JP3178271B2 - マイクロ波半導体集積回路および多段増幅回路 - Google Patents

マイクロ波半導体集積回路および多段増幅回路

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JP3178271B2 JP24323894A JP24323894A JP3178271B2 JP 3178271 B2 JP3178271 B2 JP 3178271B2 JP 24323894 A JP24323894 A JP 24323894A JP 24323894 A JP24323894 A JP 24323894A JP 3178271 B2 JP3178271 B2 JP 3178271B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波半導体集
積回路および多段増幅回路に関し、さらに詳しくは、歩
留りが高く且つ多段増幅回路を小型に構成できるマイク
ロ波半導体集積回路およびそのマイクロ波半導体集積回
路を利用した多段増幅回路に関する。特に、通信機やコ
ードレス電話機の信号出力増幅回路などに有用である。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の多段増幅回路の一例を示
す要部斜視図である。この多段増幅回路500は、ワン
チップのマイクロ波半導体集積回路(MMIC;Monol
ithic Microwave Integrated Circuit)61からな
る。図7は、上記多段増幅回路500の回路図である。
前記マイクロ波半導体集積回路51は、同一半導体基板
上に第1段のマイクロ波増幅器11aと第2段のマイク
ロ波増幅器11bと第3段のマイクロ波増幅器11cと
を形成したものである。第1段のマイクロ波増幅器11
aは、FET(Field Effect Transistor)2aとバ
イアス回路7aとから構成されている。また、第2段の
マイクロ波増幅器11bは、FET2bとバイアス回路
7bとから構成されている。また、第3段のマイクロ波
増幅器11cは、FET2cとバイアス回路7cとから
構成されている。ゲートバイアス端子GBおよびドレイ
ンバイアス端子DBには、コンデンサCおよびインダク
タLが外部接続されている(図6では図示省略してい
る)。
【0003】上記多段増幅回路500では、マイクロ波
増幅器11a,11b,11cの順に出力電力レベルが
増大するので、FET2a,2b,2cの順に総ゲート
幅Wを大きくしている。ここで、総ゲート幅Wとは、図
8に示すように、FET2aのゲートパタンg,ソース
パタンs,ドレインパタンdが形成されているとき、ゲ
ートフィンガー数N×単位ゲート幅Wuをいう。FET
2b,2cも同様である。
【0004】図9は、従来の多段増幅回路の他例を示す
要部斜視図である。この多段増幅回路600は、マイク
ロ波半導体集積回路61と、バイアス回路7cと、外部
接続FET2c(ケース入り)とを具備して構成されて
いる。前記バイアス回路7cは、前記マイクロ波半導体
集積回路61の出力端子Toと前記外部接続FET2c
のゲートの間の基板実装面に、バイアス抵抗R1,R2
およびコンデンサC1を配置して構成されている。前記
外部接続FET2cは、前記バイアス回路7cによりバ
イアスされてマイクロ波増幅器11cとして作動し、前
記マイクロ波半導体集積回路61の出力信号を増幅す
る。
【0005】図10は、上記多段増幅回路600の回路
図である。前記マイクロ波半導体集積回路61は、同一
半導体基板上に第1段のマイクロ波増幅器11aと第2
段のマイクロ波増幅器11bとを形成したものである。
第1段のマイクロ波増幅器11aは、FET2aとバイ
アス回路7aとから構成されている。また、第2段のマ
イクロ波増幅器11bは、FET2bとバイアス回路7
bとから構成されている。ゲートバイアス端子GBおよ
びドレインバイアス端子DBには、コンデンサCおよび
インダクタLが外部接続されている(図9では図示省略
している)。
【0006】上記多段増幅回路600では、マイクロ波
増幅器11a,11b,11cの順に出力電力レベルが
増大するので、FET2a,2b,2cの順に総ゲート
幅Wを大きくしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の多段増幅回
路500では、1チップ化により小型化できる利点があ
るが、マイクロ波半導体集積回路51の歩留りが悪くな
る問題点がある。すなわち、図11に示すように、FE
T(例えばガリウム砒素FET)の製造歩留りは、総ゲ
ート幅Wが大きくなるほど低下する。このため、総ゲー
ト幅Wが最大のFET2cの製造歩留りに依存して、マ
イクロ波半導体集積回路51の歩留りが低下してしまう
問題点がある。一方、上記従来の多段増幅回路600で
は、総ゲート幅Wが最大のFET2cを同一半導体基板
上に含まないため、マイクロ波半導体集積回路61の歩
留りが改善される。また、最終段のFET2cを取り替
えることにより、容易に出力電力レベルを変更できる。
しかし、FET2cおよびバイアス回路7cを基板実装
面に外付けするため、小型化できない問題点がある。そ
こで、この発明の目的は、歩留りが高く且つ多段増幅回
路を小型に構成できるマイクロ波半導体集積回路および
多段増幅回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、この発
明は、同一半導体基板上にn(≧2)段のマイクロ波増
幅器を形成してなるマイクロ波半導体集積回路におい
て、第(n+1)段のマイクロ波増幅器として外部接続
されるFET用のバイアス回路を内蔵したことを特徴と
するマイクロ波半導体集積回路を提供する。
【0009】第2の観点では、この発明は、上記構成の
マイクロ波半導体集積回路と、そのマイクロ波半導体集
積回路に内蔵されたバイアス回路によりバイアスされて
マイクロ波増幅器として作動し前記マイクロ波半導体集
積回路の出力信号を増幅する外部接続FETとを具備
し、前記マイクロ波半導体集積回路に内蔵されるマイク
ロ波増幅器のFETのゲート幅よりも前記外部接続FE
Tのゲート幅が大きいことを特徴とする多段増幅回路を
提供する。第3の観点では、この発明は、上記構成の多
段増幅回路において、前記外部接続FETを容易に取り
替え可能としたことを特徴とする多段増幅回路を提供す
る。第4の観点では、この発明は、上記構成の多段増幅
回路において、前記マイクロ波半導体集積回路と前記外
部接続FETとを同一パッケージ内に組み込んだことを
特徴とする多段増幅回路を提供する。第5の観点では、
この発明は、上記構成の多段増幅回路において、前記バ
イアス回路を構成する抵抗を、外部接続可変抵抗器とし
たことを特徴とする多段増幅回路を提供する。
【0010】
【作用】上記第1の観点によるマイクロ波半導体集積回
路では、次段のマイクロ波増幅器として外部接続される
FET用のバイアス回路を内蔵した。これによれば、総
ゲート幅Wが最大のFETを同一半導体基板上に含まな
いため、マイクロ波半導体集積回路の歩留りが改善され
る。また、外部接続FET用のバイアス回路を基板実装
面に外付けする必要がないため、多段増幅回路を小型に
構成できるようになる。
【0011】上記第2の観点による多段増幅回路では、
上記構成のマイクロ波半導体集積回路に、そのマイクロ
波半導体集積回路に内蔵されたバイアス回路によりバイ
アスされてマイクロ波増幅器として作動し前記マイクロ
波半導体集積回路の出力信号を増幅するFETを外部接
続した。また、前記マイクロ波半導体集積回路に内蔵さ
れるマイクロ波増幅器のFETのゲート幅よりも前記外
部接続FETのゲート幅を大きくした。これによれば、
総ゲート幅Wが最大のFETを同一半導体基板上に含ま
ないため、マイクロ波半導体集積回路の歩留りが改善さ
れる。また、外部接続FET用のバイアス回路を基板実
装面に外付けする必要がないため、小型化することが出
来る。
【0012】上記第3の観点による多段増幅回路では、
上記構成の多段増幅回路における外部接続FETを容易
に取り替え可能とした。これによれば、外部接続FET
の取り替えにより、出力電力レベルを容易に変更できる
ようになる。
【0013】上記第4の観点による多段増幅回路では、
上記構成の多段増幅回路におけるマイクロ波半導体集積
回路と外部接続FETとを同一のパッケージ内に組み込
んだ。これによれば、より小型化が可能となる。なお、
上記パッケージとしては、例えばセラミックやプラスチ
ック製のDIP(Dual In-line Package)やフラット
パック(flatpack)がある。
【0014】上記第5の観点による多段増幅回路では、
前記バイアス回路を構成する抵抗を、外部接続可変抵抗
器とした。これによれば、外部接続FETを取り替えた
ときに、可変抵抗器をドライバ等で操作してバイアス抵
抗を変化させて、バイアス点を容易に調整することが出
来る。
【0015】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。
【0016】−第1実施例− 図1は、この発明の第1実施例の多段増幅回路を示す要
部斜視図である。この多段増幅回路100は、マイクロ
波半導体集積回路1と、外部接続FET2c(ケース入
り)とを具備して構成されている。前記マイクロ波半導
体集積回路1は、バイアス回路7cを内蔵している。前
記外部接続FET2cは、前記バイアス回路7cにより
バイアスされてマイクロ波増幅器として作動し、前記マ
イクロ波半導体集積回路1の出力信号を増幅する。To
は出力端子であり、Pは配線パターンである。
【0017】図2は、上記多段増幅回路100の回路図
である。前記マイクロ波半導体集積回路1は、同一半導
体基板上に第1段のマイクロ波増幅器11aと第2段の
マイクロ波増幅器11bとバイアス回路7cとを形成し
たものである。第1段のマイクロ波増幅器11aは、F
ET2aとバイアス回路7aとから構成されている。ま
た、第2段のマイクロ波増幅器11bは、FET2bと
バイアス回路7bとから構成されている。前記バイアス
回路7cは、バイアス抵抗R1,R2およびコンデンサ
C1から構成されている。ゲートバイアス端子GBおよ
びドレインバイアス端子DBには、コンデンサCおよび
インダクタLが外部接続されている(図1では図示省略
している)。上記多段増幅回路100では、FET2
a,2b,2cの順に総ゲート幅Wを大きくしている。
【0018】上記多段増幅回路100によれば、総ゲー
ト幅Wが最大のFET2cを同一半導体基板上に含まな
いため、マイクロ波半導体集積回路1の歩留りが改善さ
れる。また、外部接続FET2c用のバイアス回路7c
を基板実装面に外付けする必要がないため、多段増幅回
路100を小型に構成できるようになる。さらに、外部
接続FET2cは容易に取り替え可能なので、出力電力
レベルを容易に変更できるようになる。
【0019】なお、外部接続FET2cを取り替えたと
きに、FET2cのゲートバイアス端子GBへの印加電
圧を変化させることでバイアス抵抗R1,R2を変化さ
せ、バイアス点を調整することが好ましい。
【0020】−第2実施例− 図3は、この発明の第2実施例の多段増幅回路を示す斜
視図である。図4は、その回路図である。この多段増幅
回路200は、上記第1実施例の多段増幅回路100に
おけるバイアス回路7cのバイアス抵抗R1(バイアス
抵抗R2でもよい)を外部接続可変抵抗器VRとしたも
のである。上記第2実施例の多段増幅回路200によれ
ば、前記可変抵抗器VRをドライバ等で操作してバイア
ス抵抗を変化させ、FET2cを取り替えたときにバイ
アス点を容易に調整することが出来る。
【0021】−第3実施例− 図5は、この発明の第3実施例の多段増幅回路を示す要
部斜視図である。この多段増幅回路300は、上記第1
実施例の多段増幅回路100をプラスチック製のDIP
内に組み込んだものである。上記第3実施例の多段増幅
回路300によれば、いっそうの小型化を図ることが出
来る。
【0022】
【発明の効果】この発明のマイクロ波半導体集積回路お
よび多段増幅回路によれば、総ゲート幅の大きいFET
を同一半導体基板上に含まないため、マイクロ波半導体
集積回路の歩留りを改善することが出来る。また、外部
接続FET用のバイアス回路を外付けする必要がないた
め、多段増幅回路を小型に構成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例の多段増幅回路を示す要
部斜視図である。
【図2】図1の多段増幅回路の回路図である。
【図3】この発明の第2実施例の多段増幅回路を示す要
部斜視図である。
【図4】図3の多段増幅回路の回路図である。
【図5】この発明の第3実施例の多段増幅回路を示す要
部斜視図である。
【図6】従来の多段増幅回路の一例を示す要部斜視図で
ある。
【図7】図6の多段増幅回路の回路図である。
【図8】FETのパタンを示す模式図である。
【図9】従来の多段増幅回路の他例を示す要部斜視図で
ある。
【図10】図9の多段増幅回路の回路図である。
【図11】FETの総ゲート幅と製造歩留りとの関係を
示すグラフである。
【符号の説明】
1,21 マイクロ波半導体集積回路 100,200,300 多段増幅回路 2a,2b,2c FET 7a,7b,7c バイアス回路 11a,11b,11c マイクロ波増幅器 R1,R2 バイアス抵抗 C1 コンデンサ VR 可変抵抗器 C 外付コンデンサ L 外付インダクタ P 配線パタン

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一半導体基板上にn(≧2)段のマイ
    クロ波増幅器を形成してなるマイクロ波半導体集積回路
    において、 第(n+1)段のマイクロ波増幅器として外部接続され
    るFET用のバイアス回路を内蔵したことを特徴とする
    マイクロ波半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のマイクロ波半導体集積
    回路と、そのマイクロ波半導体集積回路に内蔵されたバ
    イアス回路によりバイアスされてマイクロ波増幅器とし
    て作動し前記マイクロ波半導体集積回路の出力信号を増
    幅する外部接続FETとを具備し、前記マイクロ波半導
    体集積回路に内蔵されるマイクロ波増幅器のFETのゲ
    ート幅よりも前記外部接続FETのゲート幅が大きいこ
    とを特徴とする多段増幅回路。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の多段増幅回路におい
    て、前記外部接続FETを容易に取り替え可能としたこ
    とを特徴とする多段増幅回路。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の多段増幅回路におい
    て、前記マイクロ波半導体集積回路と前記外部接続FE
    Tとを同一パッケージ内に組み込んだことを特徴とする
    多段増幅回路。
  5. 【請求項5】 請求項2から請求項4のいずれかに記載
    の多段増幅回路において、前記バイアス回路を構成する
    抵抗を、外部接続可変抵抗器としたことを特徴とする多
    段増幅回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101925321B1 (ko) * 2017-01-23 2019-02-27 전남과학대학교 산학협력단 고액 분리장치

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KR101925321B1 (ko) * 2017-01-23 2019-02-27 전남과학대학교 산학협력단 고액 분리장치

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