においては、正電圧側での電圧スイングによって、ゲートフィンガ71からソースフィンガ4に電流が流れるため、ダイオード72を抵抗とみなすことができる。
即ち、互いの向きが異なる2つのダイオード60,72を接続することで、電圧振幅の正電圧側と負電圧側の双方に対して抵抗を見せることができるため、ダイオード60,72の抵抗の値をダイオード60,72の容量値によるインピーダンスよりも低インピーダンスとした場合、1つのダイオードを装荷している場合よりも、大きな電圧振幅がゲート側に印加される大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を高めることができる。
実施の形態3.
図19はこの発明の実施の形態3による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図19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。
この実施の形態3では、ドレインフィンガ2は第1のドレインフィンガを構成している。
ドレインフィンガ81はドレインパッド1に接続され、複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4(図19の例では、最も下側に配置されているソースフィンガ4)の外側に配置されている。なお、ドレインフィンガ81は第2のドレインフィンガを構成している。
アノード電極82は外周に配置されているソースフィンガ4とドレインフィンガ81の間に配置され、一端が外周に配置されているソースフィンガ4の基端部分に接続されて、他端が当該ソースフィンガ4の先端方向に延びている。なお、アノード電極82は第1の電極を構成している。
ドレインフィンガ81がダイオード83のカソード電極の役割を担っており、アノード電極82とドレインフィンガ81がダイオード83を構成している。
図19はこの発明の実施の形態3による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図19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。
この実施の形態3では、ドレインフィンガ2は第1のドレインフィンガを構成している。
ドレインフィンガ81はドレインパッド1に接続され、複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4(図19の例では、最も下側に配置されているソースフィンガ4)の外側に配置されている。なお、ドレインフィンガ81は第2のドレインフィンガを構成している。
アノード電極82は外周に配置されているソースフィンガ4とドレインフィンガ81の間に配置され、一端が外周に配置されているソースフィンガ4の基端部分に接続されて、他端が当該ソースフィンガ4の先端方向に延びている。なお、アノード電極82は第1の電極を構成している。
ドレインフィンガ81がダイオード83のカソード電極の役割を担っており、アノード電極82とドレインフィンガ81がダイオード83を構成している。
図20は図19の電界効果トランジスタの等価回路であり、図20において、図2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1,2のダイオード8や60などは、電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子間に接続されているが、この実施の形態3のダイオード83は、電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子間に接続されている点で相違する。
電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子間に接続される場合、ゲート端子とソース端子間に接続される場合と比べて、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる利点がある。
上記実施の形態1,2のダイオード8や60などは、電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子間に接続されているが、この実施の形態3のダイオード83は、電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子間に接続されている点で相違する。
電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子間に接続される場合、ゲート端子とソース端子間に接続される場合と比べて、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる利点がある。
即ち、電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子間にダイオード8や60などが接続される場合、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加されると、ダイオード8や60などに電流が流れて、電界効果トランジスタの効率が低下する。
これに対して、電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子間にダイオード83が接続される場合、ダイオード83は、常に逆方向バイアスがかかるため、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加されても、ダイオード83に電流が流れない。したがって、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる。
なお、ダイオード83が電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子間に接続される場合でも、低インピーダンスでの終端がループ40に接続されたことと等価になり、安定化を図ることが可能になる。
これに対して、電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子間にダイオード83が接続される場合、ダイオード83は、常に逆方向バイアスがかかるため、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加されても、ダイオード83に電流が流れない。したがって、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる。
なお、ダイオード83が電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子間に接続される場合でも、低インピーダンスでの終端がループ40に接続されたことと等価になり、安定化を図ることが可能になる。
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、ドレインパッド1に接続され、複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ4の外側に配置されているドレインフィンガ81と、外周に配置されているソースフィンガ4とドレインフィンガ81の間に配置され、一端が外周に配置されているソースフィンガ4の基端部分に接続されて、他端が当該ソースフィンガ4の先端方向に延びているアノード電極82とがダイオード83を構成するようにしたので、ドレインフィンガ2、ソースフィンガ4及びゲートフィンガ6を長くして高出力化を図る場合でも、ループ発振を抑圧することができる小型の電界効果トランジスタが得られる効果がある。また、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる効果がある。
この実施の形態3では、1つのダイオード83を電界効果トランジスタに接続しているものを示したが、2つのダイオードを電界効果トランジスタに接続するようにしてもよい。
図21はこの発明の実施の形態3による他の電界効果トランジスタを示す構成図である。
図21の例では、ドレインフィンガ81の外側に配置され、一端がソースパッド3と接続されて、他端がドレインフィンガ81の基端方向に延びているアノード電極84(第2の電極)を備えている。
図21の電界効果トランジスタでは、図19の電界効果トランジスタと同様にアノード電極82とドレインフィンガ81がダイオードを構成する他に、アノード電極84とドレインフィンガ81がダイオードを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群85を接続していることになる。
図21はこの発明の実施の形態3による他の電界効果トランジスタを示す構成図である。
図21の例では、ドレインフィンガ81の外側に配置され、一端がソースパッド3と接続されて、他端がドレインフィンガ81の基端方向に延びているアノード電極84(第2の電極)を備えている。
図21の電界効果トランジスタでは、図19の電界効果トランジスタと同様にアノード電極82とドレインフィンガ81がダイオードを構成する他に、アノード電極84とドレインフィンガ81がダイオードを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群85を接続していることになる。
即ち、ドレインフィンガ81がダイオード群85における一方のダイオードのカソード電極の役割を担い、また、ドレインフィンガ81がダイオード群85における他方のダイオードのカソード電極の役割を担っている。
2つのダイオードからなるダイオード群85を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
2つのダイオードからなるダイオード群85を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
実施の形態4.
図22はこの発明の実施の形態4による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図22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。
この実施の形態4では、ゲートフィンガ6は第1のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ91はゲートパッド5に接続され、複数のドレインフィンガ2の中で外周に配置されているドレインフィンガ(図22の例では、最も下側に配置されているドレインフィンガ)の外側に配置されている。なお、ゲートフィンガ91は第2のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ91と外周に配置されているドレインフィンガ2がダイオード92を構成している。即ち、ゲートフィンガ91がダイオード92のアノード電極の役割を担い、外周に配置されているドレインフィンガ2がダイオード92のカソード電極の役割を担っている。
図22はこの発明の実施の形態4による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図22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。
この実施の形態4では、ゲートフィンガ6は第1のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ91はゲートパッド5に接続され、複数のドレインフィンガ2の中で外周に配置されているドレインフィンガ(図22の例では、最も下側に配置されているドレインフィンガ)の外側に配置されている。なお、ゲートフィンガ91は第2のゲートフィンガを構成している。
ゲートフィンガ91と外周に配置されているドレインフィンガ2がダイオード92を構成している。即ち、ゲートフィンガ91がダイオード92のアノード電極の役割を担い、外周に配置されているドレインフィンガ2がダイオード92のカソード電極の役割を担っている。
図23は図22の電界効果トランジスタの等価回路である。
上記実施の形態1,2のダイオード8や60などは、電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子間に接続されているが、この実施の形態4のダイオード92は、電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間に接続されている点で相違する。
電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間に接続される場合、ゲート端子とソース端子間に接続される場合と比べて、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる利点がある。
上記実施の形態1,2のダイオード8や60などは、電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子間に接続されているが、この実施の形態4のダイオード92は、電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間に接続されている点で相違する。
電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間に接続される場合、ゲート端子とソース端子間に接続される場合と比べて、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる利点がある。
即ち、電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子間にダイオード8や60などが接続される場合、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加されると、ダイオード8や60などに電流が流れて、電界効果トランジスタの効率が低下する。
これに対して、電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間にダイオード92が接続される場合、ダイオード92は、常に逆方向バイアスがかかるため、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加されても、ダイオード83に電流が流れない。したがって、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる。
また、ゲート端子とドレイン端子間にダイオード92が接続される場合、特にループ発振が問題となる高周波でダイオード92の容量値によるインピーダンスが低くなるため、ゲート振幅に対する逆位相の信号をドレイン側から帰還して打ち消すことができる。その結果、ループ発振が問題となる高周波で利得を低減させて発振を抑圧することができる。
なお、ダイオード92が電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間に接続される場合でも、低インピーダンスでの終端がループ40に接続されたことと等価になり、安定化を図ることが可能になる。
これに対して、電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間にダイオード92が接続される場合、ダイオード92は、常に逆方向バイアスがかかるため、大きな電圧振幅がゲート端子21に印加されても、ダイオード83に電流が流れない。したがって、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる。
また、ゲート端子とドレイン端子間にダイオード92が接続される場合、特にループ発振が問題となる高周波でダイオード92の容量値によるインピーダンスが低くなるため、ゲート振幅に対する逆位相の信号をドレイン側から帰還して打ち消すことができる。その結果、ループ発振が問題となる高周波で利得を低減させて発振を抑圧することができる。
なお、ダイオード92が電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間に接続される場合でも、低インピーダンスでの終端がループ40に接続されたことと等価になり、安定化を図ることが可能になる。
以上で明らかなように、この実施の形態4によれば、ゲートパッド5に接続され、複数のドレインフィンガ2の中で外周に配置されているドレインフィンガの外側に配置されているゲートフィンガ91を備え、ゲートフィンガ91と外周に配置されているドレインフィンガ2がダイオード92を構成しているので、ドレインフィンガ2、ソースフィンガ4及びゲートフィンガ6を長くして高出力化を図る場合でも、ループ発振を抑圧することができる小型の電界効果トランジスタが得られる効果がある。特に高周波でのループ発振を抑圧することができる効果がある。また、大信号動作時における電界効果トランジスタの効率が高くなる効果がある。
この実施の形態4では、1つのダイオード92を電界効果トランジスタに接続しているものを示したが、2つのダイオードを電界効果トランジスタに接続するようにしてもよい。
図24はこの発明の実施の形態4による他の電界効果トランジスタを示す構成図である。
図24の電界効果トランジスタでは、図22の電界効果トランジスタと同様に、ゲートフィンガ91と外周に配置されているドレインフィンガ2がダイオードを構成する他に、ゲートフィンガ91とドレインフィンガ81がダイオードを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群93を接続していることになる。
図24はこの発明の実施の形態4による他の電界効果トランジスタを示す構成図である。
図24の電界効果トランジスタでは、図22の電界効果トランジスタと同様に、ゲートフィンガ91と外周に配置されているドレインフィンガ2がダイオードを構成する他に、ゲートフィンガ91とドレインフィンガ81がダイオードを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群93を接続していることになる。
即ち、ゲートフィンガ91がダイオード群93における一方のダイオードのアノード電極の役割を担い、外周に配置されているドレインフィンガ2が一方のダイオードのカソード電極の役割を担っている。また、ゲートフィンガ91がダイオード群93における他方のダイオードのアノード電極の役割を担い、ドレインフィンガ81が他方のダイオードのカソード電極の役割を担っている。
2つのダイオードからなるダイオード群93を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
2つのダイオードからなるダイオード群93を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
実施の形態5.
図25はこの発明の実施の形態5による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図25において、図16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。
アノード電極101は複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ(図25の例では、最も下側に配置されているソースフィンガ4)の外側に配置され、一端がドレインパッド1に接続されて、他端がソースフィンガ4の基端方向に延びている。なお、アノード電極101は第1の電極を構成している。
アノード電極101とカソード電極62がダイオード102を構成している。
図25はこの発明の実施の形態5による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図25において、図16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。
アノード電極101は複数のソースフィンガ4の中で外周に配置されているソースフィンガ(図25の例では、最も下側に配置されているソースフィンガ4)の外側に配置され、一端がドレインパッド1に接続されて、他端がソースフィンガ4の基端方向に延びている。なお、アノード電極101は第1の電極を構成している。
アノード電極101とカソード電極62がダイオード102を構成している。
図26は図25の電界効果トランジスタの等価回路である。
この実施の形態5のダイオード102は、上記実施の形態4のダイオード92と同様に、電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間に接続されているが、ダイオード92と逆向きに接続されている。
このため、この実施の形態5の電界効果トランジスタは、ドレイン電圧がゲート電圧より低い条件で大信号動作をする場合、上記実施の形態4における図22及び図23に示す電界効果トランジスタと同等の効果を得ることができる。
この実施の形態5のダイオード102は、上記実施の形態4のダイオード92と同様に、電界効果トランジスタのゲート端子とドレイン端子間に接続されているが、ダイオード92と逆向きに接続されている。
このため、この実施の形態5の電界効果トランジスタは、ドレイン電圧がゲート電圧より低い条件で大信号動作をする場合、上記実施の形態4における図22及び図23に示す電界効果トランジスタと同等の効果を得ることができる。
この実施の形態5では、1つのダイオード102を電界効果トランジスタに接続しているものを示したが、2つのダイオードを電界効果トランジスタに接続するようにしてもよい。
図27はこの発明の実施の形態5による他の電界効果トランジスタを示す構成図であり、図27において、図25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。
アノード電極103はカソード電極62の外側に配置され、一端がドレインパッド1に接続されて、他端がソースフィンガ4の基端方向に延びている。なお、アノード電極103は第3の電極を構成している。
図27はこの発明の実施の形態5による他の電界効果トランジスタを示す構成図であり、図27において、図25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。
アノード電極103はカソード電極62の外側に配置され、一端がドレインパッド1に接続されて、他端がソースフィンガ4の基端方向に延びている。なお、アノード電極103は第3の電極を構成している。
図27の電界効果トランジスタでは、図25の電界効果トランジスタと同様に、アノード電極101とカソード電極62がトランジスタを構成する他に、アノード電極103とカソード電極62がトランジスタを構成することで、2つのダイオードからなるダイオード群104を接続していることになる。
2つのダイオードからなるダイオード群104を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
2つのダイオードからなるダイオード群104を接続することで、大信号動作時に大きな電圧振幅が各ダイオードに印加された際に流れる電流量を大きくすることができる。これは低抵抗が接続されることと等価であるため、ダイオードを複数化することで大信号動作時の電界効果トランジスタの安定性を更に高めることができる。
実施の形態6.
上記実施の形態1〜5では、1つの電界効果トランジスタにダイオードが接続されているものを示したが、上記実施の形態1〜5における電界効果トランジスタをトランジスタセルとして、複数のトランジスタセルが並列に配置されている電界効果トランジスタを構成するようにしてもよい。
複数のトランジスタセルを並列に配置する際、各トランジスタセルに接続されているダイオードを共用化することで、高出力化を図りながら電界効果トランジスタの小型化を図ることができる。
上記実施の形態1〜5では、1つの電界効果トランジスタにダイオードが接続されているものを示したが、上記実施の形態1〜5における電界効果トランジスタをトランジスタセルとして、複数のトランジスタセルが並列に配置されている電界効果トランジスタを構成するようにしてもよい。
複数のトランジスタセルを並列に配置する際、各トランジスタセルに接続されているダイオードを共用化することで、高出力化を図りながら電界効果トランジスタの小型化を図ることができる。
図28は図1の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード8を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード8を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
図29は図13の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード60を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード60を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
2つのトランジスタセルがダイオード8を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
図29は図13の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード60を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード60を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
図30は図17の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード60を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード60を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
図31は図19の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード83を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード83を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
2つのトランジスタセルがダイオード60を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
図31は図19の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード83を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード83を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
図32は図22の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード92を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード92を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
図33は図25の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード102を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード102を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
2つのトランジスタセルがダイオード92を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
図33は図25の電界効果トランジスタを2セル化して、2つのトランジスタセルがダイオード102を共用している電界効果トランジスタを示す構成図である。
2つのトランジスタセルがダイオード102を共用することで、各トランジスタセルにダイオードをそれぞれ接続する場合よりも小型化を図ることができる。
実施の形態7.
上記実施の形態1〜5では、電界効果トランジスタの片側だけにダイオードを装荷しているものを示したが(図中、電界効果トランジスタの下側にダイオードを接続している)、電界効果トランジスタの両側にダイオードを装荷するようにしてもよい。
例えば、図34〜図39に示すように、電界効果トランジスタの両側にダイオードを装荷することで、ループ40に対する低インピーダンスでの終端をループ40中に2点作ることができるため、電界効果トランジスタの更なる安定化を図ることができる。
上記実施の形態1〜5では、電界効果トランジスタの片側だけにダイオードを装荷しているものを示したが(図中、電界効果トランジスタの下側にダイオードを接続している)、電界効果トランジスタの両側にダイオードを装荷するようにしてもよい。
例えば、図34〜図39に示すように、電界効果トランジスタの両側にダイオードを装荷することで、ループ40に対する低インピーダンスでの終端をループ40中に2点作ることができるため、電界効果トランジスタの更なる安定化を図ることができる。
図34は図1の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード8を装荷した例を示す構成図である。
図35は図13の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード60を装荷した例を示す構成図である。
図36は図17の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード60を装荷した例を示す構成図である。
図37は図19の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード83を装荷した例を示す構成図である。
図38は図22の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード92を装荷した例を示す構成図である。
図39は図25の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード102を装荷した例を示す構成図である。
図35は図13の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード60を装荷した例を示す構成図である。
図36は図17の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード60を装荷した例を示す構成図である。
図37は図19の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード83を装荷した例を示す構成図である。
図38は図22の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード92を装荷した例を示す構成図である。
図39は図25の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの両側にダイオード102を装荷した例を示す構成図である。
実施の形態8.
上記実施の形態1〜5では、電界効果トランジスタの片側にダイオードを装荷しているものを示したが(図中、電界効果トランジスタの下側にダイオードを接続している)、電界効果トランジスタの中央にダイオードを装荷するようにしてもよい。
図40は図1の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの中央にダイオードを装荷した例を示している。
図40の電界効果トランジスタでは、中央付近に配置されている2つのソースフィンガ4の間にドレインフィンガ2が配置されておらず(ドレインフィンガ2は、複数のソースフィンガ4の間のうち、一部のソースフィンガ4の間を除いて、複数のソースフィンガ4の間に配置されている)、その代わりに、ゲートパッド5に接続されているゲートフィンガ111,112が配置されている。ゲートフィンガ111,112は第2のゲートフィンガを構成している。
上記実施の形態1〜5では、電界効果トランジスタの片側にダイオードを装荷しているものを示したが(図中、電界効果トランジスタの下側にダイオードを接続している)、電界効果トランジスタの中央にダイオードを装荷するようにしてもよい。
図40は図1の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの中央にダイオードを装荷した例を示している。
図40の電界効果トランジスタでは、中央付近に配置されている2つのソースフィンガ4の間にドレインフィンガ2が配置されておらず(ドレインフィンガ2は、複数のソースフィンガ4の間のうち、一部のソースフィンガ4の間を除いて、複数のソースフィンガ4の間に配置されている)、その代わりに、ゲートパッド5に接続されているゲートフィンガ111,112が配置されている。ゲートフィンガ111,112は第2のゲートフィンガを構成している。
図40の電界効果トランジスタでは、ゲートフィンガ111と、複数のソースフィンガ4の中でゲートフィンガ111の隣に配置されているソースフィンガ4(図40の例では、上から2番目のソースフィンガ4)とがダイオードを構成している。
また、ゲートフィンガ112と、複数のソースフィンガ4の中でゲートフィンガ112の隣に配置されているソースフィンガ4(図40の例では、上から3番目のソースフィンガ4)とがダイオードを構成している。
上記の2つのダイオードからなるダイオード群113を電界効果トランジスタの中央に装荷しても、図1の電界効果トランジスタと同様の効果を得ることができる。
また、ゲートフィンガ112と、複数のソースフィンガ4の中でゲートフィンガ112の隣に配置されているソースフィンガ4(図40の例では、上から3番目のソースフィンガ4)とがダイオードを構成している。
上記の2つのダイオードからなるダイオード群113を電界効果トランジスタの中央に装荷しても、図1の電界効果トランジスタと同様の効果を得ることができる。
ここでは、図1の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの中央にダイオードを装荷した例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、図13、図17、図19、図22や図25の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタの中央にダイオードを装荷するようにしてもよい。
実施の形態9.
図41はこの発明の実施の形態9による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図41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。
図41の電界効果トランジスタは、ゲートパッド5とソースパッド3がダイオード120を構成している。
上記実施の形態1における図1の電界効果トランジスタでは、ゲートフィンガ7とソースフィンガ4がダイオード8を構成しているが、図41に示すように、ゲートパッド5とソースパッド3がダイオード120を構成するようにしてもよく、図1の電界効果トランジスタと同等の効果を得ることができる。
図41はこの発明の実施の形態9による電界効果トランジスタを示す構成図であり、図41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。
図41の電界効果トランジスタは、ゲートパッド5とソースパッド3がダイオード120を構成している。
上記実施の形態1における図1の電界効果トランジスタでは、ゲートフィンガ7とソースフィンガ4がダイオード8を構成しているが、図41に示すように、ゲートパッド5とソースパッド3がダイオード120を構成するようにしてもよく、図1の電界効果トランジスタと同等の効果を得ることができる。
ここでは、図1の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタにおいて、ゲートパッド5とソースパッド3がダイオード120を構成しているものを示したが、これは一例に過ぎず、例えば、図13、図17、図19、図22や図25の電界効果トランジスタと同じフィンガ構成の電界効果トランジスタにおいて、ゲートパッド5とソースパッド3がダイオード120を構成しているものであってもよい。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
1 ドレインパッド、2 ドレインフィンガ(第1のドレインフィンガ)、3 ソースパッド、4 ソースフィンガ(第1のソースフィンガ)、5 ゲートパッド、6 ゲートフィンガ(第1のゲートフィンガ)、7 ゲートフィンガ(第2のゲートフィンガ)、8 ダイオード、10 ユニットトランジスタ、11〜16 インダクタ、21 ゲート端子、22 ドレイン端子、23 ソース端子、31 容量、32 抵抗、33 容量、34 電流源、35 抵抗、36 容量、40 ループ、51 ソースフィンガ(第2のソースフィンガ)、52 ダイオード群、60 ダイオード、61 アノード電極(第1の電極)、62 カソード電極(第2の電極)、63 アノード電極(第3の電極)、64 ダイオード群、71 ゲートフィンガ(第2のゲートフィンガ)、72 ダイオード、73 素子分離領域、74 ソースフィンガ(第2のソースフィンガ)、75 ゲートフィンガ(第3のゲートフィンガ)、76 ダイオード、77 アノード電極(第4の電極)、78 ダイオード群、81 ドレインフィンガ(第2のドレインフィンガ)、82 アノード電極(第1の電極)、83 ダイオード、84 アノード電極(第2の電極)、85 ダイオード群、91 ゲートフィンガ(第2のゲートフィンガ)、92 ダイオード、93 ダイオード群、101 アノード電極(第1の電極)、102 ダイオード、103 アノード電極(第3の電極)、104 ダイオード群、111,112 ゲートフィンガ(第2のゲートフィンガ)、113 ダイオード群、120 ダイオード。
Claims (15)
- ドレインパッドに接続されている複数のドレインフィンガと、
ソースパッドに接続され、前記複数のドレインフィンガと互い違いに配置されている複数の第1のソースフィンガと、
ゲートパッドに接続され、前記ドレインフィンガと前記第1のソースフィンガの間に配置されている複数の第1のゲートフィンガと、
前記ゲートパッドに接続され、前記複数の第1のソースフィンガの中で外周に配置されている第1のソースフィンガの外側に配置されている第2のゲートフィンガとを備え、
前記第2のゲートフィンガと前記外周に配置されている第1のソースフィンガがダイオードを構成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記ソースパッドに接続され、前記第2のゲートフィンガの外側に配置されている第2のソースフィンガを備え、
前記第2のゲートフィンガと前記第2のソースフィンガがダイオードを構成していることを特徴とする請求項1記載の電界効果トランジスタ。 - ドレインパッドに接続されている複数のドレインフィンガと、
ソースパッドに接続され、前記複数のドレインフィンガと互い違いに配置されている複数の第1のソースフィンガと、
ゲートパッドに接続され、前記ドレインフィンガと前記第1のソースフィンガの間に配置されている複数の第1のゲートフィンガと、
前記複数の第1のソースフィンガの中で外周に配置されている第1のソースフィンガの外側に配置され、一端が前記外周に配置されている第1のソースフィンガの先端に接続されて、他端が当該第1のソースフィンガの基端方向に延びている第1の電極と、
前記第1の電極の外側に配置され、一端が前記ゲートパッドに接続されて、他端が前記第1のゲートフィンガの先端方向に延びている第2の電極とを備え、
前記第1の電極と前記第2の電極がダイオードを構成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記第2の電極の外側に配置され、一端が前記ソースパッドに接続されて、他端が前記第1のソースフィンガの先端方向に延びている第3の電極を備え、
前記第3の電極と前記第2の電極がダイオードを構成していることを特徴とする請求項3記載の電界効果トランジスタ。 - 前記ゲートパッドに接続され、前記外周に配置されている第1のソースフィンガと前記第1の電極の間に配置されている第2のゲートフィンガを備え、
前記第2のゲートフィンガと前記外周に配置されている第1のソースフィンガがダイオードを構成していることを特徴とする請求項3記載の電界効果トランジスタ。 - 前記第2の電極の外側に配置され、一端が前記外周に配置されている第1のソースフィンガの先端に接続されて、他端が当該第1のソースフィンガの基端方向に延びている第2のソースフィンガと、
前記ゲートパッドに接続され、前記第2のソースフィンガの外側に配置されている第3のゲートフィンガとを備え、
前記第3のゲートフィンガと前記第2のソースフィンガがダイオードを構成していることを特徴とする請求項3または請求項5記載の電界効果トランジスタ。 - 前記第2の電極と前記第2のソースフィンガの間に配置され、一端が前記第2のソースフィンガの基端部分に接続されて、他端が前記第2のソースフィンガの先端方向に延びている第4の電極を備え、
前記第4の電極と前記第2の電極がダイオードを構成していることを特徴とする請求項6記載の電界効果トランジスタ。 - ドレインパッドに接続されている複数の第1のドレインフィンガと、
ソースパッドに接続され、前記複数のドレインフィンガと互い違いに配置されている複数のソースフィンガと、
ゲートパッドに接続され、前記第1のドレインフィンガと前記ソースフィンガの間に配置されている複数のゲートフィンガと、
前記ドレインパッドに接続され、前記複数のソースフィンガの中で外周に配置されているソースフィンガの外側に配置されている第2のドレインフィンガと、
前記外周に配置されているソースフィンガと前記第2のドレインフィンガの間に配置され、一端が前記外周に配置されているソースフィンガの基端部分に接続されて、他端が当該ソースフィンガの先端方向に延びている第1の電極とを備え、
前記第1の電極と前記第2のドレインフィンガがダイオードを構成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記第2のドレインフィンガの外側に配置され、一端が前記ソースパッドと接続されて、他端が前記第2のドレインフィンガの基端方向に延びている第2の電極を備え、
前記第2のドレインフィンガと前記第2の電極がダイオードを構成していることを特徴とする請求項8記載の電界効果トランジスタ。 - ドレインパッドに接続されている複数の第1のドレインフィンガと、
ソースパッドに接続され、前記複数の第1のドレインフィンガと互い違いに配置されている複数のソースフィンガと、
ゲートパッドに接続され、前記第1のドレインフィンガと前記ソースフィンガの間に配置されている複数の第1のゲートフィンガと、
前記ゲートパッドに接続され、前記複数の第1のドレインフィンガの中で外周に配置されている第1のドレインフィンガの外側に配置されている第2のゲートフィンガとを備え、
前記第2のゲートフィンガと前記外周に配置されている第1のドレインフィンガがダイオードを構成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記ドレインパッドに接続され、前記第2のゲートフィンガの外側に配置されている第2のドレインフィンガを備え、
前記第2のゲートフィンガと前記第2のドレインフィンガがダイオードを構成していることを特徴とする請求項10記載の電界効果トランジスタ。 - ドレインパッドに接続されている複数のドレインフィンガと、
ソースパッドに接続され、前記複数のドレインフィンガと互い違いに配置されている複数のソースフィンガと、
ゲートパッドに接続され、前記ドレインフィンガと前記ソースフィンガの間に配置されている複数のゲートフィンガと、
前記複数のソースフィンガの中で外周に配置されているソースフィンガの外側に配置され、一端が前記ドレインパッドに接続されて、他端が前記ソースフィンガの基端方向に延びている第1の電極と、
前記第1の電極の外側に配置され、一端が前記ゲートパッドに接続されて、他端が前記ゲートフィンガの先端方向に延びている第2の電極とを備え、
前記第1の電極及び前記第2の電極がダイオードを構成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記第2の電極の外側に配置され、一端が前記ドレインパッドに接続されて、他端が前記ソースフィンガの基端方向に延びている第3の電極を備え、
前記第3の電極及び前記第2の電極がダイオードを構成していることを特徴とする請求項12記載の電界効果トランジスタ。 - ソースパッドに接続されている複数のソースフィンガと、
ドレインパッドに接続されており、前記複数のソースフィンガの間のうち、一部のソースフィンガの間を除いて、前記複数のソースフィンガの間に配置されている複数のドレインフィンガと、
ゲートパッドに接続され、前記ドレインフィンガと前記ソースフィンガの間に配置されている複数の第1のゲートフィンガと、
前記ゲートパッドに接続されており、前記複数のソースフィンガの間のうち、前記ドレインフィンガが配置されていない前記ソースフィンガの間に配置されている第2のゲートフィンガとを備え、
前記第2のゲートフィンガと、前記複数のソースフィンガの中で前記第2のゲートフィンガの隣に配置されているソースフィンガとがダイオードを構成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - ドレインパッドに接続されている複数のドレインフィンガと、
ソースパッドに接続され、前記複数のドレインフィンガと互い違いに配置されている複数のソースフィンガと、
ゲートパッドに接続され、前記ドレインフィンガと前記ソースフィンガの間に配置されている複数のゲートフィンガとを備え、
前記ゲートパッドと前記ソースパッドがダイオードを構成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015012422A JP2016139656A (ja) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | 電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015012422A JP2016139656A (ja) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | 電界効果トランジスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016139656A true JP2016139656A (ja) | 2016-08-04 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015012422A Pending JP2016139656A (ja) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | 電界効果トランジスタ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110233147A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-09-13 | 福建省福联集成电路有限公司 | 一种叠状电感及制作方法 |
-
2015
- 2015-01-26 JP JP2015012422A patent/JP2016139656A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110233147A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-09-13 | 福建省福联集成电路有限公司 | 一种叠状电感及制作方法 |
CN110233147B (zh) * | 2019-05-08 | 2021-03-09 | 福建省福联集成电路有限公司 | 一种叠状电感及制作方法 |
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