JP3176667B2 - マイクロ波回路 - Google Patents
マイクロ波回路Info
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
Landscapes
- Waveguide Connection Structure (AREA)
- Waveguides (AREA)
Description
し、より詳しくは、誘電体基板上にコプレーナ線路など
の分布定数線路、インダクタやキャパシタなどの集中定
数線路及びトランジスタなどの能動素子を設けて構成さ
れるマイクロ波回路に関する。
上に、コプレーナ線路などの分布定数線路、インダクタ
やキャパシタなどの集中定数線路、トランジスタやダイ
オードなどの能動素子を混在させて構成したマイクロ波
回路が実用化されている。例えば、図4に示すように、
半導体基板120上に、コプレーナ線路103と、イン
ダクタ104およびキャパシタ105と、トランジスタ
110を設けたものがある。これらのコプレーナ線路1
03,インダクタ104およびキャパシタ105は入力
整合回路130、直列帰還回路140、および出力整合
回路150を構成している。基板表面の周辺部には接地
導体101が設けられている。この接地導体101は、
入力側,出力側のコプレーナ線路103,103の箇所で
2つの接地導体101a,101bに分割されている。コ
プレーナ線路103は、接地導体101a,101bと、
中心導体102と、この中心導体の上に設けられた帯状
のブリッジ導体111とで構成されている。また、イン
ダクタ104とキャパシタ105との接続部、インダク
タ104とインダクタ104との接続部、インダクタ1
04とトランジスタ110との接続部はそれぞれ直線状
の線路導体106によって接続されている。このマイク
ロ波回路は、安価で小型に構成でき、マイクロ波の増幅
等を行うことができる。
来のマイクロ波回路は、基板表面の接地導体101が、
接地導体101a,101bに二分割されている(三分割以
上となることもある)ため、1GHz以上の高周波では良
好な接地が困難であった。また、インダクタ104とキ
ャパシタ105との接続部、インダクタ104とインダ
クタ104との接続部、インダクタ104とトランジス
タ110との接続部がそれぞれ、単に直線状の線路導体
106によって接続されているため、浮遊した寄生線路
が付加されることになり、線路導体106の長さを無視
できないような周波数では良好な回路性能を得ることが
困難であった。
の高周波であっても良好な接地を行うことができ、しか
も各集中定数線路および能動素子の入力側,出力側で寄
生線路の影響を除去できるマイクロ波回路を提供するこ
とにある。
に、第1の発明は、誘電体基板の表面に集中定数線路と
トランジスタとを有し、上記集中定数線路の入力側,出
力側の各接続部、上記トランジスタの三端子をなす各接
続部にそれぞれ直線状の線路導体を設けるとともに、上
記集中定数線路およびトランジスタを一体として取り囲
む接地導体を上記基板表面の周辺部に設け、上記接地導
体を二分割した一対の隙間にコプレーナ線路をそれぞれ
構成して回路全体の入力,出力を行うようにしたマイク
ロ波回路において、上記接地導体を基板周辺部から、上
記集中定数線路の入力側,出力側に設けられた上記各線
路導体の両側、上記トランジスタの三端子に設けられた
上記各線路導体の両側までそれぞれ延在させるととも
に、上記各線路導体の上に帯状のブリッジ導体を設けて
上記接地導体の線路導体側の端部を互いに接続して、上
記集中定数線路の入力側,出力側の各接続部および上記
トランジスタの三端子をなす各接続部にそれぞれコプレ
ーナ線路を構成したことを特徴としている。
直線状の線路導体で接続された集中定数線路と能動素子
とを有し、上記集中定数線路および能動素子を一体とし
て取り囲む接地導体を上記基板表面の周辺部に設け、上
記接地導体を二分割した一対の隙間に中心導体を有する
コプレーナ線路をそれぞれ構成して回路全体の入力,出
力を行うようにしたマイクロ波回路において、上記各コ
プレーナ線路の中心導体の上に帯状のブリッジ導体を設
けて、上記各コプレーナ線路をなす接地導体の中心導体
側の端部を互いに接続し、上記基板の裏面側に接地導体
を全面に設けるとともに、この接地導体を上記基板を貫
通するバイアホールを通して上記基板表面側の接地導体
と電気的に接続して、上記線路導体と基板裏面側の接地
導体とで上記各集中定数線路および能動素子の入力側,
出力側の接続部にストリップ線路を構成したことを特徴
としている。
路の入力側,出力側の各接続部およびトランジスタの三
端子をなす各接続部に、線路導体とその両側の接地導体
とを有するコプレーナ線路が設けられ、各コプレーナ線
路をなす接地導体の線路導体側の端部はブリッジ導体で
互いに接続されている。したがって、各線路導体の両側
近傍で接地導体の電位が等しくなって、1GHz以上の
高周波であっても接地が良好に行われる。しかも、上記
コプレーナ線路によって、各素子の入力側,出力側の線
路導体の特性インピーダンスが定まって、寄生線路の影
響が除去される。したがって、回路設計を容易にでき、
高周波特性を向上させることができる。
面側に接地導体が全面に設けられ、この接地導体と各線
路導体とでストリップ線路が構成されている。したがっ
て、各線路導体および集中定数線路の伝搬モードはスト
リップ線路のモードとなって、1GHz以上の高周波で
あっても接地が良好に行われる。しかも、上記ストリッ
プ線路によって、各素子の入力側,出力側の線路導体の
特性インピーダンスが定まって、寄生線路の影響が除去
される。したがって、回路設計を容易にでき、高周波特
性を向上させることができる。また、回路全体の入力,
出力を行うコプレーナ線路の接地導体がブリッジ導体に
よって互いに接続されているので、さらに高周波特性が
良好になる。
り詳細に説明する。
波回路の要部のレイアウトを示している。このマイクロ
波回路は、誘電体基板(高比抵抗半導体基板)20の表面
に、入力整合回路30と、能動素子としてのトランジス
タ10と、直列帰還回路40と、出力整合回路(または
段間整合回路。以下同様。)50を備えている。上記入
力整合回路30,直列帰還回路40,出力整合回路50
は、従来と同様に、集中定数線路としてのスパイラル状
のインダクタ4およびキャパシタ5と、分布定数線路と
してのコプレーナ線路3によって構成されている。イン
ダクタ4とキャパシタ5との接続部、インダクタ4とイ
ンダクタ4との接続部、インダクタ4とトランジスタ1
0との接続部には、それぞれ直線状の線路導体6が設け
られている。また、基板表面の周辺部には接地導体1が
設けられている。この接地導体1は、入力側,出力側の
コプレーナ線路3,3の箇所で2つの接地導体1a,1bに
分割されている。コプレーナ線路3は、接地導体1a,1
bと、中心導体2と、この中心導体2の上に設けられた
帯状のブリッジ導体11とで構成されている。接地導体
1a,1bは、基板周辺部から上記各線路導体6の両側近
傍に延在している。各線路導体6の上に帯状のブリッジ
導体11が設けられ、このブリッジ導体11によって、
上記接地導体1a,1bの線路導体6側の端部が互いに接
続されている。これにより、各素子4,5,10の入力
側,出力側の接続部にコプレーナ線路13が構成されて
いる。したがって、各線路導体6の両側近傍で接地導体
1a,1bの電位が等しくなって、1GHz以上の高周波
であっても良好な接地を行うことができる。しかも、こ
のコプレーナ線路13によって、各素子4,5,10の入
力側,出力側の線路導体6の特性インピーダンスを定め
ることができ、寄生線路の影響を除去することができ
る。したがって、所望とする性能の回路を容易に設計す
ることができる。
調べるために、実際に、GaAs半導体基板20上に図1
に示した回路を2段レイアウトし、トランジスタ10と
してイオン注入型の電界効果トランジスタ(12GHzで
NFmin(最小雑音指数)が1.3dB、最小雑音時の利得
が9dBのもの)を用いて、周波数帯域11〜13GHz
用の2段低雑音増幅器を作製した。そして、入出力のV
SWR(定在波比)特性,利得特性,雑音特性を測定したと
ころ、図3に示すように、上記周波数帯域11〜13G
Hzで入力VSWR2.5以下,出力VSWR2.0以下,
利得16dB以上,雑音指数2.5dB以下という低雑音・
高利得の特性を得ることができた。
波回路の要部のレイアウトを示している。このマイクロ
波回路は、誘電体基板(高比抵抗半導体基板)20の表面
に、図1に示したものと同様に、入力整合回路30と、
能動素子としてのトランジスタ10と、直列帰還回路4
0と、出力整合回路(または段間整合回路。以下同様。)
50を備えている。上記入力整合回路30,直列帰還回
路40,出力整合回路50は、従来と同様に、集中定数
線路としてのスパイラル状のインダクタ4およびキャパ
シタ5と、分布定数線路としてのコプレーナ線路3によ
って構成されている。インダクタ4とキャパシタ5との
接続部、インダクタ4とインダクタ4との接続部、イン
ダクタ4とトランジスタ10との接続部には、それぞれ
直線状の線路導体6が設けられている。また、基板表面
の周辺部には接地導体1が設けられている。この接地導
体1は、入力側,出力側のコプレーナ線路3,3の箇所で
2つの接地導体1a,1bに分割されている。コプレーナ
線路3は、接地導体1a,1bと、中心導体2と、この中
心導体2の上に設けられた帯状のブリッジ導体11とで
構成されている。さらに、この例では、基板20の裏面
側に接地導体100が全面に設けられている。さらに、
半導体基板20の周辺部に形成したバイアホール12,
12,…を通して、裏面側の接地導体100と基板表面
側の接地導体1a,1bとが電気的に接続されている。こ
れにより、基板表面の各線路導体6と基板裏面の接地導
体100とで、各素子3,4,5,10の入力側,出力側に
マイクロストリップ線路16が構成されている。したが
って、インダクタ4,キャパシタ5および線路導体6の
伝搬モードがマイクロストリップ線路のモードとなっ
て、高周波であっても接地が良好に行われる。しかも、
線路導体6の特性インピーダンスが定まって、寄生線路
の影響が除去される。
た前記マイクロ波回路の特性と略同等であり、GaAs半
導体基板20上に形成した周波数帯域11〜13GHz
用の2段低雑音増幅器を構成した場合も略同等な特性が
得られる。
タ4,キャパシタ5の集中定数線路の伝搬モードは、マ
イクロストリップ線路のモードが付加される結果、基板
裏面に接地導体100を設けないときの伝搬モードに対
して変化する。しかし、この特性の変化はわずかであ
る。但し、より正確な設計をするためには、基板裏面に
接地導体100を施した集中定数線路のTEG(テスト
・エレメント・グループ)を予め作成・評価しておき、
上記TEGの高周波特性を設計に用いる。
マイクロ波回路では、集中定数線路の入力側,出力側の
各接続部およびトランジスタの三端子をなす各接続部
に、線路導体とその両側の接地導体とを有するコプレー
ナ線路が設けられ、各コプレーナ線路をなす接地導体の
線路導体側の端部はブリッジ導体で互いに接続されてい
るので、1GHz以上の高周波であっても良好な接地を
行うことができる。しかも、上記コプレーナ線路によっ
て、各素子の入力側,出力側の線路導体の特性インピー
ダンスを定めて、寄生線路の影響を除去することができ
る。したがって、回路設計を容易にでき、高周波特性を
向上させることができる。
板裏面側に接地導体を設け、この接地導体をバイアホー
ルを通して基板表面側の接地導体と接続して、各素子を
つなぐ線路導体と基板裏面側の接地導体とでストリップ
線路を構成しているので、1GHz以上の高周波であっ
ても良好な接地を行うことができる。しかも、上記スト
リップ線路によって、各素子の入力側,出力側の線路導
体の特性インピーダンスを定めて、寄生線路の影響を除
去することができる。したがって、回路設計を容易にで
き、高周波特性を向上させることができる。また、回路
全体の入力,出力を行うコプレーナ線路の接地導体がブ
リッジ導体によって互いに接続されているので、さらに
高周波特性を向上させることができる。
造を示す図である。
造を示す図である。
た2段低雑音増幅器の特性を示す図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 誘電体基板の表面に集中定数線路とトラ
ンジスタとを有し、上記集中定数線路の入力側,出力側
の各接続部、上記トランジスタの三端子をなす各接続部
にそれぞれ直線状の線路導体を設けるとともに、上記集
中定数線路およびトランジスタを一体として取り囲む接
地導体を上記基板表面の周辺部に設け、上記接地導体を
二分割した一対の隙間にコプレーナ線路をそれぞれ構成
して回路全体の入力,出力を行うようにしたマイクロ波
回路において、 上記接地導体を基板周辺部から、上記集中定数線路の入
力側,出力側に設けられた上記各線路導体の両側、上記
トランジスタの三端子に設けられた上記各線路導体の両
側までそれぞれ延在させるとともに、上記各線路導体の
上に帯状のブリッジ導体を設けて上記接地導体の線路導
体側の端部を互いに接続して、上記集中定数線路の入力
側,出力側の各接続部および上記トランジスタの三端子
をなす各接続部にそれぞれコプレーナ線路を構成したこ
とを特徴とするマイクロ波回路。 - 【請求項2】 誘電体基板の表面に直線状の線路導体で
接続された集中定数線路と能動素子とを有し、上記集中
定数線路および能動素子を一体として取り囲む接地導体
を上記基板表面の周辺部に設け、上記接地導体を二分割
した一対の隙間に中心導体を有するコプレーナ線路をそ
れぞれ構成して回路全体の入力,出力を行うようにした
マイクロ波回路において、 上記各コプレーナ線路の中心導体の上に帯状のブリッジ
導体を設けて、上記各コプレーナ線路をなす接地導体の
中心導体側の端部を互いに接続し、 上記基板の裏面側に接地導体を全面に設けるとともに、
この接地導体を上記基板を貫通するバイアホールを通し
て上記基板表面側の接地導体と電気的に接続して、上記
線路導体と基板裏面側の接地導体とで上記各集中定数線
路および能動素子の入力側,出力側の接続部にストリッ
プ線路を構成したことを特徴とするマイクロ波回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP28455291A JP3176667B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | マイクロ波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28455291A JP3176667B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | マイクロ波回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05121908A JPH05121908A (ja) | 1993-05-18 |
JP3176667B2 true JP3176667B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=17679933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28455291A Expired - Fee Related JP3176667B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | マイクロ波回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3176667B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9139036B2 (en) | 2012-08-07 | 2015-09-22 | Jackpen Limited | Writing device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5414219B2 (ja) * | 2008-08-21 | 2014-02-12 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | ウエハレベルcspにおける絶縁性テスト方法及びこれに用いるtegパターン |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP28455291A patent/JP3176667B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9139036B2 (en) | 2012-08-07 | 2015-09-22 | Jackpen Limited | Writing device |
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Publication number | Publication date |
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