JP2771170B2 - Variable damping device - Google Patents

Variable damping device

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JP2771170B2
JP2771170B2 JP63034595A JP3459588A JP2771170B2 JP 2771170 B2 JP2771170 B2 JP 2771170B2 JP 63034595 A JP63034595 A JP 63034595A JP 3459588 A JP3459588 A JP 3459588A JP 2771170 B2 JP2771170 B2 JP 2771170B2
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drain
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microwave
conductor
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孝啓 平岡
利憲 田中
恒雄 徳満
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EI TEI AARU KODENPA TSUSHIN KENKYUSHO KK
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、可変減衰装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a variable damping device.

[従来の技術] 第6図は従来例のマイクロ波可変減衰装置の回路図で
ある。この従来例のマイクロ波可変減衰装置は、ソース
接地の双ゲート電界効果トランジスタ(以下、電界効果
トランジスタをFETという。)DFを用いた可変減衰回路2
02と、入力整合回路201と出力整合回路203を備える。
FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional microwave variable attenuator. This conventional microwave variable attenuator includes a variable attenuator circuit 2 using a common-gate, dual-gate field-effect transistor (hereinafter, a field-effect transistor is referred to as an FET) DF.
02, an input matching circuit 201, and an output matching circuit 203.

第6図において、入力整合回路201及び出力整合回路2
02はそれぞれ、マイクロ波線路21ないし23、及びマイク
ロ波線路26ないし28を備え、入力マイロ波線路10と可変
減衰装置202との間のインピーダンス整合、及び可変減
衰回路202との出力マイクロ波線路18との間のインピー
ダンス整合を行う。
In FIG. 6, an input matching circuit 201 and an output matching circuit 2
02 includes microwave lines 21 to 23 and microwave lines 26 to 28, respectively, for impedance matching between the input miro wave line 10 and the variable attenuator 202, and for the output microwave line 18 with the variable attenuator circuit 202. And impedance matching between.

可変減衰回路202において、双ゲートFET DFの第2の
ゲートはマイクロ波線路24及びバイアス電圧印加用端子
15を介して、バイアス電圧Vcを変化可能に出力する可変
電圧源200に接続され、該端子15はマイクロ波線路25及
び高周波バイパス用キャパシタCoを介してアースに接続
される。ここで、可変電圧源200によりバイアス電圧Vc
を変化させ、該バイアス電圧をバイアス電圧印加端子15
及びマイクロ波線路24を介して双ゲートFET DFの第2の
ゲートに印加することにより、双ゲートFET DFのソース
・ドレイン間のチャネル電流が制御され、これによっ
て、双ゲートFET DFの第1のゲートに印加される電圧と
ドレイン電流の比、すなわち増幅率が変化する。従っ
て、可変減衰回路202は、入力マイクロ波線路10から入
力整合回路201を介して双ゲートFET DFの第1のゲート
に入力されるマイクロ波信号を、上記バイアス電圧Vcに
対応した減衰量で減衰した後、双ゲートFET DFのドレイ
ンから出力整合回路203を介して出力マイクロ波線路18
に出力する。
In the variable attenuation circuit 202, the second gate of the double-gate FET DF is connected to the microwave line 24 and the bias voltage application terminal.
The terminal 15 is connected to the variable voltage source 200 that variably outputs the bias voltage Vc via the terminal 15, and the terminal 15 is connected to the ground via the microwave line 25 and the high-frequency bypass capacitor Co. Here, the bias voltage Vc
And the bias voltage is changed to the bias voltage application terminal 15.
And applying the voltage to the second gate of the double-gate FET DF via the microwave line 24, thereby controlling the channel current between the source and the drain of the double-gate FET DF. The ratio between the voltage applied to the gate and the drain current, that is, the amplification factor changes. Therefore, the variable attenuating circuit 202 attenuates the microwave signal input from the input microwave line 10 to the first gate of the double-gate FET DF via the input matching circuit 201 with an attenuation amount corresponding to the bias voltage Vc. After that, the output microwave line 18 from the drain of the double gate FET DF via the output matching circuit 203
Output to

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述の従来例のマイクロ波可変減衰装
置において、マイクロ波線路21ないし28は減衰させる信
号の波長に依存する長さが必要であるため、マイクロ波
可変減衰装置が比較的大きくなる問題点があった。ま
た、これらの分布定数回路を用いることにより、本質的
に広帯域化することができないという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional microwave variable attenuator, since the microwave lines 21 to 28 need to have a length depending on the wavelength of the signal to be attenuated, the microwave variable attenuator is required. There is a problem that the device becomes relatively large. In addition, there is a problem that the use of these distributed constant circuits cannot essentially increase the bandwidth.

さらに、双ケートFET DFを用いて減衰量の制御を行う
とき、該双ゲートFET DFの第1のゲートの入力インピー
ダンス及びドレインの出力インピーダンスが変化するた
め、上記装置の入出力端における反射損失量が比較的大
きく変化し、該マイクロ波可変減衰装置を入出力線路1
0,18に対して常にインピーダンス整合させることができ
なくなるという問題点があった。
Further, when the attenuation is controlled using the double gate FET DF, the input impedance of the first gate and the output impedance of the drain of the double gate FET DF change. Is relatively large, and the microwave variable attenuator is connected to the input / output line 1
There is a problem that impedance matching cannot always be performed with respect to 0 and 18.

本発明は以上の問題点を解決し、従来例の装置に比較
し小型化することができ、しかもバイアス電圧にかかわ
らず入出力線路に対してそれぞれ良好にインピーダンス
整合させることができる可変減衰装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems and provides a variable attenuator that can be downsized as compared with the conventional device and that can perform good impedance matching for input and output lines regardless of the bias voltage. To provide.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る可変減衰装置は、ソース接地の第1の電
界効果トランジスタと、ソースが上記第1の電界効果ト
ランジスタのドレインに接続される第2の電界効果トラ
ンジスタとを備え、上記第2の電界効果トランジスタの
ゲートに印加するバイアス電圧を変化することにより上
記第1の電界効果トランジスタのゲートに入力される信
号と上記第2の電界効果トランジスタのドレインから出
力される信号との比である減衰量を変化させる可変減衰
装置において、ソースが入力線路に接続されドレインが
上記第1の電界効果トランジスタのゲートに接続される
ゲート接地の第3の電界効果トランジスタと、ゲートが
上記第2の電界効果トランジスタのドレインに接続され
ソースが出力線路に接続されるドレイン接地の第4の電
界効果トランジスタとを備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A variable attenuation device according to the present invention comprises a first field-effect transistor having a common source, and a second field-effect transistor having a source connected to a drain of the first field-effect transistor. A signal input to the gate of the first field-effect transistor and a signal output from the drain of the second field-effect transistor by changing a bias voltage applied to the gate of the second field-effect transistor. A variable attenuator for changing an amount of attenuation that is a ratio of a signal to a third field effect transistor having a source connected to the input line and a drain connected to the gate of the first field effect transistor; Drain ground whose gate is connected to the drain of the second field effect transistor and whose source is connected to the output line And a fourth field-effect transistor.

また、上記可変減衰装置において、好ましくは、上記
第1の電界効果トランジスタのゲートとドレイン間に電
流帰還素子が接続される。
In the variable attenuation device, preferably, a current feedback element is connected between a gate and a drain of the first field effect transistor.

[作用] 以上のように構成することにより、上記第3の電界効
果トランジスタが入力線路を介してソースに入力された
信号をインピーダンス変換して上記第1の電界効果トラ
ンジスタのゲートに出力した後、カスコード接続された
上記第1と第2の電界効果トランジスタは、上記第1の
電界効果トランジスタのゲートに入力された信号を、上
記第2の電界効果トランジスタのゲートに印加されるバ
イアス電圧で決定される所定の減衰量で減衰させ上記第
2の電界効果トランジスタのドレインから上記第4の電
界効果トランジスタのゲートに出力する。次いで、上記
第4の電界効果トランジスタは、上記第2の電界効果ト
ランジスタのドレインから出力される信号をインピーダ
ンス変換して出力線路に出力する。
[Operation] With the configuration described above, after the third field-effect transistor impedance-converts the signal input to the source via the input line and outputs the signal to the gate of the first field-effect transistor, The cascode-connected first and second field-effect transistors determine a signal input to the gate of the first field-effect transistor by a bias voltage applied to the gate of the second field-effect transistor. The signal is attenuated by a predetermined amount of attenuation and output from the drain of the second field effect transistor to the gate of the fourth field effect transistor. Next, the fourth field-effect transistor impedance-converts a signal output from the drain of the second field-effect transistor and outputs the signal to an output line.

ここで、上記第2の電界効果トランジスタのゲートに
印加されるバイアス電圧を変化することにより、上記入
力線路と上記出力線路間の減衰量が変化する。このと
き、上記第1の電界効果トランジスタのゲート及び上記
第2の電界効果トランジスタのドサインにおけるインピ
ーダンスが変化しても、上記第3の電界効果トランジス
タと上記第4の電界効果トランジスタのそれぞれのイン
ピーダンス変換作用と非可逆性によって、上記入力線路
及び上記出力線路に対して、良好にインピーダンス整合
させることができる。
Here, by changing the bias voltage applied to the gate of the second field-effect transistor, the attenuation between the input line and the output line changes. At this time, even if the impedance of the gate of the first field-effect transistor and the impedance of the sign of the second field-effect transistor change, the impedance conversion of the third field-effect transistor and the impedance of the fourth field-effect transistor respectively change. By the action and the irreversibility, the impedance matching can be favorably performed on the input line and the output line.

以上の構成に加えて、上記第1の電界効果トランジス
タのゲートとドレイン間に電流帰還素子を接続すること
により、上記第1の電界効果トランジスタにおける非線
形歪みを大幅に改善することができる。
In addition to the above configuration, by connecting a current feedback element between the gate and the drain of the first field-effect transistor, nonlinear distortion in the first field-effect transistor can be significantly improved.

[実施例] 第1の実施例 第1図は本発明の第1の実施例であるマイクロ波可変
減衰装置の回路図であり、第1図において、第6図と同
一のものについては同一の符号を付している。
Embodiment 1 First Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram of a microwave variable attenuator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 6 are the same. Signs are attached.

この第1の実施例のマイクロ波可変減衰装置は、入力
整合回路201にFET11を用い、また、出力整合回路203にF
ET17を用いたことを特徴としている。
The microwave variable attenuator of the first embodiment uses the FET 11 for the input matching circuit 201 and the F
It is characterized by using ET17.

第1図において、特性インピーダンスZ0を有する入力
マイクロ波線路10が、入力整合回路201として用いられ
相互コンダクタンスgm1を有するゲート接地のFET11のソ
ースに接続され、該FET11のドレインが抵抗値R1の利得
調整用抵抗12を介してアースに接続されるとともに、ソ
ース接地の双ゲートFET13の第1のゲートに接続され
る。該双ゲートFET13は、可変電圧源200からバイアス電
圧印加端子15を介して第2のゲートに加わるバイアス電
圧Vcにより制御される相互コンダクタンスgm2を有す
る。また、該双ゲートFET13の第2のゲートは、高周波
バイパス用キャパシタ14を介してアースに接続される。
ここで、可変電圧源200は、可変バイアス電圧Vcを出力
する。
In FIG. 1, an input microwave line 10 having a characteristic impedance Z 0 is connected to a source of a common-gate FET 11 used as an input matching circuit 201 and having a transconductance gm 1 , and the drain of the FET 11 has a resistance R 1 And connected to the ground via the gain adjusting resistor 12 of the first embodiment, and to the first gate of the common-source dual-gate FET 13. The double-gate FET 13 has a transconductance gm 2 controlled by the bias voltage Vc applied to the second gate from the variable voltage source 200 via the bias voltage application terminal 15. The second gate of the double-gate FET 13 is connected to the ground via a high-frequency bypass capacitor 14.
Here, the variable voltage source 200 outputs a variable bias voltage Vc.

また、上記双ゲートFET13のドレインが抵抗値R2の利
得調整用抵抗16を介してアースに接続されるとともに、
出力整合回路203として用いられ相互コンダクタンスgm3
を有するドレイン接地のFET17のゲートに接続される。
さらに、該FET17のソースが特性インピーダンスZ0を有
する出力マイクロ波線路18に接続される。
Further, the drain of the twin gate FET13 is connected to ground via a gain control resistor 16 of the resistance value R 2,
Transconductance gm 3 used as output matching circuit 203
Is connected to the gate of the grounded FET 17 having
Furthermore, it connected to the output microwave transmission line 18 the source of the FET17 having a characteristic impedance Z 0.

以上のように構成することにより、入力マイクロ波線
路10に入力されたマイクロ波信号は、入力整合回路201
のFET11においてインピーダンス変換された後、可変減
衰回路202のFET13に入力される。可変減衰回路202は、
可変電圧源200からバイアス電圧入力端子15を介して双
ゲートFET13の第2のゲートに入力されるバイアス電圧V
cに対応した減衰量で、入力されるマイクロ波信号を減
衰させた後、インピーダンス変換処理を行う出力整合回
路203であるFET17を介して出力マイクロ波線路18に出力
する。従って、可変電圧源200によってバイアス電圧Vc
を変化させることによって、該マイクロ波可変減衰装置
の減衰量を変化させることができる。
With the above configuration, the microwave signal input to the input microwave line 10 is
After being subjected to impedance conversion in the FET 11 of the variable attenuation circuit 202, it is input to the FET 13 of the variable attenuation circuit 202. The variable attenuation circuit 202
The bias voltage V input from the variable voltage source 200 to the second gate of the double-gate FET 13 via the bias voltage input terminal 15
After the input microwave signal is attenuated by the attenuation amount corresponding to c, the signal is output to the output microwave line 18 via the FET 17 which is the output matching circuit 203 for performing impedance conversion processing. Therefore, the bias voltage Vc
, The attenuation of the microwave variable attenuator can be changed.

第1図のマイクロ波可変減衰装置において、FET11、
双ゲートFET13及びFET17がそれぞれ、相互コンダクタン
スgm1,gm2,gm3及びゲート・ソース間容量Ygs1,Yg
s2,Ygs3で記述可能な理想的なFETであると考えると、
第1図の回路のSパラメータは、次式のようになる。
In the microwave variable attenuator of FIG.
The double-gate FETs 13 and 17 are respectively composed of transconductances gm 1 , gm 2 and gm 3 and gate-source capacitances Ygs 1 and Yg
Considering that it is an ideal FET that can be described by s 2 and Ygs 3 ,
The S parameter of the circuit of FIG.

ここで、 である。 here, It is.

さらに、gm1Z0=gm3Z0=1となるように、FET11及びF
ET17の各ゲート幅を決定すると、一般に、マイクロ波帯
において、gm1≫Ygs1及びgm3≫Ygs3が成立することか
ら、上記各Sパラメータは次式のようになる。ここで、
A≫Bは、AがBよりも充分に大きいことを意味する。
Further, the FETs 11 and F are set so that gm 1 Z 0 = gm 3 Z 0 = 1.
When the gate width of the ET 17 is determined, gm 1 ≫Ygs 1 and gm 3 ≫Ygs 3 are generally satisfied in the microwave band. here,
A≫B means that A is much larger than B.

S11=S12=S22=0 …(5) S21=−2[gm2R2]・[gm1R1] …(6) ここで、相互コンダクタンスgm2は、上述のように、
バイアス電圧Vcにより変化するので、バイアス電圧Vcの
関数となる。
S 11 = S 12 = S 22 = 0 (5) S 21 = −2 [gm 2 R 2 ] · [gm 1 R 1 ] (6) where the transconductance gm 2 is as described above.
Since it changes with the bias voltage Vc, it becomes a function of the bias voltage Vc.

従って、上記(5)式から、入力反射係数S11及び出
力反射係数S22がゼロとなるので、入力マイクロ波線路1
0と可変減衰回路202との間、並びに可変減衰回路202と
出力マイクロ波線路18との間でインピーダンス整合がと
れ、従って、従来例のような双ゲートFET13の第1のゲ
ート、及びドレインにおけるインピーダンス変化の影響
が入力マイクロ波線路10及び出力マイクロ波線路18にお
いて現れないという利点がある。また、正方向伝達係数
S21を上記(6)式のように表すことができるので、バ
イアス電圧Vc又は抵抗23の抵抗値R1を変化させることに
より可変減衰回路202の減衰量を調整できるという利点
がある。さらに、上記(5)式から逆方向伝達係数S12
がゼロであるので、優れた逆方向アイソレーション特性
を有する。
Therefore, from equation (5), since the input reflection coefficient S 11 and the output reflection coefficient S 22 becomes zero, the input microwave line 1
0 and the variable attenuating circuit 202, and between the variable attenuating circuit 202 and the output microwave line 18, impedance matching can be achieved. Therefore, the impedance at the first gate and the drain of the double gate FET 13 as in the conventional example can be improved. There is an advantage that the influence of the change does not appear in the input microwave line 10 and the output microwave line 18. Also, the forward transfer coefficient
Since the S 21 can be expressed as equation (6), can be advantageously adjusted attenuation of the variable attenuation circuit 202 by changing the resistance value R 1 of the bias voltage Vc or resistance 23. Further, from the above equation (5), the reverse transfer coefficient S 12
Is zero, so that it has excellent reverse isolation characteristics.

またさらに、上記マイクロ波可変減衰装置が、第6図
の従来例のマイクロ波線路21ないし28を備えないので、
信号の波長に依存した大きさを必要とせず、FET11、17
並びに抵抗12で構成されるこのマイクロ波信号減衰装置
を従来例に比較して小型化できるという利点がある。特
に、例えば上記装置をモノリシック回路で実現すること
により、上記マイクロ波可変減衰装置を従来例に比較し
て大幅に小型化できる。
Further, since the microwave variable attenuator does not include the conventional microwave lines 21 to 28 shown in FIG.
It does not require the size depending on the wavelength of the signal, and
In addition, there is an advantage that the microwave signal attenuating device including the resistor 12 can be downsized as compared with the conventional example. In particular, for example, by realizing the device with a monolithic circuit, the microwave variable attenuator can be significantly reduced in size as compared with a conventional example.

第2の実施例 第2図は本発明の第2の実施例であるマイクロ波可変
減衰装置の回路図であり、第2図において、第1図と同
一のものについては同一の符号を付している。
Second Embodiment FIG. 2 is a circuit diagram of a microwave variable attenuator according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same components as those in FIG. ing.

この第2の実施例のマイクロ波可変減衰装置が、第1
図の第1の実施例のマイクロ波可変減衰装置と異なるの
は、双ゲートFET13の代わりに、2個のFET19aと19bがカ
スコード接続されたFET19を用いたことである。以下、
上記の相違点について詳細に説明する。
The microwave variable attenuator of this second embodiment is
The difference from the microwave variable attenuator of the first embodiment shown in the figure is that, instead of the double gate FET 13, an FET 19 in which two FETs 19a and 19b are cascode-connected is used. Less than,
The above difference will be described in detail.

FET11のドレインが、相互コンダクタンスgm4を有する
ソース接地のFET19aのゲートに接続される。該FET19aの
ドレインは相互コンダクタンスgm5を有するゲート接地
のFET19bのソースに接続される。該FET19bのゲートは、
バイアス電圧印加端子15に接続される。また、該FET19b
のドレインがFET17のゲートに接続される。
The drain of FET11 is connected to the gate of FET19a grounded source having a transconductance gm 4. The drain of the FET19a is connected to the source of FET19b grounded-gate having a transconductance gm 5. The gate of the FET 19b is
Connected to bias voltage application terminal 15. Also, the FET 19b
Is connected to the gate of FET17.

以上のように構成されたマイクロ波可変減衰装置にお
いて、可変電圧源200からバイアス電圧印加端子15を介
してFET19bのゲートに印加されるバイアス電圧Vcを変化
することにより、該FET19bのドレイン電流が変化し、こ
れによって、FET19aの動作バイアスが変化する。従っ
て、FET19a及びFET19bの各相互コンダクタスンgm4,gm5
は、それぞれバイアス電圧Vcに応じて変化する。
In the microwave variable attenuator configured as described above, by changing the bias voltage Vc applied to the gate of the FET 19b from the variable voltage source 200 via the bias voltage applying terminal 15, the drain current of the FET 19b changes. As a result, the operation bias of the FET 19a changes. Therefore, the mutual conductances gm 4 and gm 5 of the FETs 19a and 19b
Change according to the bias voltage Vc.

この第2の実施例のマイクロ波信号減衰装置のSパラ
メータは次式に示すようになる。
The S parameter of the microwave signal attenuator of the second embodiment is as shown in the following equation.

S11=S12=S22=0 …(7) S21=−2gm4R2gm1R1 …(8) ここで、相互コンダクタンスgm4は上述の通り、バイ
アス電圧Vcで変化する。従って、第2の実施例のマイロ
波可変減衰装置は、上記(7)式及び(8)式から、上
述の第1の実施例と同様の作用及び効果を有する。
S 11 = S 12 = S 22 = 0 (7) S 21 = −2 gm 4 R 2 gm 1 R 1 (8) Here, as described above, the transconductance gm 4 changes with the bias voltage Vc. Therefore, the mylo wave variable attenuator of the second embodiment has the same functions and effects as those of the above-described first embodiment from the above equations (7) and (8).

第3の実施例 第3図は本発明の第3の実施例であるマイクロ波可変
減衰装置の回路図であり、第3図において、第1図及び
第2図と同一のものについては同一の符号を付してい
る。
Third Embodiment FIG. 3 is a circuit diagram of a microwave variable attenuator according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 and FIG. Signs are attached.

この第3の実施例のマイクロ波可変減衰装置が第2図
の第2の実施例と異なるのは、FET19aのゲート・ソース
間に抵抗値R3の電圧帰還用抵抗29を接続したことであ
る。
Microwave variable attenuator according to the third embodiment differs from the second embodiment of FIG. 2, is that of connecting the voltage feedback resistor 29 of resistance R 3 between the gate and source of FET19a .

以上のように構成したマイクロ波可変減衰装置のSパ
ラメータは次式で与えられる。
The S parameter of the microwave variable attenuator configured as described above is given by the following equation.

ここで、Ygs5はFET19bのゲート・ソース間容量であ
り、FET19a,19bの各相互コンダクタンスgm4,gm5はそれ
ぞれ、上述のようにバイアス電圧Vcの関数である。
Here, Ygs 5 is the gate-source capacitance of the FET 19b, and the mutual conductances gm 4 and gm 5 of the FETs 19a and 19b are functions of the bias voltage Vc as described above.

カスコード接続されたFET19の増幅率が比較的大き
く、可変減衰回路の減衰量が比較的小さい場合、次式が
成立する。
When the amplification factor of the cascode-connected FET 19 is relatively large and the attenuation of the variable attenuation circuit is relatively small, the following equation is established.

gm4≫1/R3 …(11) gm5≫1/R3 …(12) gm5≫Ygs5 …(13) gm4≒gm5 …(14) ここで、A≒BはAがBに概ね等しいことを示してい
る。
gm 4 ≫1 / R 3 … (11) gm 5 ≫1 / R 3 … (12) gm 5 ≫Ygs 5 … (13) gm 4 ≒ gm 5 … (14) where A ≒ B is A Is approximately equal to

従って、上記(11)式ないし(14)式が成立するとき
上記(10)式の正方向伝達係数S21は次式で与えられ
る。
Therefore, forward transmission coefficient S 21 of the above formula (10) when the above (11) to equation (14) is established is given by the following equation.

従って、電流帰還用抵抗29によりFET19aにおいて負帰
還回路が形成され、抵抗16,29の各抵抗値R2とR3の比を
変化させることにより上記(15)式における利得gm4R2
を低下させることができ、これによって、該装置の周波
数特性を平坦にすることができ、広い帯域にわたって該
マイクロ波可変減衰装置の減衰量を一定にすることがで
きる。
Accordingly, the current feedback resistor 29 is a negative feedback circuit formed in FET19a, gain gm 4 in the above (15) by changing the ratio of the resistance values R 2 and R 3 of the resistor 16, 29 R 2
, The frequency characteristic of the device can be flattened, and the attenuation of the microwave variable attenuator can be constant over a wide band.

また、双ゲートFET19の増幅率が比較的小さく、可変
減衰回路の減衰量が比較的大きい場合、次式が成立す
る。
When the amplification factor of the double gate FET 19 is relatively small and the attenuation of the variable attenuation circuit is relatively large, the following equation is established.

1/gm4≫R3 …(16) 1/gm5≫R3 …(17) 従って、上記(16)式及び(17)式が成立するとき、
上記(10)式の正方向伝達係数S21は次式で与えられ
る。
1 / gm 4 ≫R 3 … (16) 1 / gm 5 ≫R 3 … (17) Therefore, when the above equations (16) and (17) are satisfied,
Forward transmission coefficient S 21 of the formula (10) is given by the following equation.

S21=2gm5R2gm1R1 …(18) このとき、FET19bがピンチオフ状態となり、FET19bに
おいてほとんどドレイン電流が流れないため、FET19aの
ドレイン・ソース間に電位差が生じなくなる。従って、
該FET19bのドレイン電流が十分に流れているときに比較
して、FET19aのゲート電圧の変化に対するドレイン電流
の線形性が非常に劣化する。ここで、このFET19bの非線
形性による歪みの原因となるFET19aのゲート・ドレイン
間に並列に、電流帰還用抵抗29を第3図に示すように挿
入することによって、FET19aの非線形性がマクスされ、
FET19aにおける非線形歪みを大幅に改善することができ
る。
S 21 = 2 gm 5 R 2 gm 1 R 1 (18) At this time, the FET 19b is in a pinch-off state and almost no drain current flows in the FET 19b, so that no potential difference occurs between the drain and the source of the FET 19a. Therefore,
Compared to the case where the drain current of the FET 19b is sufficiently flowing, the linearity of the drain current with respect to the change in the gate voltage of the FET 19a is significantly deteriorated. Here, by inserting a current feedback resistor 29 in parallel between the gate and drain of the FET 19a, which causes distortion due to the nonlinearity of the FET 19b, as shown in FIG. 3, the nonlinearity of the FET 19a is maximized.
Nonlinear distortion in the FET 19a can be greatly improved.

以上説明したように、第3図のように構成することに
より、上記第1と第2の実施例に比較して、該装置の減
衰量が小さいとき該装置の周波数特性をより平坦にする
ことができ広帯域化できるとともに、一方、該装置の減
衰量が大きいときFET19aの非線形歪みの原因となるソー
ス接地のFET19aのゲート・ソース間に並列に挿入された
電流帰還用抵抗29により、上記FET19aの非線形歪みを大
幅に改善することができる。従って、以上の第3の実施
例のマイクロ波可変減衰装置を、第1と第2の実施例と
同様に従来例に比較して大幅に小型化することができる
とともに、広帯域にわたる周波数特性の平坦化及び非線
形歪みの改善を行うことができる。
As described above, the configuration as shown in FIG. 3 makes it possible to flatten the frequency characteristics of the device when the attenuation of the device is small as compared with the first and second embodiments. In addition, the current feedback resistor 29 inserted in parallel between the gate and the source of the common source FET 19a, which causes nonlinear distortion of the FET 19a when the attenuation of the device is large, allows the FET 19a Nonlinear distortion can be greatly improved. Therefore, the microwave variable attenuator according to the third embodiment can be significantly reduced in size as compared with the conventional example as in the first and second embodiments, and the frequency characteristics can be flattened over a wide band. And nonlinear distortion can be improved.

第4の実施例 第4図(A)は本発明の第4の実施例である入出力コ
プレナー線路301,302を有するマイクロ波可変減衰装置
のマイクロ波モノリシック集積回路(以下、MMIcとい
う。)の平面図、第4図(B)は第4図(A)のA−
A′線についての縦断面図、第4図(C)は第4図
(A)のB−B′線についての縦断面図である。第4図
において、第1図ないし第3図と同一又は同様のものに
ついては同一の符号を付している。
Fourth Embodiment FIG. 4A is a plan view of a microwave monolithic integrated circuit (hereinafter, referred to as MMIc) of a microwave variable attenuator having input / output coplanar lines 301 and 302 according to a fourth embodiment of the present invention. , FIG. 4 (B) is A- of FIG. 4 (A).
FIG. 4 (C) is a longitudinal sectional view taken along line BB ′ of FIG. 4 (A). 4, the same or similar components as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals.

この第4の実施例のMMICは、第2図の第2の実施例の
マイクロ波可変減衰装置におけるFET11,19a,19b,17を金
属−半導体FET(以下、MESFETという。)で構成すると
ともに、FET11のドレインのバイアス電圧印加用端子61
と、FET19aのゲートのバイアス電圧印加用端子60と、FE
T19bのドレインのバイアス電圧印加用端子62と、FET17
のドレインのバイアス電圧印加用端子63とを備えたこと
を特徴としている。
In the MMIC of the fourth embodiment, the FETs 11, 19a, 19b, and 17 in the microwave variable attenuator of the second embodiment shown in FIG. 2 are configured by metal-semiconductor FETs (hereinafter, MESFETs). FET11 drain bias voltage application terminal 61
And a bias voltage application terminal 60 of the gate of the FET 19a, and FE
T19b drain voltage application terminal 62 and FET 17
And a drain bias voltage application terminal 63.

第4図(A)、(B)及び(C)において、この半導
体基板40の図上左側の略中央位置であって、MESFET11が
形成される位置の全面上において、半導体基板40の上表
面から不純物イオンを注入して動作層90を形成する。ME
SFET11のゲート30が上記動作層90の略中央位置に接地導
体41と一体的に形成される。さらに、ソース10a及びド
レイン31が、上記ゲート30を間にはさんでそれぞれゲー
ト30と所定の間隔だけ離れて形成される。これによっ
て、ゲート30、ソース10a及びドレイン31を有するゲー
ト接地のMESFET11が形成される。
4 (A), 4 (B) and 4 (C), the upper surface of the semiconductor substrate 40 is located substantially at the center of the left side of the semiconductor substrate 40 in the drawing, and over the entire surface where the MESFET 11 is formed. The operation layer 90 is formed by implanting impurity ions. ME
The gate 30 of the SFET 11 is formed integrally with the ground conductor 41 at a substantially central position of the operation layer 90. Further, a source 10a and a drain 31 are formed at predetermined intervals from the gate 30 with the gate 30 interposed therebetween. As a result, a grounded MESFET 11 having the gate 30, the source 10a, and the drain 31 is formed.

さらに、該半導体基板40上であって、上記MESFET11の
図上右側に、ソース36、ゲート37及びドレイン38aを備
え動作層91を有するソース接地のMESFET19aと、ソース3
8b、ゲート80及びドレイン81を備え動作層92を有するゲ
ート接地のMESFET19bと、ソース18a、ゲート46及びドレ
イン54aを備え動作層93を有するドレイン接地のMESFET4
8が並置して形成される。
Further, on the semiconductor substrate 40, on the right side of the MESFET 11 in the figure, a source-grounded MESFET 19a having a source 36, a gate 37, a drain 38a and an operation layer 91, and a source 3
8b, a grounded MESFET 19b having an operating layer 92 having a gate 80 and a drain 81, and a grounded MESFET 4 having an operating layer 93 having a source 18a, a gate 46 and a drain 54a.
8 are formed side by side.

半導体基板40上の図上下側に接地導体41が形成され、
半導体基板40上の図上上側に上記接地導体41と所定間隔
離れて接地導体42が形成される。また、半導体基板40上
の図上左側の接地導体41と42との間に各接地導体41,42
とそれぞれ所定間隔離れて帯形状の導体10が形成されて
該導体10と接地導体41,42により入力コプレナー線路301
を構成する。さらに、半導体基板40上の図上右側の接地
導体41と42との間に各接地導体41,42とそれぞれ所定間
隔離れて帯形状の導体18が形成され、該導体18と接地導
体41,42により出力コプレナー線路302を構成する。
Ground conductors 41 are formed on the upper and lower sides of the figure on the semiconductor substrate 40,
A ground conductor 42 is formed on the semiconductor substrate 40 on the upper side of the figure at a predetermined distance from the ground conductor 41. Further, the ground conductors 41 and 42 are provided between the ground conductors 41 and 42 on the left side of the drawing on the semiconductor substrate 40.
And a strip-shaped conductor 10 is formed at predetermined intervals, and the input coplanar line 301 is formed by the conductor 10 and the ground conductors 41 and 42.
Is configured. Further, a strip-shaped conductor 18 is formed between the ground conductors 41 and 42 on the right side of the figure on the semiconductor substrate 40 at predetermined intervals from the ground conductors 41 and 42, respectively, and the conductor 18 and the ground conductors 41 and 42 are formed. Constitutes an output coplanar line 302.

さらに、接地導体41上の図上左側に誘電体にてなる絶
縁体層(図示せず。)を介して導体52が形成され、該導
体52、該絶縁体層及び接地導体41により高周波バイパス
用金属−絶縁体−金属キャパシタ(以下、金属−絶縁体
−金属キャパシタをMIMキャパシタという。)103を構成
する。また、同様に、接地導体41上の図上概略中央部に
導体53、絶縁体層及び接地導体41にてなる高周波バイパ
ス用MIMキャパシタ104が形成され、接地導体41上の図上
右側に導体54、絶縁体層及び接地導体41にてなる高周波
バイパス用MIMキャパシタ105が形成される。さらに、同
様に、接地導体42上の図上左側に導体50、絶縁体層及び
接地導体42にてなる高周波バイパス用MIMキャパシタ100
が形成され、接地導体42の図上右側に導体51、絶縁体層
及び接地導体42にてなる高周波バイパス用MIMキャパシ
タ101が形成される。ここで、導体50ないし54はそれぞ
れ、半導体基板40上に形成される導体55ないし59に接続
され、該導体55ないし59はそれぞれバイパス電圧印加用
端子60,56,61,62及び63に接続される。このバイアス電
圧印加用端子60,56,61,62及び63はそれぞれ例えば第1
の実施例に示すように可変電圧源に接続され、上記バイ
アス電圧印加用端子60,56,61,62及び63にはそれぞれ、M
ESFET19aのゲートのバイアス電圧、MESFET11のドレイン
のバイアス電圧、MESFET19bのドレインのバイアス電
圧、及びMESFET17のドレインのバイアス電圧が印加され
る。
Further, a conductor 52 is formed on the ground conductor 41 via an insulator layer (not shown) made of a dielectric material on the left side of the figure, and the conductor 52, the insulator layer and the ground conductor 41 are used for high-frequency bypass. A metal-insulator-metal capacitor (hereinafter, a metal-insulator-metal capacitor is referred to as an MIM capacitor) 103 is configured. Similarly, a high-frequency bypass MIM capacitor 104 composed of a conductor 53, an insulator layer, and a ground conductor 41 is formed substantially in the center of the ground conductor 41 in FIG. , A high-frequency bypass MIM capacitor 105 including the insulator layer and the ground conductor 41 is formed. Further, similarly, a high-frequency bypass MIM capacitor 100 composed of a conductor 50, an insulator layer and a ground conductor 42 is provided on the ground conductor 42 on the left side of the drawing.
Is formed, and a high-frequency bypass MIM capacitor 101 including a conductor 51, an insulator layer, and the ground conductor 42 is formed on the right side of the ground conductor 42 in the drawing. Here, the conductors 50 to 54 are respectively connected to conductors 55 to 59 formed on the semiconductor substrate 40, and the conductors 55 to 59 are connected to bypass voltage application terminals 60, 56, 61, 62 and 63, respectively. You. The bias voltage application terminals 60, 56, 61, 62 and 63 are, for example,
As shown in the embodiment, the bias voltage application terminals 60, 56, 61, 62 and 63 are connected to a variable voltage source, respectively.
The bias voltage of the gate of the ESFET 19a, the bias voltage of the drain of the MESFET 11, the bias voltage of the drain of the MESFET 19b, and the bias voltage of the drain of the MESFET 17 are applied.

導体50に接続される半導体基板40上の導体50aから、
半導体基板40上のMESFET11と19aとの間に形成される導
体70までの半導体半導体基板40内に予め不純物イオンが
注入され、これによって、導体50aと導体70との間に接
続されるバイアス電圧印加用抵抗35が形成される。ま
た、同様に、接地導体42に接続される半導体基板40上の
導体42bと、半導体基板40上のMESFET19b17との間に形成
される導体71との間に接続されるバイアス設定用抵抗45
が形成され、さらに、導体52に接続される半導体基板40
上の導体52aと上記導体70との間に接続される利得調整
用抵抗12が形成され、導体53に接続される半導体基板40
上の導体53aと上記導体71との間に接続される利得調整
用抵抗16が形成される。
From the conductor 50a on the semiconductor substrate 40 connected to the conductor 50,
Impurity ions are previously implanted in the semiconductor substrate 40 up to the conductor 70 formed between the MESFETs 11 and 19a on the semiconductor substrate 40, thereby applying a bias voltage connected between the conductor 50a and the conductor 70. A resistor 35 is formed. Similarly, a bias setting resistor 45 connected between a conductor 42b on the semiconductor substrate 40 connected to the ground conductor 42 and a conductor 71 formed between the MESFET 19b17 on the semiconductor substrate 40.
Is formed, and further, the semiconductor substrate 40 connected to the conductor 52
A gain adjustment resistor 12 connected between the upper conductor 52a and the conductor 70 is formed, and the semiconductor substrate 40 connected to the conductor 53 is formed.
A gain adjusting resistor 16 connected between the upper conductor 53a and the conductor 71 is formed.

さらに、上述と同様に、MESFET11のドレイン31に接続
される導体31a、絶縁体層94及び導体70にてなる結合用M
IMキャパシタ33が形成され、また、MESFET19bのドレイ
ン81に接続される導体81a、絶縁体層96及び導体71にて
なる結合用MIMキャパシタ43が形成される。
Further, similarly to the above, the coupling M composed of the conductor 31a, the insulator layer 94 and the conductor 70 connected to the drain 31 of the MESFET 11.
An IM capacitor 33 is formed, and a coupling MIM capacitor 43 including a conductor 81a, an insulator layer 96, and a conductor 71 connected to the drain 81 of the MESFET 19b is formed.

MESFET11において、MESFET11のソース10aが導体10に
接続され、MESFET11のゲート30が接地導体41に接続され
る。MESFET11のドレイン31は結合用MIMキャパシタ33を
介してMESFET19aのゲート37に接続されるとともに、抵
抗12、導体52a及び導体57を介してバイアス電圧印加用
端子61に接続される。
In the MESFET 11, the source 10a of the MESFET 11 is connected to the conductor 10, and the gate 30 of the MESFET 11 is connected to the ground conductor 41. The drain 31 of the MESFET 11 is connected to the gate 37 of the MESFET 19a via the coupling MIM capacitor 33, and is connected to the bias voltage application terminal 61 via the resistor 12, the conductor 52a and the conductor 57.

MESFET19aにおいて、MESFET19aのソース36は接地導体
42の端部42aに接続され、MESFET19aのゲート37は導体7
0、抵抗35、導体50a、導体50、及び導体55を介してバイ
アス電圧印加用端子60に接続される。MESFET19aがドレ
イン38aは、MESFET19bのソース38bに接続される。
In the MESFET 19a, the source 36 of the MESFET 19a is a ground conductor.
The gate 37 of the MESFET 19a is connected to the conductor 7
0, the resistor 35, the conductor 50a, the conductor 50, and the conductor 55 are connected to the bias voltage application terminal 60. The drain 38a of the MESFET 19a is connected to the source 38b of the MESFET 19b.

MESFET19bにおいて、MESFET19bのゲート80は導体51
a、導体51及び導体56を介してバイアス電圧印加用端子1
5に接続され、MESFET19bのドレイン81は結合用MIMキャ
パシタ43を介してMESFET17のゲート46に接続されるとと
もに、抵抗16、導体53b、導体53及び導体58を介して、
バイアス電圧印加用端子62に接続される。
In the MESFET 19b, the gate 80 of the MESFET 19b is connected to the conductor 51.
a, terminal 1 for bias voltage application via conductor 51 and conductor 56
5, the drain 81 of the MESFET 19b is connected to the gate 46 of the MESFET 17 via the coupling MIM capacitor 43, and via the resistor 16, the conductor 53b, the conductor 53 and the conductor 58,
Connected to bias voltage application terminal 62.

MESFET17において、MESFET17のソース18aが導体18に
接続され、MESFET17のゲート46が導体71、抵抗45及び接
地導体42の端部42bを介して接地導体42に接続される。M
ESFET17のドレイン54aは導体54及び導体59を介してバイ
アス電圧印加用端子63に接続される。
In the MESFET 17, the source 18a of the MESFET 17 is connected to the conductor 18, and the gate 46 of the MESFET 17 is connected to the ground conductor 42 via the conductor 71, the resistor 45, and the end 42b of the ground conductor 42. M
The drain 54a of the ESFET 17 is connected to the bias voltage application terminal 63 via the conductor 54 and the conductor 59.

以上のように構成することにより、第2図の第2の実
施例の構成におけるFET11,19a,19b及び17がそれぞれMMI
CのMESFETで形成され、入出力マイクロ波線路10及び18
がそれぞれコプレナー全路301,302で形成されるととも
に、第2の実施例の構成に加えて、結合用MIMキャパシ
タ33及び43、高周波バイパス用MIMキャパシタ100,101,1
03,104,105、並びにバイアス電圧印加用端子15,60ない
し63、バイアス電圧印加用抵抗35、並びにバイアス設定
用抵抗45が形成される。従って、以上のように構成され
た第4の実施例であるマイクロ波可変減衰装置のMMICの
マイクロ波帯における高周波等価回路は、第2図のよう
になり、上記第4の実施例のMMICは、上述の第2の実施
例と同様の作用及び効果を有する。
With the above configuration, the FETs 11, 19a, 19b and 17 in the configuration of the second embodiment shown in FIG.
Input / output microwave lines 10 and 18 formed of C MESFET
Are formed by the coplanar paths 301 and 302, respectively, and in addition to the configuration of the second embodiment, the coupling MIM capacitors 33 and 43 and the high-frequency bypass MIM capacitors 100, 101 and 1 are added.
03, 104, 105, bias voltage application terminals 15, 60 to 63, bias voltage application resistor 35, and bias setting resistor 45 are formed. Accordingly, the high frequency equivalent circuit in the microwave band of the MMIC of the microwave variable attenuator according to the fourth embodiment configured as described above is as shown in FIG. 2, and the MMIC of the fourth embodiment is Has the same functions and effects as those of the second embodiment.

以上の第4の実施例において、第3の実施例と同様
に、MESFET19aのゲート37とソース36間に電流帰還用抵
抗を接続するようにしてもよい。これによって、第3の
実施例と同様に、MESFET19aにおける非線形歪みを改善
することができる。
In the fourth embodiment described above, a current feedback resistor may be connected between the gate 37 and the source 36 of the MESFET 19a, as in the third embodiment. This makes it possible to improve nonlinear distortion in the MESFET 19a as in the third embodiment.

以上の第4の実施例において、利得調整用抵抗12,16
と直列にインダクタンスを挿入してもよい。これによっ
て、広帯域にわたって減衰量の周波数特性を平坦化させ
ることができ、より高い周波数における利得の低下を補
償することができるという利点を有する。
In the above fourth embodiment, the gain adjustment resistors 12, 16
And an inductance may be inserted in series. Thereby, there is an advantage that the frequency characteristic of the attenuation can be flattened over a wide band, and a decrease in gain at a higher frequency can be compensated.

以上の第4の実施例において、MESFET11,19a,19b及び
17を用いているが、これに限らず、その他の種類のFET
を用いてもよい。また、入出力マイクロ波線路としてコ
プレナー線路を用いているが、これに限らず、マイクロ
ストリップ線路、スロット線路等の他の種類のマイクロ
波線路を用いてもよい。
In the above fourth embodiment, MESFETs 11, 19a, 19b and
17, but not limited to this, other types of FETs
May be used. Although a coplanar line is used as the input / output microwave line, the present invention is not limited to this, and other types of microwave lines such as a microstrip line and a slot line may be used.

実験例 本実施例においては、第4図に示した第4の実施例の
マイクロ波可変減衰装置のMMICを用い、上記MMICのバイ
アス電圧印加用端子15及び60ないし63にそれぞれ可変電
圧源を接続し、上記MESFET11,19a,19b,17がそれぞれ線
形的に動作する最適なバイアス状態となるように上記端
子60ないし63に印加するバイアス電圧を調整した後、周
波数0.01GHzから8GHzまでにわたってかつ上記端子15に
印加するバイアス電圧Vcを0Vから−1.2Vまで変化させ
て、上記装置のMMICの入出力コプレナー線路301,302間
の利得の周波数特性、入力コプレナー線路301における
入力反射係数S11の周波数特性、並びに出力コプレナー
線路302における出力反射係数S22の周波数特性を測定し
た。
Experimental Example In this embodiment, the MMIC of the microwave variable attenuator of the fourth embodiment shown in FIG. 4 was used, and variable voltage sources were connected to the bias voltage application terminals 15 and 60 to 63 of the MMIC, respectively. Then, after adjusting the bias voltage applied to the terminals 60 to 63 so that the MESFETs 11, 19a, 19b, and 17 are in the optimal bias state in which each of the MESFETs operates linearly, the frequency ranges from 0.01 GHz to 8 GHz and the terminal By changing the bias voltage Vc applied to 15 from 0 V to -1.2 V, the frequency characteristics of the gain between the input and output coplanar lines 301 and 302 of the MMIC of the above device, the frequency characteristics of the input reflection coefficient S 11 in the input coplanar line 301, and was measured frequency characteristics of the output reflection coefficient S 22 of the output coplanar line 302.

第5図(A)は第4図のマイクロ波可変減衰装置のMM
ICの入出力間の利得の周波数特性を示す図である。第5
図(A)において、バイアス電圧Vcを0Vから−1.0Vまで
変化させたとき、周波数1GHzから7GHzにわたってほぼ平
坦な利得又は減衰量の周波数特性が得られる。なお、バ
イアス電圧Vcを−0.6Vを超えるように設定したとき該装
置のMMICは増幅装置となり、一方、バイアス電圧Vcを−
0.6V以下としたとき該装置MMICは減衰装置となる。
FIG. 5 (A) is an MM of the microwave variable attenuator of FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a frequency characteristic of a gain between input and output of the IC. Fifth
In FIG. 9A, when the bias voltage Vc is changed from 0 V to -1.0 V, a substantially flat gain or attenuation frequency characteristic is obtained from 1 GHz to 7 GHz. When the bias voltage Vc is set to exceed -0.6 V, the MMIC of the device becomes an amplifying device, while the bias voltage Vc is set to-
When the voltage is set to 0.6 V or less, the device MMIC becomes an attenuation device.

第5図(B)は第4図のマイクロ波可変減衰装置のMM
ICの入力反射係数S11の周波数特性を示す図であり、第
5図(C)は第4図のマイクロ波可変減衰装置のMMICの
出力反射係数S22の周波数特性を示す図である。第5図
(B)及び(C)において、バイアス電圧Vcを0Vから−
1.2Vまで変化した場合であっても、入出力反射係数
S11,S22が周波数1GHzから7GHzにわたってほとんど変化
しないことを示している。また、入出力反射係数S11,S
22が周波数1GHzから周波数8GHzにわたっていずれも−10
dB以下であり、これによって、カスコード接続されたFE
T19のFET19aのゲート及びFET19Bのドレインにおけるイ
ンピーダンスの変化の影響が入出力コプレナー線路301,
302にはほとんど現れず、入力コプレナー線路301とFET1
1の入力整合回路201間、並びにFET17の出力整合回路203
と出力コプレナー線路302間が良好にインピーダンス整
合されていることを示している。
FIG. 5 (B) is an MM of the microwave variable attenuator of FIG.
Is a diagram showing the frequency characteristic of the input reflection coefficient S 11 of the IC, FIG. 5 (C) is a graph showing the frequency characteristic of the output reflection coefficient S 22 of the MMIC microwave variable attenuator of FIG. 4. 5 (B) and 5 (C), the bias voltage Vc is changed from 0V to-
Input / output reflection coefficient even when changed to 1.2V
This shows that S 11 and S 22 hardly change from the frequency of 1 GHz to 7 GHz. In addition, the input / output reflection coefficients S 11 , S
22 is -10 from 1 GHz to 8 GHz
dB or less, which results in a cascoded FE
The influence of the impedance change at the gate of the FET 19a and the drain of the FET 19B at T19 is caused by the input / output coplanar lines 301,
It hardly appears in 302, input coplanar line 301 and FET1
1 between the input matching circuits 201 and the output matching circuit 203 of the FET 17
This shows that the impedance is well matched between the output coplanar line 302 and the output coplanar line 302.

他の実施例 以上の実施例において、インピーダンス変換素子、並
びに、信号をバイアス電圧に対応する所定の減衰量て減
衰させる素子としてFETを用いているが、これに限ら
ず、上記FETに代えて、バイポーラトランジスタ、真空
管等のインピーダンス変換作用、並びに、可変減衰量で
減衰させる作用を有する能動素子を用いてもよい。
Other Embodiments In the above embodiments, an FET is used as an impedance conversion element, and an element for attenuating a signal by a predetermined amount of attenuation corresponding to a bias voltage. However, the invention is not limited to this. An active element having an impedance conversion function such as a bipolar transistor and a vacuum tube, and a function of attenuating with a variable attenuation may be used.

以上の実施例において、利得調整用素子として抵抗12
及び16を用いているが、これに限らず、他の能動素子又
は受動素子を用いて構成してもよい。
In the above embodiment, the resistor 12 is used as a gain adjusting element.
And 16 are used, but the invention is not limited to this, and other active elements or passive elements may be used.

以上の実施例において、マイクロ波可変減衰装置及び
該装置のMMICについて述べているが、これに限らず、本
発明はマイクロ波帯に限らず、他の周波数帯において用
いることができる。
In the above embodiments, the microwave variable attenuator and the MMIC of the device are described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be used not only in the microwave band but also in other frequency bands.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、入出力整合回路
にそれぞれ能動素子を用いたので、該能動素子のインピ
ーダンス変換作用及び非可逆性により、広帯域にわた
り、入出力線路に対して良好にインピーダンス整合させ
ることができる可変減衰装置を実現できる。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, since active elements are used for input / output matching circuits, the input / output lines can be extended over a wide band due to the impedance conversion action and irreversibility of the active elements. A variable attenuator capable of favorably matching impedance can be realized.

また、上記各能動素子を、例えば集積回路で一体的に
形成することができるので、従来例に比較して大幅に小
型化することができるという利点がある。
Further, since each of the active elements can be formed integrally with, for example, an integrated circuit, there is an advantage that the size can be significantly reduced as compared with the conventional example.

さらに、上述のように、電圧帰還素子が接続すること
により、上記第1の電界効果トランジスタにおける非線
形歪みを大幅に改善することができるという利点があ
る。
Further, as described above, the connection of the voltage feedback element has an advantage that nonlinear distortion in the first field-effect transistor can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1の実施例であるマイクロ波可変減
衰装置の回路図、 第2図が本発明の第2の実施例であるマイクロ波可変減
衰装置の回路図、 第3図は本発明の第3の実施例であるマイクロ波可変減
衰装置の回路図、 第4図(A)は本発明の第4の実施例である入出力線路
にコプレーナ線路を用いたマイクロ波可変減衰装置のMM
ICの平面図、 第4図(B)は第4図(A)のA−A′線の縦断面図、 第4図(C)は第4図(A)のB−B′線の縦断面図、 第5図(A)は第4図のマイクロ波可変減衰装置の利得
の周波数特性を示す図、 第5図(B)は第4図のマイクロ波可変減衰装置の入力
反射係数S11の周波数特性を示す図、 第5図(C)は第4図のマイクロ波可変減衰装置の出力
反射係数S22の周波数特性を示す図、 第6図は、従来例のマイクロ波可変減衰装置の回路図で
ある。 11,19a,19b,17…電界効果トランジスタ(FET)、13…双
ゲート電界効果トランジスタ(双ゲートFET)、29…抵
抗。
FIG. 1 is a circuit diagram of a microwave variable attenuator according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a microwave variable attenuator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4A is a circuit diagram of a microwave variable attenuator according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4A is a microwave variable attenuator using a coplanar line as an input / output line according to a fourth embodiment of the present invention. MM
FIG. 4 (B) is a longitudinal sectional view taken along line AA ′ of FIG. 4 (A), and FIG. 4 (C) is a longitudinal sectional view taken along line BB ′ of FIG. 4 (A). FIG. 5 (A) is a diagram showing the frequency characteristics of the gain of the microwave variable attenuator of FIG. 4, and FIG. 5 (B) is the input reflection coefficient S 11 of the microwave variable attenuator of FIG. shows the frequency characteristic, FIG. 5 (C) is a diagram showing a frequency characteristic of the output reflection coefficient S 22 of the microwave variable attenuator of FIG. 4, FIG. 6 is a conventional example microwave variable attenuator of It is a circuit diagram. 11, 19a, 19b, 17 ... field effect transistor (FET), 13 ... double gate field effect transistor (double gate FET), 29 ... resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳満 恒雄 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 5番地 株式会社エイ・ティ・アール光 電波通信研究所内 (56)参考文献 実開 昭60−139326(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03H 11/24,11/46 H03G 3/10────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tsuneo Tokuma Mitsuruya, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto 5th place, Sanpani, 5th place, ATIR Optical Co., Ltd. (56) References: Shokai 60-139326 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H03H 11/24, 11/46 H03G 3/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ソース接地の第1の電界効果トランジスタ
と、ソースが上記第1の電界効果トランジスタのドレイ
ンに接続される第2の電界効果トランジスタとを備え、
上記第2の電界効果トランジスタのゲートに印加するバ
イアス電圧を変化することにより上記第1の電界効果ト
ランジスタのゲートに入力される信号と上記第2の電界
効果トランジスタのドレインから出力される信号との比
である減衰量を変化させる可変減衰装置において、 ソースが入力線路に接続されドレインが上記第1の電界
効果トランジスタのゲートに接続されるゲート接地の第
3の電界効果トランジスタと、 ゲートが上記第2の電界効果トランジスタのドレインに
接続されソースが出力線路に接続されるドレイン接地の
第4の電界効果トランジスタとを備えたことを特徴とす
る可変減衰装置。
A first field-effect transistor having a common source, and a second field-effect transistor having a source connected to a drain of the first field-effect transistor;
By changing the bias voltage applied to the gate of the second field-effect transistor, the signal input to the gate of the first field-effect transistor and the signal output from the drain of the second field-effect transistor are changed. A variable attenuator for changing an amount of attenuation, which is a ratio, wherein a source is connected to the input line and a drain is connected to the gate of the first field effect transistor; A fourth field-effect transistor having a grounded drain connected to the drain of the second field-effect transistor and having a source connected to the output line.
【請求項2】上記第1の電界効果トランジスタのゲート
とドレイン間に電流帰還素子が接続されたことを特徴と
する請求項第1項記載の可変減衰装置。
2. The variable attenuator according to claim 1, wherein a current feedback element is connected between a gate and a drain of said first field effect transistor.
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