JP4964875B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイ上の全ＲＦトランジスタ活性領域を占有する少なくとも１つのＲＦトランジスタを有する半導体ダイを備える電子装置に関する。

ＲＦＭＭＩＣ（無線モノリシック集積回路）および集積バイアス回路を有する個々のトランジスタは、ある範囲の周囲温度にわたって零入力電流を一定に保持するバイアス回路を必要とする。ＲＦトランジスタの特徴（例えば線形性）は、バイアス電流の設定に非常に敏感なことである。バイアス回路は、電流駆動される、すなわちＲＦトランジスタ内の電流が、カレントミラーによって決定されることが多い。この原理によれば、バイアストランジスタおよびＲＦトランジスタは、バイアスセルを流れる電流が、ＲＦトランジスタを流れる電流を決定する、すなわちバイアストランジスタを流れる電流が、ＲＦトランジスタに「反映される」ように結合される。カレントミラーは、当該技術で周知である。

ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物シリコン電界効果トランスミッタ）の場合、カレントミラーに配置されたバイアストランジスタおよびＲＦトランジスタを流れる電流の割合は、トランジスタの全実効フィンガー長さ（活性領域（チャネル）の幅および長さ）に依存する。ＲＦトランジスタを流れる電流を含むＲＦトランジスタの特徴は、ＲＦＭＭＩＣが用いられる用途により予め決定されている。回路全体に対して電力消費を小さく維持するために、バイアスセルの設計パラメータは、バイアスセルを流れる電流を最小限に抑える対応で規定される。この目的のため、バイアスセルは、ＲＦトランジスタの活性領域より小さい活性領域を有する。従ってバイアス電流も、ＲＦトランジスタを流れる電流より小さい。

バイアス電流とＲＦトランジスタの零入力電流との比は、大量生産で生じる技術的ばらつきとは関係なく一定を保たなくてはならない。ＲＦトランジスタの領域が、バイアスセルの領域より大きく選択されるため、ＲＦトランジスタは、その大きい領域によるより良好な平均化効果の恩恵を受ける。バイアスセルに対する平均化効果は、より小さいか、またはワーストケースではまったくない。そのため、バイアスセルは、実質的に高いパラメータのばらつきを蒙る。パラメータのばらつきは、零入力電流の大幅な変動を引き起こす。バイアスセルとＲＦトランジスタとの間の高電流比のため、バイアスセル電流の誤差は、ＲＦトランジスタ電流に直接伝えられる。このような誤差は、ＲＦＭＭＩＣの特徴を損なう恐れがある。

当該技術で既知の第２の問題は、同じダイ上で集積されたトランジスタの熱結合である。動作モード（例えばクラスＡＢ）に応じて、あるＲＦトランジスタは、高電流を必要とし、大量出力につながり、基板を介してバイアスセルに伝えられる熱を発生する。これらの加熱効果は、回路のさらなる悪化に関与する恐れがある。

これらの問題を克服するために、従来技術の解決策は、バイアスセルをＲＦトランジスタとは別に、すなわち同じダイ（または基板）上ではなく実施することを提案している。この既知の解決策によれば、バイアス回路を、常に集積ＲＦトランジスタに対して調整することができる。しかしこれらの回路は同調を必要とし、それらはより複雑であるとともに、製品は完全に統合的解決策のものより高価である。

米国特許第２００２／６，４４８，８５９号は、バイポーラトランジスタを有する高周波電力増幅器に関する。この米国特許の明細書は、バイポーラトランジスタを有する複数のトランジスタブロックを含む高周波電力増幅器を開示しており、トランジスタブロックの各々が、バイポーラトランジスタのエミッタに接続された抵抗と、基準電圧をバイポーラトランジスタのベースバイアスとして生成する基準電圧生成回路と、バイポーラトランジスタのベースに接続されたバイアス生成回路とを含み、バイアス生成回路は、基準電圧を変換することにより、ベースバイアス電圧を生成する。

米国特許第６，６６１，２９０号は、特定のバイアス回路を有する高周波電力増幅器に関する。

米国特許第６，０１８，２７０号は、１つまたは複数の増幅器と、温度および集積回路プロセスパラメータ補償を有する１つまたは複数の単一または二重平衡ミキサとを含む単一または複数の低電圧ＲＦトランジスタ用の単一バイアスブロックを開示している。

米国特許第５，６２３，２３２号は、電流フィードバック用の低インピーダンス入力を有する集積回路動作増幅器に対するトポロジーに関する。平衡対称トポロジーが、内部熱生成に対する感温トランジスタの不平衡熱応答による悪化を回避するために提案されている。

米国特許出願第２００４／０２２２８４８号は、温度補償を有する平衡高周波電力増幅器に関する。２つのトランジスタ高周波出力増幅器が開示されており、トランジスタ高周波出力増幅器は、所望の電気的平衡を提供するように構成された概して対称分岐入力および出力と、さらに動作温度の範囲にわたり実質的に均一な利得を提供するように構成された温度補償回路とを有する。

本発明の目的は、小さいサイズと改善熱安定性とを有する電子装置を提供することである。この目的は請求項１に記載の電子装置により解決される。

そのため電子装置には半導体ダイが設けられ、半導体ダイは、ダイ上の全ＲＦトランジスタ活性領域を占有する少なくとも１つのＲＦトランジスタを備える。全ＲＦトランジスタ活性領域が、特定のチャネル幅と特定のチャネル長さとを有する少なくとも１つのトランジスタチャネルを含む。ＲＦトランジスタにバイアスをかける少なくとも１つのバイアスセルも、ダイ上に配置され、少なくとも１つのバイアスセルが、ダイ上の全バイアスセル活性領域を占有する。バイアスセルは、１つまたは複数のトランジスタで構成し得る。全バイアスセル活性領域（ＡＢＣ）が、特定のチャネル幅と特定のチャネル長さとを有する少なくとも１つのトランジスタチャネルを含む。全ＲＦトランジスタ活性領域が、全バイアスセル活性領域より実質的に大きい。全バイアスセル活性領域が、領域の共通中心を有する。全ＲＦトランジスタ活性領域も、領域の共通中心を有する。バイアスセルおよびＲＦトランジスタの活性領域は、ＲＦトランジスタの領域の共通中心およびバイアスセルの領域の共通中心の両方が、一軸上に位置し、軸が、ＲＦトランジスタの少なくとも１つのチャネルの長さに実質的に垂直または平行であるように配置されている。

上記の配置による電子装置は、バイアスセル、通常１つまたは複数のバイアストランジスタをＲＦトランジスタと一緒に同じダイ上に配置可能にするが、このような配置は以下の理由で非実用的であると考えられていた。電力を節減するために、バイアスセルは、通常ＲＦトランジスタの活性領域よりかなり小さい活性領域を有するトランジスタである。そのためＲＦトランジスタおよびバイアストランジスタの電子特性およびパラメータは、実質的に異なっている。バイアストランジスタが小さいほど、大きいＲＦトランジスタよりパラメータ変動が大きくなる。その結果バイアスセルを流れる電流を自動または手動で調整するために、追加構成要素が必要であり、それらは通例ＲＦトランジスタの集積回路に対して外部から実施される。そのため回路が実施形態された場合、バイアス電流またはバイアス電圧を常に調整する可能性が残される。

加えて本発明による電子装置は、ＲＦトランジスタ領域およびバイアスセル領域の共通中心が、ダイの表面上の少なくとも一方向で一致する配置により、強いパラメータ変動を補償する。このような配置は、ダイの表面上の１つまたは複数の方向の一次パラメータ傾斜を補償することができる。この配置は、より高次のパラメータ傾斜によっても選択され得る。

単一の活性領域の場合、領域の共通中心は、領域自体の幾何学中心である。２つ以上の分離活性領域の場合、まず各々の分離部分の領域の中心が決定される。多数の活性領域の場合、領域の共通中心は、すべての部分のそれぞれの領域の寸法によって決定される。より小さいバイアスセル領域が分割されていても、各副領域のパラメータのばらつきの増加が、領域の共通中心の適正な配置により補償される。最も容易な手法は、全活性領域を同等サイズに形成された活性副領域に分割することにある。一次パラメータ傾斜を補償するために、適正な配置は、共通重心の原理により行われ得る。共通重心原理は、特定の寸法の各領域の個々の寸法を考慮する。領域が一方向に大きく広がるほど、この方向の重要性が比例して高くなる。そのため領域の共通中心をチャネルの長さに平行または垂直な軸上に配置することが十分であることもある。

当業者にバイアスセルおよびＲＦトランジスタを同じダイ上に配置させいないようにしてきたもう１つの欠点は、熱結合の危険性である。ＲＦトランジスタ要件は、ＲＦトランジスタを流れる大電流を伴い、ＲＦトランジスタ内に多量の熱を生じる。バイアスセルに結合されるこの熱は、さらにバイアスセルのパラメータを損ない、それによりそれらの性能を悪化させる。本発明によれば、バイアスセルおよびＲＦトランジスタの領域を互いに十分に離間させて、熱結合を低減することが可能である。

本発明の一態様によれば、全ＲＦトランジスタ活性領域および全バイアスセル活性領域のうちの少なくとも一方が、少なくとも２つの活性副領域に分割されている。これらの副領域が、それぞれの装置のかなりの部分を備える。領域が副領域に分割されている場合には、上術したような領域の共通中心の配置は、より容易であり得る。

本発明のもう１つの態様によれば、ＲＦトランジスタの活性領域が、偶数のＲＦトランジスタ活性副領域に分割されている。この配置によれば、熱結合およびパラメータ変動補償は、より効率的に最適化することができる。

本発明のさらなる態様によれば、バイアスセル活性領域が、ＲＦトランジスタ活性副領域間に配置されているとともに、バイアスセル活性領域が、両側にＲＦトランジスタ活性副領域の半分を有する。そのためＲＦトランジスタおよびバイアスセルの活性領域の領域共通中心を一致させることがより容易である。

本発明の一態様によれば、電子装置は、偶数のバイアスセル活性副領域を有する。ＲＦトランジスタ活性領域に関して、偶数のバイアスセル活性領域は、領域の共通中心に関して副領域の正しい位置を決定する手順を容易にする。

本発明のもう１つの態様によれば、電子装置は、４つのバイアスセル活性副領域を有する。ＲＦトランジスタ活性領域は、長方形形状を有する。４つのバイアスセル活性領域は、各々長方形ＲＦトランジスタ活性領域の４つの角のうちの１つの近傍に配置されている。この配置によれば、領域の共通中心は、容易に一致するとともに、熱結合は、同時に最小限に抑えられる。バイアスセル活性領域の４つの部分は、各々長方形ＲＦトランジスタ活性領域の角の１つの領域内に実質的に配置され得る。これは熱結合を低減するとともにそれでもパラメータ変動の良好な補償を保持するための改良配置である。

本発明の一態様によれば、電子装置は、２つの同等サイズに形成されたバイアスセル活性副領域を有する。バイアスセル活性領域の２つの部分は、ＲＦトランジスタ活性領域の両側に対称的に配置されている。

本発明のさらに他の態様によれば、活性領域または副領域は、ＲＦトランジスタの領域または副領域の共通中心およびバイアスセルの領域または副領域の共通中心の両方が、一軸上に位置するように配置されている。軸は、ＲＦトランジスタの少なくとも１つのチャネルの長さに実質的に垂直である。特定の技術の場合、一方向のパラメータのばらつきが、広がる恐れがある。ばらつきは、チャネルの長さの方向の僅かな欠陥によって支配されることが多い。チャネルの特性は、この方向の欠陥に対して非常に敏感である。ばらつきを生じるパラメータは、例えば実効チャネル長さ、ゲート酸化物厚さ、ドーピングプロファイル（シャドウ効果）、またはドーピング濃度等である。チャネル長さの方向に垂直な方向、すなわちチャネル幅の方向では、欠陥の影響は同等に強くはない。これらの状況では、ダイの表面上の一方向のパラメータ悪化のみを補償することが十分であり得る。ＲＦトランジスタおよびバイアスセルの活性領域の領域共通中心が、ＲＦトランジスタのチャネルの長さに垂直に配向された一軸上に位置する場合には、パラメータのばらつきの大部分は回避される。

本発明のもう１つの態様によれば、ＲＦトランジスタ活性副領域の各々が、複数のチャネルを備える。追加的または代替的に、バイアスセル活性副領域の各々は、複数のチャネルを備える。この目的のため、フィンガー長さ（チャネルの幅）が減少される。従ってトランジスタ（バイアストランジスタまたはＲＦトランジスタ）の全体チャネル長さおよびチャネル幅が維持されても、より多い数のチャネル（フィンガー）を、並んで配置することができる。チャネル（フィンガー）の数の増加は、パラメータのばらつきの平均化効果を改善するのに役立つ。全活性領域が維持なれなければならない場合には、フィンガーの数が増加する場合には、フィンガー長さは短くならなければならない。従ってＲＦトランジスタのチャネルのフィンガー長さが、減少されることによっても、平均化効果を改善することができる。

発明を実施するための形態

本発明のこれらのおよび他の態様は、以下に説明する実施形態および以下の図面から明らかであるとともに、これらを参照して説明する。

図１は、バイアスセルＢＣおよびＲＦトランジスタＲＦＴの簡略化概略回路図を示す。

電源ＣＳは、電流ＩＢをバイアスセルＢＣに供給する。ＲＦトランジスタＲＦＴおよびバイアスセルＢＣは、従来のカレントミラー対応で結合されている。従ってバイアスセルＢＣを流れる電流ＩＢは、ＲＦトランジスタＲＦＴに「反映される」。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ（金属酸化物シリコン電界効果トランジスタ）の場合、電流ＩＢとＲＦトランジスタＲＦＴを流れる電流ＩＤＱとの比は、トランジスタの幅Ｗおよび長さＬとしての典型的設計パラメータにより決定される。ＲＦトランジスタＲＦＴの設計パラメータは、主にトランジスタが用いられる用途によって予め決定されている。設計パラメータ、すなわちバイアスセルＢＣの幅Ｗおよび長さＬは、異なるニーズにより決定される。

消費電力は、集積回路に関する主たる問題の１つであるため、バイアスセルＢＣを流れる僅かなバイアス電流ＩＢを有することが望ましい。その結果バイアスセルの小さい活性領域ＡＢＣを設計することが必要である。ダイ（マイクロチップ）のほんの小部分を占有する小さい集積回路を有することが一般的に望ましいが、小さい領域も欠点を伴う。小さい領域に関する主たる問題の１つは、パラメータのばらつきまたは技術的パラメータ変動である。

図２は、バイアス電流とＲＦトランジスタの零入力電流との比の図である。典型的製造条件下で、パラメータ変動は、ガウスまたは正規分布を有すると予想される。このような分布は、当該技術で既知である。ＲＦトランジスタにより占有される領域ＲＦＴＡに対するバイアスセルにより占有される領域ＡＢＣが小さいほど、ばらつきは大きくなり、すなわちガウス分布が幅広くなるとともに大きくなる。

図３は、パラメータ変動の典型的モデルをシリコンダイ上の位置の関数として示す。上図は、あるパラメータが、第１の軸ＡＸ１に沿って変動し得る対応の３つの可能性を示す。曲線（ａ）は、ばらつきのない理想的な平坦分布である。曲線（ｂ）は、線形（１次）傾斜に相当し、線形傾斜は、変動のタイプに対する最も一般的な近似である。曲線（ｃ）は、ある他の種類の変動を表わし、線形もしくは非線形であり得る。３つの曲線の下方に、図３は、シリコンダイ上の幅Ｗおよび長さＬを有するトランジスタの活性領域を表わす長方形領域の図を示す。活性領域は、トランジスタのチャネルＣを提供する。絶縁ゲートが、チャネルの上方に位置して、チャネルを流れる電流を制御する。チャネルの最小長さＬは、ＭＯＳ技術の主たる特徴の１つである。第１の軸ＡＸ１はチャネルＣの幅Ｗに実質的に平行である。本発明によれば、パラメータ分布は、曲線（ｃ）に従うものとする。したがって左側により近いダイの領域は、右側により近い領域とは異なるパラメータを提供する。ダイ上の大きい領域を占有する構成要素は、図示のパラメータ変動の平均化効果により恩恵を受ける一方で、小さい領域は、より強いパラメータのばらつきを蒙る。

図４は、典型的な従来技術の回路（ＡＮ１９８７）を示し、ＲＦトランジスタＲＦＴにバイアスをかけるバイアストランジスタＱ１およびＱ２が、集積回路（ダイ）に対して外部配置されており、集積回路（ダイ）上にＲＦトランジスタが実装されている。１つのダイ上でバイアストランジスタ（バイアスセル）をＲＦトランジスタと集積することは、本発明の一態様である。

図５は、バイアスセルＢＣ内のＲＦトランジスタＲＦＴの配置を示す。ＲＦトランジスタＲＦＴは、ダイ上の領域ＡＲＦＴを占有するとともに、バイアスセルは、ＲＦトランジスタにより占有される領域ＡＲＦＴより大幅に小さい領域ＡＢＣを占有している。ＲＦトランジスタにより占有される領域ＡＲＦＴが、バイアスセル領域ＡＢＣより大きいため、ＲＦトランジスタ内のばらつきは、より小さいバイアスセル領域ＡＢＣ内のばらつきより高度に平均化される。単一で小さいバイアスセルは、同じ平均化効果による恩恵を受けないとともに、ＲＦトランジスタより大きいパラメータ偏差を蒙る。しかしバイアスセルパラメータのより大きい変動は、零入力電流ＩＢとＲＦトランジスタを流れるバイアス電流ＩＤＱとの比に影響を及ぼす。これは、図５に示すような配置の場合であり、ここでＲＦトランジスタの活性領域ＡＲＦＴおよびバイアスセルの活性領域ＡＢＣがダイ上に並んで配置されている。ＲＦトランジスタの活性領域の領域共通中心ＣＯＡＲＦは、バイアスセルの領域の共通中心ＣＯＡＢＣと一致しない。

図６は、本発明による配置の簡略化概略図を示し、ここでバイアスセルの全活性領域ＡＢＣおよびＲＦトランジスタの全活性領域ＡＲＦＴが、バイアスセルの領域の中心ＣＯＡＢＣおよびＲＦトランジスタの領域の中心ＣＯＡＲＦＴが、１つの軸ＡＸ２上に位置するように配置されている。パラメータのばらつきが、チップの表面上で一方向のみの影響によって支配されている場合には、図６による配置は、その一方向のパラメータ変動を補償するのに十分であろう。そのため領域の中心を完全に一致させることは必要ないが、それらを１つの共通軸ＡＸ２、例えば活性領域ＡＲＦＴおよびＡＢＣ両方の共通対称軸上に配置する必要がある。

図７は、バイアスセルの活性領域ＡＢＣが、２つの主要部ＡＢＣ１およびＡＢＣ２に分割されている簡略図を示す。これら２つの副領域ＡＢＣ１、ＡＢＣ２は、軸ＡＸ２上にある領域の共通中心ＣＯＡＢＣを有する。ＲＦトランジスタの活性領域ＡＲＦＴは、これもまた軸ＡＸ２上にある領域の共通中心ＣＯＡＲＦＴを有する。したがって一方向のパラメータ変動を補償する図６に示す配置は、設計も適正であり、ここで活性領域ＡＲＦＴ、ＡＢＣの一方または両方は、副領域に分割されている。この配置は、ＡＸ２に垂直な方向のばらつきをすでに補償しているとともに、この方向がばらつきを支配する場合には、十分である。

図８は、ＲＦトランジスタの同等サイズに形成された活性副領域ＡＲＦＴ１、ＡＲＦＴ２に対する、理想的バイアスセル位置ＡＢＣの簡略図を示す。この特定の配置において、ＲＦトランジスタの活性領域が、２つの主要部に分割され、バイアスセルの活性領域ＡＢＣが、２つの部分の中央に配置できるようになっている。領域および副領域の配置が、図８の中央の破線に対して対称である場合、その領域ＡＢＣにより表わされるバイアスセルＢＣは、この位置による恩恵を受ける。さらにＲＦトランジスタの活性副領域ＡＲＦＴ、ＡＲＦＴ２の領域の共通中心ＣＯＡＲＦは、バイアスセルの領域の共通中心ＣＯＡＢＣと一致している。パラメータ変動に対して線形モデルが推定される場合（図３の曲線（ｂ）による）には、ＲＦトランジスタＲＦＴの中央の位置は、特に有利である。しかしこのような配置は重大な熱結合の難点がある。

図９は、本発明による配置のもう１つの簡略化概略図を示し、ここでバイアスセルの領域ＡＢＣは、熱結合を小さくするために２つの部分ＡＢＣ１、ＡＢＣ２に分割されている。ＡＢＣ１、ＡＢＣ２とＲＦＴとの間の距離ｄ１、ｄ２を変化させることにより、熱結合を制御することができる。２つの活性副領域ＡＢＣ１、ＡＢＣ２は、ＲＦトランジスタの活性領域ＡＲＦＴの両側に配置されている。図９内の中央破線に対して完全な対称をなすことも望ましい。ＲＦトランジスタの領域の共通中心ＣＯＡＲＦの領域とバイアスセルの領域の共通中心ＣＯＡＢＣとを一致させることに特別な注意を払わなければならない。

図１０は、バイアストランジスタの活性領域ＡＢＣが、４つの部分ＡＢＣ１、ＡＢＣ２、ＡＢＣ３、ＡＢＣ４に分割されているさらなる配置を示す。これらの４つの活性副領域ＡＢＣ１、ＡＢＣ２、ＡＢＣ３、ＡＢＣ４は、ＲＦトランジスタの活性領域ＡＲＦＴの周囲に対称に分散されてなければならない。ＲＦトランジスタの中心またはＲＦトランジスタ近傍のバイアスセルＢＣ間の熱結合が強すぎる場合には、このような配置は有用である。ＲＦトランジスタの活性領域ＡＲＦＴと副領域ＡＢＣ１〜ＡＢＣ４との間の距離ｄ２を増加させることにより、熱結合を低減することができる、図８、図９の配置に対して、図１０の配置は、少ない熱結合を可能にする。他の配置に関して、ＲＦトランジスタの領域および副領域の共通中心ＣＯＡＲＦとバイアスセルの領域および副領域の共通中心ＣＯＡＢＣとは、一致しなければならない。

図１１は、ＲＦトランジスタの活性領域ＡＲＦＴが、多数の部分、この場合４つの部分ＡＲＦＴ１、ＡＲＦＴ２、ＡＲＦＴ３、ＡＲＦＴ４に分割されている本発明による配置を示す。バイアスセルの活性領域ＡＢＣは、この種類の平行ＲＦトランジスタ活性副領域の理想的位置にある。ＲＦトランジスタの領域および副領域の共通中心ＣＯＡＲＦとバイアスセルの領域および副領域の共通中心ＣＯＡＢＣとは一致している。

図１２は、４つのＲＦトランジスタ活性副領域ＡＲＦＴ１、ＡＲＦＴ２、ＡＲＦＴ３、ＡＲＦＴ４と２つのバイアスセル活性副領域ＡＢＣ１、ＡＢＣ２とを有する、本発明による配置を示す。図１１と比べて、この配置は、低熱結合を有する。

図１３は、４つのバイアスセル活性副領域ＡＢＣ１、ＡＢＣ２、ＡＢＣ３、ＡＢＣ４が、４つの活性副領域ＡＲＦＴ１、ＡＲＦＴ２、ＡＲＦＴ３、ＡＲＦＴ４に分割されたＲＦトランジスタの周囲に配置された配置を示す。この配置は、非常に低い熱結合に役立ち得る。

図１４は、当該技術で周知であるＭＯＳＦＥＴの簡略図を示す。ゲートＧが、チャネルＣ（活性領域）を覆っている。ゲートＧは、トランジスタの動作を制御する。ドレインおよびソース領域Ｓ、Ｄは、それぞれゲートＧの左側および右側にある。実効チャネル長さＬは、トランジスタを製造するのに用いられる技術の最も重要な特徴の１つである。チャネル長さＬは、軸ＡＸ１に平行に続いており、チャネル幅Ｗは、軸ＡＸ２に従っている。チャネル幅Ｗは、チャネル長さＬより大きいことが多く、大電流を可能にする。それらの特徴的形状により、ゲート領域（およびその結果チャネル）は、フィンガーと称される。このためチャネルの幅Ｗは、この後「フィンガー長さ」により参照される。

図１５は、ＭＯＳＦＥＴのもう１つの簡略図を示す。通例ＭＯＳＦＥＴは、多数のゲートＧおよびそれぞれのチャネルＣ（図示せず）に分割されており、各々ドレインおよびソース領域（簡略化のためドレインに対してＤのみが示されている）により囲まれている。ゲート、ドレインおよびソースは、図１５に並んでいる多数の長方形領域により表わされている。これらの長方形領域は、互いに結合されて、ＭＯＤＦＥＴ ＲＦＴまたは対応すべき一対のＭＯＳＦＥＴのＲＦＴを形成する。個々のドレイン、ソースおよびゲートを結合するためのワイヤは、図１５では省略されている。図１５は、トランジスタ領域ＡＲＦＴの下方に、不規則線の形状で方向ＡＸ１の例示的パラメータ変動を示す。軸ＡＸ１の方向に並んでいる複数のゲートＧ（および図示しない対応するチャネルＣ）があるため、ＭＯＳＦＥＴの活性領域に対するパラメータのばらつきは、ＡＸ方向に平均化される。

図１６は、ＲＦトランジスタＲＦＴおよびバイアスセルＢＣの簡略図を示す。ＲＦトランジスタＲＦＴは、より大きい活性領域を有する。そのためＲＦトランジスタ活性領域は、より多くのゲートＧを提供する。より小さい活性領域を有するバイアスセルＢＣは、単一のゲートＧのみを提供する。その結果ＲＦトランジスタＲＦＴは、バイアスセルＢＣより、ＡＸ１方向の図示のパラメータのばらつきのより良好な平均化効果の恩恵を受ける。しかし改善平均化効果が必要である場合には、ＲＦトランジスタも短いチャネル長さ（フィンガー長さ）の恩恵を受けることになる。

図１７は、図１６と比べてＲＦトランジスタＲＦＴおよびバイアスセルＢＣの改良配置を示す。本発明のこの実施形態によれば、バイアスセル（および／またはＲＦトランジスタ）のフィンガー長さ（ＭＯＳＦＥＴの幅Ｗ）が低減されるため、トランジスタを複数のより小さい部分に分割することができる。したがってバイアスセルＢＣ（すなわちバイアスセルＢＣが含むトランジスタ）は、図１６に比べて改善平均化効果による恩恵を受ける。すべてのフィンガー（チャネル）は、同じ配向を有し、すなわちＲＦトランジスタのフィンガーおよびバイアスセルのチャネルのフィンガーは、ＡＸ１に垂直に配向されている。加えて図６および図７に対して既に説明したように、バイアスセル活性領域ＡＢＣおよびＲＦトランジスタ活性領域ＡＲＦＴは、領域の中心ＣＡＲＦＴおよびＣＯＡＢＣが、少なくとも共通対称軸ＡＸ２上で一致するように、共通重心の原理により配置されなければならない。この配置は、最も重要な方向である方向ＡＸ１のパラメータのばらつきを補償する。

図１８は、全バイアス活性領域ＡＢＣが、２つの副領域ＡＢＣ１、ＡＢＣ２に分割されている、本発明による配置を示す。副領域ＡＢＣ１、ＡＢＣ２の両方は、図１７に対して説明したような短いフィンガー長さを有する。そのためバイアスセルＢＣは、チップ表面で方向ＡＸ１の改善平均化効果を有する。図１７に示したものと同じ対応で、すべてのフィンガー（ＲＦトランジスタおよびバイアスセル）は、同じ配向を有する。しかし図１８によれば、ＲＦトランジスタ活性領域の領域中心ＣＯＡＲＦＴとバイアスセル活性領域の領域中心ＣＯＡＢＣとは、図１８の中央で完全に一致している。この配置は、軸ＡＸ２の方向のパラメータ変動にさらに寄与する。

図１９は、図１０および１３の配置と実質的に同様な配置を示す。バイアスセル活性領域ＡＢＣの４つの副領域ＡＢＣ１〜ＡＢＣ４が設けられている。しかし図１９は、前述の実施形態に加えて、チャネル（フィンガー）を配向する方法を示す。これは、説明によるＭＯＳＦＥＴの図１７および１８に対して与えられた説明に従って行われなければならない。軸ＡＸ２に関して領域の中心の位置合わせが示されているが、当業者には短いフィンガー長さを得るため、ＡＸ２方向の補償がますます重要になり得ることは明らかである。

本発明を、バイアス回路としてのカレントミラーに関して説明したが、当業者には、本発明の要旨も有益であるとともに、そのため本発明の範囲内にあると考えられる、バイアスをかける目的の他の回路を認識されよう。

上記の実施形態が、本発明を限定するのではないとともに、当業者には添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を設計可能であることは留意すべきである。特許請求の範囲において、かっこ内に配置されたいずれの参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、特許請求の範囲に列挙したもの以外の要素またはステップの存在を除外するものではない。要素の前の単語「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」は、複数のそのような要素の存在を除外するものではない。いくつかの手段を列挙する装置請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの同一の品目によって実施することができる。ある対策が互いに異なる従属請求項で参照されるという単なる事実は、これらの対策の組み合わせを有利に用いることができないということを示すものではない。

さらにまた特許請求の範囲の任意の参照符号は、特許請求の範囲を制御するものとして構成されるべきではない。

図１は、バイアスセルおよびＲＦトランジスタの簡略化概略図を示す。 図２は、製造条件下で、バイアス電流とＲＦトランジスタの零入力電流との比の典型的分布（例えばガウス）を示す。 図３は、典型的パラメータ変動をチップの表面上の位置の関数として示す。 図４は、外部配置された典型的な従来技術の回路を示す。 図５は、ダイ上のＲＦトランジスタおよびバイアスセルの従来の配置を示す。 図６は、一実施形態による改良バイアスセルおよびＲＦトランジスタ配置を示し、ここで領域の中心が１つの対称軸上で一致している。 図７は、一実施形態によるさらなる改良バイアスセルおよびＲＦトランジスタ配置を示し、ここで領域の中心が１つの対称軸上で一致している。 図８は、一実施形態による理想的バイアスセル位置を示す。 図９は、一実施形態による、バイアスセルが、熱結合を小さくするために２つの部分に分割されている配置を示す。 図１０は、一実施形態による、バイアストランジスタが、４つの部分に分割されているもう１つの配置を示す。 図１１は、実施形態による、ＲＦトランジスタが、熱結合を小さくするために４つの部分に分割されている配置のもう１つのバイアスセル位置を示す。 図１２は、一実施形態による、ＲＦトランジスタが、４つの部分に分割されているとともに、バイアスセルが、２つの部分に分割されている配置を示す。 図１３は、一実施形態による、熱結合を非常に小さくするために４つの部分に分割されたバイアスセルおよび、４つの部分に分割されたＲＦトランジスタの配置を示す。 図１４は、ＭＯＳＦＥＴの簡略図を示す。 図１５は、多数のゲートを有するＭＯＳＦＥＴの簡略図を示す。 図１６は、一実施形態による、共に多数のゲートを有するＲＦトランジスタおよびバイアスセルの簡略化配置を示す。 図１７は、一実施形態によるＲＦトランジスタおよびバイアスセルのもう１つの配置を示す。 図１８は、一実施形態によるＲＦトランジスタおよびバイアスセルの配置を示す。 図１９は、一実施形態によるＲＦトランジスタおよびバイアスセルの配置を示す。

Claims (7)

1. 半導体ダイを有する電子装置であって、
   半導体ダイが、
   当該ダイ上の全ＲＦトランジスタ活性領域を占有する少なくとも１つのＲＦトランジスタであって、前記全ＲＦトランジスタ活性領域が、チャネル幅とチャネル長さとを有する少なくとも１つのトランジスタチャネルを含む、ＲＦトランジスタと、
   前記ＲＦトランジスタにバイアスをかける少なくとも１つのバイアスセルであって、 前記全バイアスセル活性領域が、チャネル幅とチャネル長さとを有する少なくとも１つのトランジスタチャネルを含み、前記少なくとも１つのバイアスセルが、前記ダイ上の全バイアスセル活性領域を占有する、バイアスセルと、
   を備え、
   前記全ＲＦトランジスタ活性領域が、前記全バイアスセル活性領域より大きく、
   前記全バイアスセル活性領域が、領域の共通中心を有し、
   前記全ＲＦトランジスタ活性領域が、領域の共通中心を有し、
   前記ＲＦトランジスタ活性領域の共通中心および前記バイアスセル活性領域の共通中心の両方が、一軸上に位置し、前記軸が、前記ＲＦトランジスタの少なくとも１つのチャネルの長さに垂直または平行であるように配置されており、
   前記全バイアスセル活性領域は４つのバイアスセル活性副領域に区分されており、前記ＲＦトランジスタ活性領域が、長方形形状を有し、前記４つのバイアスセル活性副領域が、各々、前記長方形のＲＦトランジスタ活性領域の４つの角のうちの１つの近傍に配置されている、
   ことを特徴とする電子装置。
2. 前記全ＲＦトランジスタ活性領域が、少なくとも２つの活性副領域に分割されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記ＲＦトランジスタの活性副領域は偶数個である、を特徴とする請求項１に記載の電子装置。
4. 前記ＲＦトランジスタの活性副領域の各々が、複数のチャネルを備える、ことを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
5. 前記バイアスセル活性副領域の各々が、複数のチャネルを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
6. すべてのチャネルが、平行に位置合わせされている、ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電子装置。
7. 請求項１に記載の電子装置の設計方法であって、
   ダイ上の全ＲＦトランジスタ活性領域を占有する少なくとも１つのＲＦトランジスタを選択するステップであって、前記全ＲＦトランジスタ活性領域が、チャネル幅とチャネル長さとを有する少なくとも１つのトランジスタチャネルを含んでいる、ステップと、
   前記ＲＦトランジスタにバイアスをかける少なくとも１つのバイアスセルを選択するステップであって、前記全バイアスセル活性領域が、チャネル幅とチャネル長さとを有する少なくとも１つのトランジスタチャネルを含んでおり、前記少なくとも１つのバイアスセルが、前記ダイ上の全バイアスセル活性領域を占有している、ステップと、
   前記全バイアスセル活性領域の領域共通中心を決定するステップと、
   前記全ＲＦトランジスタ活性領域の領域共通中心を決定するステップと、
   前記活性領域を、前記ＲＦトランジスタの領域の共通中心および前記バイアスセルの領域の共通中心の両方が、一軸上に位置し、前記軸が、前記ＲＦトランジスタの少なくとも１つのチャネルの長さに実質的に垂直または平行であるように配置するステップと、
   を備え、
   前記全ＲＦトランジスタ活性領域が、前記全バイアスセル活性領域より大きく、
   前記バイアスセルの活性領域は４つのバイアスセル活性副領域に区分されており、前記ＲＦトランジスタ活性領域が、長方形形状を有し、前記４つのバイアスセル活性副領域が、各々、前記長方形のＲＦトランジスタ活性領域の４つの角のうちの１つの近傍に配置されている、
   ことを特徴とする方法。

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