JP2869902B2 - 半波長側結合フィルタ - Google Patents
半波長側結合フィルタInfo
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- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims description 21
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims description 21
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
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Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Waveguides (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半波長側結合フィルタ
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４及び図５に従来のマイクロストリッ
プライン構造の半波長側結合フィルタを示す。マイクロ
波集積回路等の場合には、図４に示すように、ＧａＡｓ
等の絶縁性半導体基板５１の上面に金属配線５２ａ，５
２ｂ，５２ｃを形成し、基板厚みが所望厚みとなるまで
基板５１の下面を削り、この後基板５１の下面に接地電
極５３を形成し、各金属配線５２ａ，５２ｂ，５２ｃと
接地電極５３によって半波長側結合構造のマイクロスト
リップライン５４ａ，５４ｂ，５４ｃを構成している。
プライン構造の半波長側結合フィルタを示す。マイクロ
波集積回路等の場合には、図４に示すように、ＧａＡｓ
等の絶縁性半導体基板５１の上面に金属配線５２ａ，５
２ｂ，５２ｃを形成し、基板厚みが所望厚みとなるまで
基板５１の下面を削り、この後基板５１の下面に接地電
極５３を形成し、各金属配線５２ａ，５２ｂ，５２ｃと
接地電極５３によって半波長側結合構造のマイクロスト
リップライン５４ａ，５４ｂ，５４ｃを構成している。
【０００３】図５は、上記のようにして制作された半波
長側結合フィルタにおけるマイクロストリップライン５
４ａ，５４ｂ，５４ｃの金属配線パターンを示す。中間
結合用のマイクロストリップライン５４ｂは共振波長λ
0の１／２の長さを有しており、入力側のマイクロスト
リップライン５４ａと中間結合用のマイクロストリップ
ライン５４ｂとは４分の１波長（λ0／４）だけ近接さ
せて平行に配置されている。さらに、中間結合用のマイ
クロストリップライン５４ｂの残り１／２は、出力側の
マイクロストリップライン５４ｃと４分の１波長（λ0
／４）だけ近接させて平行に配置されている。
長側結合フィルタにおけるマイクロストリップライン５
４ａ，５４ｂ，５４ｃの金属配線パターンを示す。中間
結合用のマイクロストリップライン５４ｂは共振波長λ
0の１／２の長さを有しており、入力側のマイクロスト
リップライン５４ａと中間結合用のマイクロストリップ
ライン５４ｂとは４分の１波長（λ0／４）だけ近接さ
せて平行に配置されている。さらに、中間結合用のマイ
クロストリップライン５４ｂの残り１／２は、出力側の
マイクロストリップライン５４ｃと４分の１波長（λ0
／４）だけ近接させて平行に配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造の半波長側結合フィルタでは、フィルタの特
性は、完成した形状ないし寸法によって決定されるた
め、設計の際に厳密に特性を計算する必要がある。ま
た、マイクロストリップライン作成後において特性イン
ピーダンスや結合度等の調整を行うためには、金属配線
を削るしか方法がなく、希望特性が得られるよう簡単に
調整することができなかった。
ような構造の半波長側結合フィルタでは、フィルタの特
性は、完成した形状ないし寸法によって決定されるた
め、設計の際に厳密に特性を計算する必要がある。ま
た、マイクロストリップライン作成後において特性イン
ピーダンスや結合度等の調整を行うためには、金属配線
を削るしか方法がなく、希望特性が得られるよう簡単に
調整することができなかった。
【０００５】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、特性イン
ピーダンスや結合度等の所望特性が得られるよう簡単に
調整することができる半波長側結合フィルタを提供する
ことにある。
されたものであり、その目的とするところは、特性イン
ピーダンスや結合度等の所望特性が得られるよう簡単に
調整することができる半波長側結合フィルタを提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半波長側結合フ
ィルタは、半導体活性層の上面に設けたショットキー障
壁を有する金属配線と半導体活性層の下方に配置された
接地導体とによって構成された半波長側結合構造のマイ
クロストリップラインと、各金属配線に直流バイアス電
圧を与える手段とからなることを特徴としている。
ィルタは、半導体活性層の上面に設けたショットキー障
壁を有する金属配線と半導体活性層の下方に配置された
接地導体とによって構成された半波長側結合構造のマイ
クロストリップラインと、各金属配線に直流バイアス電
圧を与える手段とからなることを特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明にあっては、半導体活性層の上に設けら
れたショットキー障壁を有する金属配線によってマイク
ロストリップラインを構成しているので、金属配線の下
に空乏層が形成される。この空乏層の広がりを直流バイ
アス電圧によって変化させることにより各金属配線と接
地導体との間の誘電率を調整することができ、フィルタ
の特性インピーダンスや結合度等の特性を容易に変化さ
せることができる。
れたショットキー障壁を有する金属配線によってマイク
ロストリップラインを構成しているので、金属配線の下
に空乏層が形成される。この空乏層の広がりを直流バイ
アス電圧によって変化させることにより各金属配線と接
地導体との間の誘電率を調整することができ、フィルタ
の特性インピーダンスや結合度等の特性を容易に変化さ
せることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図に基づいて
詳述する。図２はＧａＡｓ基板を用いた実施例の断面図
である。１はｎ+-ＧａＡｓ層、２はｎ--ＧａＡｓ層であ
って、ｎ+-ＧａＡｓ層１の上にｎ--ＧａＡｓ層２が形成
されている。ｎ+-ＧａＡｓ層１の下面には、接地電極３
が設けられており、ｎ--ＧａＡｓ層２の上面には、ショ
ットキー接合による金属配線（ショットキー電極）４
ａ，４ｂ，４ｃが形成されており、図１に示すように、
各金属配線４ａ，４ｂ，４ｃと接地電極３により従来例
（図５）と同様な半波長側結合構造のマイクロストリッ
プライン５ａ，５ｂ，５ｃが構成されている。また、各
金属配線４ａ，４ｂ，４ｃの下方のｎ--ＧａＡｓ層２内
には、ショットキー接合により空乏層６ａ，６ｂ，６ｃ
が形成されており、各金属配線４ａ，４ｂ，４ｃと接地
電極３の間にはチョークコイル７ａ，７ｂ，７ｃを介し
て電源８ａ，８ｂ，８ｃから直流バイアス電圧Ｖb1，Ｖ
b2，Ｖb3が印加されている。したがって、空乏層６ａ，
６ｂ，６ｃの厚さｈをバイアス電圧Ｖb1，Ｖb2，Ｖb3を
調整することにより変化させると、接地電極３と金属配
線４ａ，４ｂ，４ｃとの間の誘電率が変化し、マイクロ
ストリップライン５ａ，５ｂ，５ｃの特性インピーダン
スやこれらの間の結合度等を変化させることができる。
詳述する。図２はＧａＡｓ基板を用いた実施例の断面図
である。１はｎ+-ＧａＡｓ層、２はｎ--ＧａＡｓ層であ
って、ｎ+-ＧａＡｓ層１の上にｎ--ＧａＡｓ層２が形成
されている。ｎ+-ＧａＡｓ層１の下面には、接地電極３
が設けられており、ｎ--ＧａＡｓ層２の上面には、ショ
ットキー接合による金属配線（ショットキー電極）４
ａ，４ｂ，４ｃが形成されており、図１に示すように、
各金属配線４ａ，４ｂ，４ｃと接地電極３により従来例
（図５）と同様な半波長側結合構造のマイクロストリッ
プライン５ａ，５ｂ，５ｃが構成されている。また、各
金属配線４ａ，４ｂ，４ｃの下方のｎ--ＧａＡｓ層２内
には、ショットキー接合により空乏層６ａ，６ｂ，６ｃ
が形成されており、各金属配線４ａ，４ｂ，４ｃと接地
電極３の間にはチョークコイル７ａ，７ｂ，７ｃを介し
て電源８ａ，８ｂ，８ｃから直流バイアス電圧Ｖb1，Ｖ
b2，Ｖb3が印加されている。したがって、空乏層６ａ，
６ｂ，６ｃの厚さｈをバイアス電圧Ｖb1，Ｖb2，Ｖb3を
調整することにより変化させると、接地電極３と金属配
線４ａ，４ｂ，４ｃとの間の誘電率が変化し、マイクロ
ストリップライン５ａ，５ｂ，５ｃの特性インピーダン
スやこれらの間の結合度等を変化させることができる。
【０００９】例えば、ｎ--ＧａＡｓ層２のキャリア濃度
を３×１０14Ｇｍ-3、厚さを５μｍとすると、各バイア
ス電圧を０〜−３Ｖと変化させた場合、空乏層６ａ，６
ｂ，６ｃの厚さｈは１．５〜４μｍの範囲で変化する。
これにより、フィルタの特性インピーダンスを変化させ
ることができる。
を３×１０14Ｇｍ-3、厚さを５μｍとすると、各バイア
ス電圧を０〜−３Ｖと変化させた場合、空乏層６ａ，６
ｂ，６ｃの厚さｈは１．５〜４μｍの範囲で変化する。
これにより、フィルタの特性インピーダンスを変化させ
ることができる。
【００１０】また、各マイクロストリップライン５ａ，
５ｂ，５ｃに異なるバイアス電圧Ｖb1，Ｖb2，Ｖb3を印
加した場合には、各マイクロストリップライン間で空乏
層６ａ，６ｂ，６ｃの厚さを変化させることができる。
５ｂ，５ｃに異なるバイアス電圧Ｖb1，Ｖb2，Ｖb3を印
加した場合には、各マイクロストリップライン間で空乏
層６ａ，６ｂ，６ｃの厚さを変化させることができる。
【００１１】図３は半導体活性層９の上下面に形成され
た金属配線と接地電極によって構成されたマイクロスト
リップラインのうち２本のマイクロストリップライン５
ａ，５ｂについて、空乏層６ａ，６ｂの変化する様子を
示す。図３（ａ）は、両マイクロストリップライン５
ａ，５ｂに印加するバイアス電圧Ｖb1，Ｖb2がいずれも
正電位（Ｖb1＞０，Ｖb2＞０）の場合で、空乏層は消失
している。同図（ｂ）は両バイアス電圧Ｖb1，Ｖb2が等
しく、いずれも負電位（Ｖb1＝Ｖb2＜０）の場合であっ
て、同様な厚さの空乏層６ａ，６ｂが生じている。同図
（ｃ）は両バイアス電圧Ｖb1，Ｖb2がいずれも負電位
で、Ｖb2＜Ｖb1＜０のの場合であって、空乏層６ｂの厚
さが空乏層６ａの厚さよりも大きくなっている。同図
（ｄ）はバイアス電圧Ｖb1が負電位で、Ｖb2が正電位
（Ｖb1＜０＜Ｖb2）の場合であって、マイクロストリッ
プライン５ｂ側には空乏層は発生せず、マイクロストリ
ップライン５ａ側にだけ空乏層６ａが発生している。
た金属配線と接地電極によって構成されたマイクロスト
リップラインのうち２本のマイクロストリップライン５
ａ，５ｂについて、空乏層６ａ，６ｂの変化する様子を
示す。図３（ａ）は、両マイクロストリップライン５
ａ，５ｂに印加するバイアス電圧Ｖb1，Ｖb2がいずれも
正電位（Ｖb1＞０，Ｖb2＞０）の場合で、空乏層は消失
している。同図（ｂ）は両バイアス電圧Ｖb1，Ｖb2が等
しく、いずれも負電位（Ｖb1＝Ｖb2＜０）の場合であっ
て、同様な厚さの空乏層６ａ，６ｂが生じている。同図
（ｃ）は両バイアス電圧Ｖb1，Ｖb2がいずれも負電位
で、Ｖb2＜Ｖb1＜０のの場合であって、空乏層６ｂの厚
さが空乏層６ａの厚さよりも大きくなっている。同図
（ｄ）はバイアス電圧Ｖb1が負電位で、Ｖb2が正電位
（Ｖb1＜０＜Ｖb2）の場合であって、マイクロストリッ
プライン５ｂ側には空乏層は発生せず、マイクロストリ
ップライン５ａ側にだけ空乏層６ａが発生している。
【００１２】このように各バイアス電圧Ｖb1，Ｖb2，Ｖ
b3を異ならせることにより、各マイクロストリップライ
ン５ａ，５ｂ，５ｃ間の電磁界結合度を変化させること
ができる。
b3を異ならせることにより、各マイクロストリップライ
ン５ａ，５ｂ，５ｃ間の電磁界結合度を変化させること
ができる。
【００１３】なお、図１のｎ+-ＧａＡｓ層は、ＧａＡｓ
基板の抵抗を下げるためのものであり、特性劣化が許容
できるものであれば、なくても差し支えない。また、ｎ
--ＧａＡｓ層は、金属配線の周囲よりも外側でエッチン
グにより除去されているが、これはｎ--ＧａＡｓ層と金
属配線との寄生カップリングを防ぐためのものであり、
特性劣化が許容できるものであれば、なくても差し支え
ない。また、本発明の構造は、バイアス電圧を調整する
ことによりＲＦスイッチとしても使用できる。
基板の抵抗を下げるためのものであり、特性劣化が許容
できるものであれば、なくても差し支えない。また、ｎ
--ＧａＡｓ層は、金属配線の周囲よりも外側でエッチン
グにより除去されているが、これはｎ--ＧａＡｓ層と金
属配線との寄生カップリングを防ぐためのものであり、
特性劣化が許容できるものであれば、なくても差し支え
ない。また、本発明の構造は、バイアス電圧を調整する
ことによりＲＦスイッチとしても使用できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明にあっては、直流バイアス電圧に
よって金属配線の下の空乏層を変化させることができ、
これにより各マイクロストリップラインの特性インピー
ダンスや結合度等の特性を変化させることができる。し
たがって、半波長側結合フィルタの制作後においても、
所望特性となるように容易に調整することができる。ま
た、設計時の厳密性も緩和され、設計を容易にできる。
よって金属配線の下の空乏層を変化させることができ、
これにより各マイクロストリップラインの特性インピー
ダンスや結合度等の特性を変化させることができる。し
たがって、半波長側結合フィルタの制作後においても、
所望特性となるように容易に調整することができる。ま
た、設計時の厳密性も緩和され、設計を容易にできる。
【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明の作用を説
明する図である。
明する図である。
【図４】従来例の断面図である。
【図５】同上の平面図である。
３ 接地電極 ４ａ〜４ｃ 金属配線 ５ａ〜５ｃ マイクロストリップライン ６ａ〜６ｃ 空乏層 ９ 半導体活性層 Ｖb1〜Ｖb3 バイアス電圧
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−76402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−74801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−128804（ＪＰ，Ａ) 特許2745832（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3916351（ＵＳ，Ａ) 米国特許3560886（ＵＳ，Ａ) 西独国特許出願公開2234388（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01P 1/203 H01P 3/08 H01P 5/18 H01P 5/02 603 H01L 29/80 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体活性層の上面に設けたショットキ
ー障壁を有する金属配線と半導体活性層の下方に配置さ
れた接地導体とによって構成された半波長側結合構造の
マイクロストリップラインと、各金属配線に直流バイア
ス電圧を与える手段とからなる半波長側結合フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083485A JP2869902B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 半波長側結合フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083485A JP2869902B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 半波長側結合フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294601A JPH04294601A (ja) | 1992-10-19 |
| JP2869902B2 true JP2869902B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=13803780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3083485A Expired - Fee Related JP2869902B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 半波長側結合フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869902B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7088198B2 (en) | 2002-06-05 | 2006-08-08 | Intel Corporation | Controlling coupling strength in electromagnetic bus coupling |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3560886A (en) | 1969-03-24 | 1971-02-02 | Westinghouse Electric Corp | Variable coupling microstrip parallel-line directional coupler |
| DE2234388A1 (de) | 1972-07-13 | 1974-01-24 | Licentia Gmbh | Elektronisch abstimmbares filter |
| US3916351A (en) | 1974-08-06 | 1975-10-28 | Us Army | Electronic frequency selector |
| JP2745832B2 (ja) | 1991-01-11 | 1998-04-28 | 株式会社村田製作所 | 電圧制御型方向性結合器 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3083485A patent/JP2869902B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3560886A (en) | 1969-03-24 | 1971-02-02 | Westinghouse Electric Corp | Variable coupling microstrip parallel-line directional coupler |
| DE2234388A1 (de) | 1972-07-13 | 1974-01-24 | Licentia Gmbh | Elektronisch abstimmbares filter |
| US3916351A (en) | 1974-08-06 | 1975-10-28 | Us Army | Electronic frequency selector |
| JP2745832B2 (ja) | 1991-01-11 | 1998-04-28 | 株式会社村田製作所 | 電圧制御型方向性結合器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04294601A (ja) | 1992-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |