JP3450721B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JP3450721B2
JP3450721B2 JP30140298A JP30140298A JP3450721B2 JP 3450721 B2 JP3450721 B2 JP 3450721B2 JP 30140298 A JP30140298 A JP 30140298A JP 30140298 A JP30140298 A JP 30140298A JP 3450721 B2 JP3450721 B2 JP 3450721B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drain electrode
semiconductor device
frequency
electrode
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP30140298A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000134041A (en
Inventor
恵一 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP30140298A priority Critical patent/JP3450721B2/en
Publication of JP2000134041A publication Critical patent/JP2000134041A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3450721B2 publication Critical patent/JP3450721B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波・ミリ
波の周波数ダウンコンバートを行う電界効果トランジス
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor that performs frequency down conversion of microwaves and millimeter waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、マイクロ波・ミリ波の周波数ダウ
ンコンバートを行うためには、図14に示すようにソー
ス接地された電界効果トランジスタのドレイン端子3に
RF周波数およびローカル発信波の波長の1/4程度の
オープンスタブ10を設けるか、先端をキャパシタとし
たスタブを置くか、同じく1/4波長の繰り返しパタン
となるRFチョーク回路を置いて、RF周波数あるいは
ローカル発信波をドレイン端子で短絡する様に設計し、
効率よく周波数変換が行われるようにしていた。また、
IF周波数出力端子13がRF周波数帯から見えないよ
うにするために、IF信号の引き出し線11も1/4波
長に選び、さらにシャント容量12を設けることが必要
であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to perform frequency down conversion of microwaves and millimeter waves, as shown in FIG. 14, the drain terminal 3 of a field-effect transistor whose source is grounded has an RF frequency of 1 and a wavelength of a local oscillation wave. An open stub 10 of about / 4 is provided, a stub having a capacitor at the tip is placed, or an RF choke circuit that also has a repeating pattern of 1/4 wavelength is placed to short-circuit the RF frequency or the local oscillation wave at the drain terminal. Designed like
The frequency conversion was performed efficiently. Also,
In order to keep the IF frequency output terminal 13 invisible from the RF frequency band, it was necessary to select the lead line 11 for the IF signal to have a quarter wavelength and also to provide the shunt capacitance 12.

【0003】図15、図16、図17にも従来例を示
す。何れの場合も上で述べたように1/4波長線路を用
いるため、回路が大型化する。
A conventional example is also shown in FIGS. 15, 16 and 17. In either case, since the quarter wavelength line is used as described above, the circuit becomes large.

【0004】図15は、図14のオープンスタブ10を
先端をシャントした線路で置き換えたものである。
FIG. 15 shows the open stub 10 of FIG. 14 replaced with a line with a shunted tip.

【0005】図16は1/4波長の低インピーダンス線
路14と1/4波長の高インピーダンス線路15の繰り
返し構造で置き換えたものである。
FIG. 16 shows a structure in which a 1/4 wavelength low impedance line 14 and a 1/4 wavelength high impedance line 15 are replaced by a repeating structure.

【0006】図17は図14のシャント容量12をオー
プンスタブ10で置き換えたものである。
FIG. 17 shows the shunt capacitor 12 of FIG. 14 replaced with an open stub 10.

【0007】しかし、これらの方法ではある特定の周波
数でドレイン端子のリアクタンス終端条件が満足される
ため狭帯域になりやすく、また、1/4波長という長い
スタブやチョーク回路を使用するため回路面積が大型化
していた。
However, these methods tend to narrow the band because the reactance termination condition of the drain terminal is satisfied at a certain specific frequency, and the circuit area is long because a stub or a choke circuit having a long quarter wavelength is used. It was upsized.

【0008】しかし、特にマイクロ波・ミリ波のモノリ
シック集積回路(MMIC)等で必要なチップ面積削減
はの上述の回路方式は難しい。
However, it is difficult to reduce the chip area required for a microwave / millimeter wave monolithic integrated circuit (MMIC), etc., in particular.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】マイクロ波・ミリ波の
周波数ダウンコンバータおいて、回路面積削減と広帯域
化を達成することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to achieve a circuit area reduction and a wide band in a microwave / millimeter wave frequency down converter.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】トランジスタのドレイン
端子を高周波的に短絡し、かつIF信号は通過させるに
は、トランジスタのドレイン電極とソース電極の一部を
電気的に導通しないように重ね合せることによりドレイ
ン−ソース間容量を生じさせて、ドレイン電極からRF
周波数およびローカル発信周波数が漏洩しないようにす
ればよい。IF周波数がシャントされないように電気容
量を選ぶことで、トランジスタそのものに周波数変換器
としての機能を持たすことが出来る。
In order to short-circuit the drain terminal of a transistor in a high frequency manner and allow an IF signal to pass through, the drain electrode and the source electrode of the transistor are superposed so as not to be electrically connected. The drain-source capacitance is generated by the
It suffices to prevent the frequency and the local oscillation frequency from leaking. By selecting the electric capacitance so that the IF frequency is not shunted, the transistor itself can have a function as a frequency converter.

【0011】トランジスタ内部でRF周波数およびロー
カル発信周波数をシャントするため広帯域化が図れ、同
時に1/4波長もの長さのスタブが不要なので小型にな
る。
Since the RF frequency and the local oscillation frequency are shunted inside the transistor, a wide band can be achieved, and at the same time, a stub having a length of 1/4 wavelength is not required, and the size is reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を実施例
により説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples.

【0013】(実施例1)図1に本発明の一実施例を示
す。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【0014】ミクサの動作をする電界効果トランジスタ
のゲート電極1から入力されたRF信号とローカル発信
波は、高周波的に接地されてるソース電極2とドレイン
電極3の部分的に重なり合った個所に生じた電気容量に
よりシャントされて、ドレイン電極3からは出力されな
い。電気容量は発生したIF周波数に対して十分大きな
リアクタンスを取るように調整されているのでドレイン
電極3から出力される。
The RF signal and the local oscillation wave input from the gate electrode 1 of the field effect transistor operating as a mixer are generated at a partially overlapping portion of the source electrode 2 and the drain electrode 3 which are grounded at high frequency. It is shunted by the electric capacity and is not output from the drain electrode 3. Since the capacitance is adjusted so as to have a sufficiently large reactance with respect to the generated IF frequency, it is output from the drain electrode 3.

【0015】(実施例2)図2に本発明の一実施例を示
す。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows an embodiment of the present invention.

【0016】動作原理は実施例1と同じであるが、図2
の場合はソース電極2とドレイン電極3の形状が異な
る。同様に、図3、図4でもソース電極2とドレイン電
極3の形状が異なるが、ソース電極2とドレイン電極3
の間に電気容量を生じさせていることに代わりはなく、
実施例1と同一の効果を得ることが出来る。
The operating principle is the same as that of the first embodiment, but FIG.
In this case, the shapes of the source electrode 2 and the drain electrode 3 are different. Similarly, although the shapes of the source electrode 2 and the drain electrode 3 are different in FIGS. 3 and 4, the source electrode 2 and the drain electrode 3 are different.
There is no substitute for creating an electric capacity between
The same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0017】(実施例3)図5はソース電極2とドレイ
ン電極3の間に生じる電気容量の電気的な位置が異な
る。実施例1および実施例2ではゲート電極1の先端で
電気容量を発生させていたが、図5ではゲート電極を跨
ぐようにドレイン電極3がソース電極2にかぶせられて
いる。しかし、ドレイン電極に発生したRF信号とロー
カル発信波がシャントされることに代わりはなく、この
場合も同様の効果を得ることが出来る。
(Embodiment 3) In FIG. 5, the electric position of the electric capacitance generated between the source electrode 2 and the drain electrode 3 is different. In Example 1 and Example 2, the capacitance was generated at the tip of the gate electrode 1, but in FIG. 5, the drain electrode 3 is covered with the source electrode 2 so as to straddle the gate electrode. However, the RF signal generated at the drain electrode and the local oscillation wave are shunted, and the same effect can be obtained in this case as well.

【0018】(実施例4)図6はソース電極2とドレイ
ン電極3の間が中空の場合の実施例であるが、図7のよ
うにソース電極2とドレイン電極3の間に誘電体4を挟
むことでも同様の効果を得ることが出来る。尚、ソース
電極2とドレイン電極の位置関係は逆でも同様の効果を
得ることが出来る。また、ソース電極2とドレイン電極
3は1層の金属膜ではなく、多層膜でも同様の効果を得
ることが出来る。
(Embodiment 4) FIG. 6 shows an embodiment in which the space between the source electrode 2 and the drain electrode 3 is hollow. As shown in FIG. 7, the dielectric 4 is provided between the source electrode 2 and the drain electrode 3. The same effect can be obtained by sandwiching them. Similar effects can be obtained even if the positional relationship between the source electrode 2 and the drain electrode is reversed. Further, the source electrode 2 and the drain electrode 3 are not a single-layer metal film, but a multi-layer film can achieve the same effect.

【0019】(実施例5)図8はT字ゲートのFETの
場合の実施例である。ドレイン電極3を引き伸ばしてソ
ース電極2と交差させることで、同様の効果を得ること
が出来る。
(Embodiment 5) FIG. 8 shows an embodiment in the case of a T-shaped gate FET. The same effect can be obtained by extending the drain electrode 3 and intersecting it with the source electrode 2.

【0020】(実施例6)実施例1〜4は2フィンガの
FETの場合、実施例5はT字ゲートの場合であるが、
図9は櫛形のマルチフィンガFETに適用した場合の実
施例である。従来エアブリッジ繋がれていた中央のソー
ス電極2をドレイン電極3と交差するように引き出すこ
とで、ドレイン−ソース間容量を得ている。また、ゲー
ト電極1とドレイン電極3の上を通るように幅の広いソ
ース電極2を引き出すことによっても、ドレイン−ソー
ス間容量を得ることが出来る。本実施例のソース電極2
の引き出し方では、電極の幅を大きく取れるので、特に
中央のソース電極に係るソースインダクタンスの低減に
も効果がある。
(Embodiment 6) Embodiments 1 to 4 are two-finger FETs, and embodiment 5 is a T-shaped gate.
FIG. 9 shows an embodiment when applied to a comb-shaped multi-finger FET. The drain-source capacitance is obtained by pulling out the central source electrode 2 which is conventionally connected to the air bridge so as to intersect with the drain electrode 3. The drain-source capacitance can also be obtained by drawing out the wide source electrode 2 so as to pass over the gate electrode 1 and the drain electrode 3. Source electrode 2 of this embodiment
In this way, since the width of the electrode can be made large, it is particularly effective in reducing the source inductance of the central source electrode.

【0021】(実施例7)図10は実施例5と同様、T
字ゲートの場合の例であるが、ドレイン電極3の引き出
し方向にドレイン電極3を延長することで、特にコプレ
ナ線路による配線を行う場合に有効な構造である。
(Embodiment 7) FIG.
Although it is an example in the case of a V-shaped gate, by extending the drain electrode 3 in the drawing direction of the drain electrode 3, this is an effective structure particularly when wiring is performed by a coplanar line.

【0022】(実施例8)図11はFETの等価回路の
一例である。破線で囲まれた20の領域がFETの真性
成分である。実施例1〜7に述べてきた方法により、ト
ランジスタ内部でドレイン・ソース間容量30を発生さ
せている。従って、ゲート端子から入力されたRF信号
やLO発信波はドレイン・ソース間容量30によりリア
クティブ終端される。この結果、図12に示すように、
RF等の高い周波数に対してはドレイン・ソース間容量
30はショートに働き、低い周波数のIFに対してはオ
ープンに働く。ドレイン・ソース間容量30のリアクタ
ンスは周波数に反比例するので、図12のスミスチャー
ト上では高周波になるにつれて、チャート上での奇跡の
移動が遅くなる。すなわち、ドレイン・ソース間容量3
0は広帯域に渡って良好なリアクティブ終端になること
がわかる。
(Embodiment 8) FIG. 11 shows an example of an equivalent circuit of an FET. The 20 regions surrounded by the broken line are the intrinsic components of the FET. The drain-source capacitance 30 is generated inside the transistor by the method described in the first to seventh embodiments. Therefore, the RF signal and LO oscillation wave input from the gate terminal are reactively terminated by the drain-source capacitance 30. As a result, as shown in FIG.
The drain-source capacitance 30 acts as a short circuit for a high frequency such as RF, and opens for a low frequency IF. Since the reactance of the drain-source capacitance 30 is inversely proportional to the frequency, the miraculous movement on the chart becomes slower as the frequency becomes higher on the Smith chart of FIG. That is, drain-source capacitance 3
It can be seen that 0 is a good reactive termination over a wide band.

【0023】図13は広帯域ダウンコンバータの一実施
例である。5はカップラで、Langeカップラやマー
チャントバラン、サイドカップラ等、広帯域特性が得ら
れるカップラである。このようなカップラと本発明によ
るFET7と組み合わせることで、広帯域なアクティブ
ミクサを実現することが可能になる。
FIG. 13 shows an embodiment of a wideband down converter. Reference numeral 5 is a coupler, such as a Lange coupler, a merchant balun, a side coupler, or the like, which can obtain wide band characteristics. By combining such a coupler with the FET 7 according to the present invention, it becomes possible to realize a broadband active mixer.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、マイクロ波・ミリ波の
周波数ダウンコンバータおいて、回路面積削減と広帯域
化を同時に達成することが可能となる。
According to the present invention, in a microwave / millimeter wave frequency down-converter, it is possible to simultaneously reduce the circuit area and widen the band.

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

【図1】本発明の第1の実施例である半導体装置の上面
図である。
FIG. 1 is a top view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例である半導体装置の上面
図である。
FIG. 2 is a top view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例である半導体装置の上面
図である。
FIG. 3 is a top view of a semiconductor device that is a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例である半導体装置の上面
図である。
FIG. 4 is a top view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例である半導体装置の上面
図である。
FIG. 5 is a top view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施例である半導体装置の断面
図である。
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例である半導体装置の断面
図である。
FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施例である半導体装置の断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6の実施例である半導体装置の断面
図である。
FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第7の実施例である半導体装置の断
面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第8の実施例を説明するための回路
図である。
FIG. 11 is a circuit diagram for explaining an eighth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第8の実施例のを説明するためのス
ミスチャートである。
FIG. 12 is a Smith chart for explaining an eighth example of the present invention.

【図13】本発明の第4の実施例を説明するためのブロ
ック図である。
FIG. 13 is a block diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図14】従来の半導体装置の上面図である。FIG. 14 is a top view of a conventional semiconductor device.

【図15】従来の半導体装置の上面図である。FIG. 15 is a top view of a conventional semiconductor device.

【図16】従来の半導体装置の上面図である。FIG. 16 is a top view of a conventional semiconductor device.

【図17】従来の半導体装置の上面図である。FIG. 17 is a top view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ゲート電極 2 ソース電極 3 ドレイン電極 4 誘電体 5 カップラ 6a 整合回路a 6b 整合回路b 7a 本発明によるFETa 7b 本発明によるFETb 10 1/4波長オープンスタブ 11 IF信号の引き出し線11 12 シャント容量 13 IF周波数出力端子 13a IF周波数出力端子a 13b IF周波数出力端子b 14 1/4波長低インピーダンス線路 15 1/4波長高インピーダンス線路 16 線路 1 Gate electrode 2 Source electrode 3 drain electrode 4 Dielectric 5 couplers 6a Matching circuit a 6b Matching circuit b 7a FETa according to the present invention 7b FETb according to the present invention 10 1/4 wavelength open stub 11 IF signal lead wire 11 12 shunt capacity 13 IF frequency output terminal 13a IF frequency output terminal a 13b IF frequency output terminal b 14 1/4 wavelength low impedance line 15 1/4 wavelength high impedance line 16 tracks

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高周波信号の周波数のダウンコンバート
を行う電界効果トランジスタにおいて、ソース電極の一
部とドレイン電極の一部とを、お互いが接触しない様に
交差させてソース電極とドレイン電極の間に電気容量を
生じさせることで、ドレイン電極に生じた高周波信号を
ソース電極にシャントして、IF信号のみをドレイン電
極から取り出すことを特徴とする半導体装置。
1. In a field effect transistor for down-converting the frequency of a high frequency signal, a part of a source electrode and a part of a drain electrode are made to intersect each other so as not to contact each other, and between the source electrode and the drain electrode. A semiconductor device characterized in that a high frequency signal generated at a drain electrode is shunted to a source electrode by generating an electric capacitance, and only an IF signal is taken out from the drain electrode.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、電
気容量を生じさせるために交差させたソース電極とドレ
イン電極の間に誘電体が挟まれていることを特徴とする
半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a dielectric is sandwiched between a source electrode and a drain electrode that intersect to generate an electric capacitance.
JP30140298A 1998-10-22 1998-10-22 Semiconductor device Expired - Lifetime JP3450721B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30140298A JP3450721B2 (en) 1998-10-22 1998-10-22 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30140298A JP3450721B2 (en) 1998-10-22 1998-10-22 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000134041A JP2000134041A (en) 2000-05-12
JP3450721B2 true JP3450721B2 (en) 2003-09-29

Family

ID=17896447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30140298A Expired - Lifetime JP3450721B2 (en) 1998-10-22 1998-10-22 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3450721B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4805191B2 (en) * 2007-03-05 2011-11-02 三菱電機株式会社 Limiter circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000134041A (en) 2000-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06232601A (en) Microwave switch circuit
US5233313A (en) High power field effect transistor amplifier
US20060152300A1 (en) Semiconductor device
US5872485A (en) Dielectric line waveguide which forms electronic circuits
US5546049A (en) Frequency scalable pre-matched transistor
US20020089385A1 (en) Planar dielectric integrated circuit
JP3450721B2 (en) Semiconductor device
US6169301B1 (en) Planar dielectric integrated circuit
JP2738701B2 (en) High frequency amplifier circuit
JP3005416B2 (en) Microwave and millimeter wave monolithic integrated circuits
JP3929254B2 (en) High frequency circuit and communication device using the same
GB2255463A (en) High frequency fet amplifier with harmonic processing
JP2001352204A (en) Circuit element using transmission line, electronic circuit using the same element and line, and electronic device using the same
JP2505442B2 (en) Semiconductor amplifier
JP3448833B2 (en) Transmission line and semiconductor device
JPH03277005A (en) High frequency amplifier
JP2001053510A (en) High-frequency circuit
JP7251660B2 (en) high frequency amplifier
JP2881716B2 (en) Oscillator
JPS6322725Y2 (en)
JPS6035843B2 (en) capacitor
JPH0817291B2 (en) Microwave circuit
JP2006020206A (en) Amplifier circuit
JPS6388908A (en) Monolithic integrated circuit
JPH11168307A (en) Microwave integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100711

Year of fee payment: 7