JP6520027B2 - 高周波増幅器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話の信号増幅などに用いられる高周波増幅器に関する。

特許文献１には、高周波増幅器が開示されている。この高周波増幅器は、増幅用トランジスタと、増幅用トランジスタの出力に接続された高調波回路（高調波整合回路）を備えている。そして、高調波回路に最も近い増幅用トランジスタのコレクタと、高調波回路から最も遠い増幅用トランジスタのコレクタは短絡回路によって短絡されている。これにより、高調波回路の効果をそれぞれのトランジスタに対しより均一に働かせることができる。

特開２００９−９４９２１号公報

多数のトランジスタを用いて信号を増幅する場合、各トランジスタから高調波回路への距離が不均一となり、各トランジスタから均一な信号を取り出すことが困難となる問題があった。特許文献１に開示される技術は、１つの伝送線路に接続される５つのトランジスタについて、高調波回路の効果を均一に働かせるものである。しかし特許文献１に開示の技術では、ある伝送線路に接続されるトランジスタ群と、別の伝送線路に接続されるトランジスタ群とについて、高調波回路の効果を均一に働かせることはできない問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ある伝送線路に接続されるトランジスタ群と、別の伝送線路に接続されるトランジスタ群とについて、高調波回路の効果を均一に近づけることができる高周波増幅器を提供することを目的とする。

本願の発明に係る高周波増幅器は、第１基板と、該第１基板の上に形成された接地導電層と、該接地導電層の上に形成された第２基板と、該第２基板の上に形成された複数のトランジスタ群と、該第２基板の上に形成され、該複数のトランジスタ群のそれぞれの出力を伝送する複数の伝送線路と、該第２基板の上に形成され、少なくとも1つの開口を有する絶縁層と、該絶縁層の上に形成され、平面視で細長の形状を有し、該複数の伝送線路が間隔をあけて長手側面に接続されたパッド電極と、該少なくとも1つの開口を埋め、該パッド電極の下面と接続された少なくとも１つの接続金属と、該少なくとも1つの接続金属と該接地導電層とを接続し、高調波を短絡する少なくとも1つの高調波回路と、を備え、該少なくとも1つの接続金属は、該パッド電極の中央部分の直下に１つ形成されたことを特徴とする。

本願の発明に係る他の高周波増幅器は、第１基板と、該第１基板の上に形成された接地導電層と、該接地導電層の上に形成された第２基板と、該第２基板の上に形成された複数のトランジスタ群と、該第２基板の上に形成され、該複数のトランジスタ群のそれぞれの出力を伝送する複数の伝送線路と、該第２基板の上に形成され、複数の開口を有する絶縁層と、該絶縁層の上に形成され、平面視で細長の形状を有するパッド電極と、該パッド電極に接続された誘電体と、該誘電体と該接地導電層に接続された接地電極と、該複数の開口を埋め、該パッド電極の上面に接する複数の接続金属と、を備え、該複数の開口は、該パッド電極の長手方向に沿って間隔をあけて設けられ、該複数の伝送線路は、該パッド電極の長手側面側から、該第２基板と該絶縁層の間を通って、該複数の接続金属に接続されるものを有し、該複数の伝送線路は、該誘電体に近いものほど長いことを特徴とする。

本発明によれば、複数のトランジスタ群から高調波回路に至る距離の均一性を高めることで、ある伝送線路に接続されるトランジスタ群と、別の伝送線路に接続されるトランジスタ群とについて、高調波回路の効果を均一に近づけることができる。

実施の形態１に係る高周波増幅器の回路図である。 第２トランジスタと高調波回路の接続部分等の平面図である。 図２の破線ＩＩＩで囲まれた単位トランジスタの拡大図である。 １つのトランジスタ群の回路図である。 図２のＶ−Ｖ線における断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。 比較例の高周波増幅器の一部平面図である。 比較例の高周波増幅器についてのシミュレーション結果を示す図である。 パッド電極の長手方向中央に高調波回路を接続した高周波増幅器の一部平面図である。 図９の高周波増幅器についてのシミュレーション結果を示す図である。 実施の形態２に係る高周波増幅器の一部平面図である。 図１１に示す部分とその周辺の等価回路図である。 実施の形態３に係る高周波増幅器の一部平面図である。 実施の形態４に係る高周波増幅器の一部平面図である。 図１４に示す部分とその周辺の等価回路図である。 実施の形態５に係る高周波増幅器の一部平面図である。 実施の形態６に係る高周波増幅器の一部平面図である。 図１７の一点鎖線における断面図である。 図１７の構造の等価回路図である。

本発明の実施の形態に係る高周波増幅器について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る高周波増幅器の回路図である。この高周波増幅器は例えば数十ＭＨｚ以上の高周波帯で動作するものである。この高周波増幅器は、例えば多層基板で形成された第１基板１０を備えている。第１基板１０の上の素子はチップ部品で形成されている。第１基板１０の上には例えばＧａＡｓで第２基板１２が形成されている。

この高周波増幅器は、第２基板１２の上に設けられた第１トランジスタＴｒ１と第２トランジスタＴｒ２の２つのトランジスタによって信号を増幅する２段増幅器となっている。第１トランジスタＴｒ１と第２トランジスタＴｒ２で増幅された信号は、インダクタＬ３、Ｌ４とキャパシタＣ５、Ｃ６で構成される基本波整合回路を通り、出力端子Ｏｕｔへ到達する。また、キャパシタＣ４とインダクタＬ２は、例えば２倍波などの高調波を短絡する高調波回路（高調波整合回路）である。

図２は、第２トランジスタＴｒ２と高調波回路の接続部分等の平面図である。第１基板１０の上には接地導電層１４が形成されている。そして、第２基板１２は、接地導電層１４の上に形成されている。第２トランジスタＴｒ２とは、第２基板１２の上に並列に配置された複数のトランジスタの総称である。接地部分であるＧＮＤ１は、ＧＮＤ１の上方向にある５つのトランジスタＱ１−Ｑ５と接続され、ＧＮＤ１の下方向にある５つのトランジスタＱ６−Ｑ１０と接続されている。従って、ＧＮＤ１には１０個のトランジスタが接続されている。ＧＮＤ２−５にもそれぞれ１０個のトランジスタが接続されている。従って、第２トランジスタＴｒ２は５０個のトランジスタで構成されている。

第２基板１２の上には、伝送線路ＴＢ、伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６が形成されている。伝送線路ＴＢは第２トランジスタＴｒ２のベース信号を伝送する。伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６は第２トランジスタＴｒ２のコレクタ信号（出力信号）を伝送する。

図３は、図２の破線ＩＩＩで囲まれた単位トランジスタの拡大図である。単位トランジスタはエミッタ２０、ベース２２及びコレクタ２４を備えている。エミッタ２０はエアブリッジ２６を介してＧＮＤ１に接続されている。ベース２２は抵抗ＲＢを介して伝送線路ＴＢに接続されている。コレクタ２４は伝送線路ＴＣ２に接続されている。各単位トランジスタは、上記のように接続されているので、トランジスタＱ１−Ｑ５の回路図は、図４のようになる。

図２の説明に戻る。５つのトランジスタＱ１−Ｑ５からなるトランジスタ群の出力（コレクタ）が伝送線路ＴＣ１に接続されている。５つのトランジスタＱ６−１０とＧＮＤ２の上方の５つのトランジスタからなるトランジスタ群の出力が伝送線路ＴＣ２に接続されている。ＧＮＤ２の下方の５つのトランジスタとＧＮＤ３の上方の５つのトランジスタからなるトランジスタ群の出力が伝送線路ＴＣ３に接続されている。ＧＮＤ３の下方の５つのトランジスタとＧＮＤ４の上方の５つのトランジスタからなるトランジスタ群の出力が伝送線路ＴＣ４に接続されている。ＧＮＤ４の下方の５つのトランジスタとＧＮＤ５の上方の５つのトランジスタからなるトランジスタ群の出力が伝送線路ＴＣ５に接続されている。ＧＮＤ５の下方の５つのトランジスタからなるトランジスタ群の出力が伝送線路ＴＣ６に接続されている。

このように、複数のトランジスタ群のそれぞれの出力を複数の伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６が伝送する。言い換えれば、５０個のトランジスタの出力は、伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６を伝送する。伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６はパッド電極３０に接続されている。パッド電極３０は平面視でｙ方向を長手方向とする細長の形状を有している。複数の伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６は間隔をあけてパッド電極３０の長手側面に接続されている。

第１基板１０の上には接続電極３２が形成されている。パッド電極３０と接続電極３２は、ワイヤ４０、４２、４４、４６、４８、５０によって電気的に接続されている。接続電極３２は、第１基板１０に形成された基本波整合回路に電気的に接続されている。

図５は、図２のＶ−Ｖ線における断面図である。第２基板１２の上に絶縁層５１が形成されている。この絶縁層５１の上にパッド電極３０が形成されている。パッド電極３０の一部は絶縁層５１の側面に形成され、その側面に形成された部分が伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６に接している。

図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。絶縁層５１は少なくとも1つの開口５１ａを有している。この開口５１ａは、接続金属６０によって埋められている。接続金属６０は、パッド電極３０の下面、及び第２基板１２と絶縁層５１の間にある第１電極６２に接続されている。第１電極６２には誘電体Ｃ４´が接続されている。そして、誘電体Ｃ４´には接地電極６４が接続されている。

図２に示すように、接地電極６４はワイヤ６６により接地導電層１４に接続されている。第１電極６２、誘電体Ｃ４´、接地電極６４及びワイヤ６６が高調波回路を構成している。第１電極６２とワイヤ６６が図１のインダクタＬ２に対応する。誘電体Ｃ４´が図１のキャパシタＣ４の誘電体部分である。

図２に示すように、接続金属６０はパッド電極３０の中央部分の直下に１つ形成されている。この接続金属６０が高調波回路に接続される。つまり、パッド電極３０の長手方向中央部分が接続金属６０を介して高調波回路に接続される。

本発明の実施の形態１に係る高周波増幅器の特徴の１つは、パッド電極３０の長手方向中央に、高調波回路を接続したことである。この特徴の意義の理解を容易にするために、比較例について説明する。図７は、比較例の高周波増幅器の一部平面図である。パッド電極３０の下端が誘電体Ｃ４´に接続されている。図８は、比較例の高周波増幅器についての通過特性のシミュレーション結果を示す図である。このシミュレーション結果は、トランジスタ側のポート(Ｐ１−Ｐ６)から出力側のポート(Ｐ７)への通過特性を計算することで得られたものである。

図９は、パッド電極３０の長手方向中央に高調波回路を接続した高周波増幅器の一部平面図である。従って図９の高周波増幅器には、実施の形態１の特徴が反映されている。図１０は、図９の高周波増幅器についての通過特性のシミュレーション結果を示す図である。このシミュレーション結果は、トランジスタ側のポート（Ｐ１−Ｐ６）から出力側のポート(Ｐ７)への通過特性を計算することで得られたものである。

図８と図１０を比較する。基本波の周波数は１．８ＧＨｚ、２倍波の周波数は３．６ＧＨｚである。各ポート間の通過特性の偏差が少なく、２倍波付近で共振点があることが望ましい。基本波での偏差は、実施の形態１の高周波増幅器（図９の高周波増幅器）では０．３ｄＢであるのに対し、比較例の高周波増幅器では０．６ｄＢであった。２倍波の共振周波数の偏差は、実施の形態１の高周波増幅器（図９の高周波増幅器）では２００ＭＨｚであるのに対し、比較例の高周波増幅器では５００ＭＨｚであった。従って、パッド電極の長手方向中央に高調波回路との接続点を設けることにより、パッド電極の下端に高調波回路を接続した場合と比べて、基本波での通過特性の偏差と２倍波の共振周波数の偏差を改善することができる。

本発明の実施の形態１に係る高周波増幅器では、パッド電極の長手方向中央に高調波回路を接続したので、パッド電極の端部に高調波回路を接続した場合と比べて、複数のトランジスタ群から高調波回路に至る距離（電気的距離）の均一性を高めることができる。複数のトランジスタ群から高調波回路に至る距離の均一性を高めることで、図７−１０を参照して説明したように、高周波特性を向上させることができる。よって、ある伝送線路に接続されるトランジスタ群と、別の伝送線路に接続されるトランジスタ群とについて、高調波回路の効果を均一に近づけることができる。

接続金属６０はパッド電極３０の下面に接続されている。従って、接続金属６０によりパッド電極３０と高調波回路を接続する限り、パッド電極の端部と誘電体を接続する場合より、複数のトランジスタ群から高調波回路に至る距離の均一性を高めることができる。従って、パッド電極の長手方向中央以外の場所に高調波回路を接続してもよい。

実施の形態１に係る高周波増幅器は、第１トランジスタＴｒ１と第２トランジスタＴｒ２を有する２段構成の増幅器とした。しかし、トランジスタの数は特に限定されない。第２基板１２の材料はＧａＡｓに限定されない。パッド電極３０と伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６の接続に、エアブリッジ又はワイヤを用いてもよい。

これらの変形は以下の実施の形態に係る高周波増幅器にも応用できる。なお、以下の実施の形態に係る高周波増幅器は、実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る高周波増幅器の一部平面図である。この高周波増幅器は、パッド電極３０の下面に接する３つの接続金属を備えている。すなわち、第１接続金属１００、第２接続金属１０２及び第３接続金属１０４がパッド電極３０の長手方向に沿って間隔をあけて設けられている。第１接続金属１００は絶縁層に設けられた第１開口を埋め、第２接続金属１０２は絶縁層に設けられた第２開口を埋め、第３接続金属１０４は絶縁層に設けられた第３開口を埋める。

第１接続金属１００に第１高調波回路が接続されている。第１高調波回路は、第１電極１１０、第１誘電体Ｃ４１、接地電極６４及びワイヤ６６で構成される。第１電極１１０は、第１接続金属１００に接続され、第２基板１２と絶縁層の間にある。第１誘電体Ｃ４１は、第１電極１１０と接地電極６４に接続されている。

第２接続金属１０２に第２高調波回路が接続されている。第２高調波回路は、第２電極１１２、第２誘電体Ｃ４２、接地電極６４及びワイヤ６６で構成される。第２電極１１２は、第２接続金属１０２に接続され、第２基板１２と絶縁層の間にある。第２誘電体Ｃ４２は、第２電極１１２と接地電極６４に接続されている。

第３接続金属１０４に第３高調波回路が接続されている。第３高調波回路は、第３電極１１４、第３誘電体Ｃ４３、接地電極６４及びワイヤ６６で構成される。第３電極１１４は、第３接続金属１０４に接続され、第２基板１２と絶縁層の間にある。第３誘電体Ｃ４３は、第３電極１１４と接地電極６４に接続されている。

図１２は、図１１に示す部分とその周辺の等価回路図である。図１の高周波増幅器ではキャパシタＣ４とインダクタＬ２で１つの高調波回路が構成されたが、実施の形態２の高周波増幅器では３つの高調波回路が形成される。

図１１から分かるように、第１電極１１０は第２電極１１２より長く、第２電極１１２は第３電極１１４より長い。そのため、第１〜第３誘電体Ｃ４１、Ｃ４２、Ｃ４３の容量を均一にすると、第１〜第３高調波回路の共振周波数を一致させることができない。そこで、第１誘電体Ｃ４１の容量は第２誘電体Ｃ４２の容量より小さくし、第２誘電体Ｃ４２の容量は第３誘電体Ｃ４３の容量より小さくした。そうすることで、第１高調波回路と第２高調波回路と第３高調波回路の共振周波数を等しくすることができる。

本発明の実施の形態２に係る高周波増幅器によれば、第２トランジスタＴｒ２を構成する複数のトランジスタ群のうち上段（図１１の上方にあるもの）のトランジスタ群に対し第１高調波回路が設けられ、中段（図１１の中央にあるもの）のトランジスタ群に対し第２高調波回路が設けられ、下段（図１１の下方にあるもの）のトランジスタ群に対し第３高調波回路が設けられる。そして、これらの高調波回路の共振周波数を等しくすることで、実施の形態１よりも均一な動作を実現することができる。また、高調波回路を複数設けることで損失を低減させることができる。

実施の形態１、２から明らかなように、絶縁層（第２基板１２とパッド電極３０の間の層）の開口の数は少なくとも1つであれば特に限定されない。また、開口の数と、その開口を埋める接続金属の数と、接続金属に接続される高調波回路の数は等しいので、接続金属と高調波回路の数も、少なくとも1つであれば特に限定されない。

実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３に係る高周波増幅器の一部平面図である。誘電体Ｃ４´は絶縁層の下に位置する。第１電極６２を図２の第１電極６２より短くし、第１電極６２を短くすることで生じたスペースに誘電体Ｃ４´を設けた。従って、実施の形態１の高周波増幅器と比較して、誘電体Ｃ４´の分だけ実装面積を小さくすることができる。

実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４に係る高周波増幅器の一部平面図である。パッド電極は、第１部分１５０と第１部分１５０から離れた第２部分１５２に分かれている。第１部分１５０と第２部分１５２が平面視で細長のパッド電極となっている。伝送線路ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は第１部分１５０に接続されている。伝送線路ＴＣ４、ＴＣ５、ＴＣ６は第２部分１５２に接続されている。

第１部分１５０の直下の絶縁層に第１開口が形成され、第２部分１５２の直下の絶縁層に第２開口が形成されている。第１開口は第１接続金属１６０によって埋められ、第２開口は第２接続金属１６２によって埋められている。

第１接続金属１６０に第１高調波回路が接続されている。第１高調波回路は、第１接続金属１６０に接続された第１電極１６４、第１誘電体Ｃ４１、接地電極１６６及びワイヤ１６８で構成されている。

第２接続金属１６２に第２高調波回路が接続されている。第２高調波回路は、第２接続金属１６２に接続された第２電極１７０、第２誘電体Ｃ４２、接地電極１６６及びワイヤ１６８で構成されている。誘電体（第１誘電体Ｃ４１と第２誘電体Ｃ４２）は、第1部分１５０と第２部分１５２の間に設けられている。

図１５は、図１４に示す部分とその周辺の等価回路図である。図１の高周波増幅器ではキャパシタＣ４とインダクタＬ２で１つの高調波回路が構成されたが、実施の形態４の高周波増幅器では２つの高調波回路が形成される。

伝送線路ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３から第１高調波回路に至る距離の差の最大値は伝送線路ＴＣ１から伝送線路ＴＣ２までの距離に等しい。伝送線路ＴＣ４、ＴＣ５、ＴＣ６から第２高調波回路に至る距離の差の最大値は伝送線路ＴＣ４から伝送線路ＴＣ５までの距離に等しい。従って、伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６が概ね等間隔であるとすると、複数の伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６から高調波回路に至る距離の差の最大値は伝送線路ＴＣ１から伝送線路ＴＣ２までの距離に等しい。

これに対し、図２に示す高調波回路では、複数の伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６から高調波回路に至る距離の差の最大値は伝送線路ＴＣ１から伝送線路ＴＣ３までの距離より大きい。従って、実施の形態の形態４に係る高周波増幅器によれば、複数のトランジスタ群から高調波回路に至る距離の差を小さくできる。つまり、複数のトランジスタ群から高調波回路に至る距離の均一性を向上させることができる。

実施の形態５．
図１６は、本発明の実施の形態５に係る高周波増幅器の一部平面図である。絶縁層には、パッド電極３０の長手方向に沿って間隔をあけて第１開口と第２開口が設けられている。第１開口は第１接続金属２００によって埋められ、第２開口は第２接続金属２１０によって埋められている。

第１接続金属２００に第１高調波回路が接続されている。第１高調波回路はパッド電極３０の長手方向の一方側に形成されている。第１高調波回路は、第１電極２０２、第１誘電体Ｃ４１、接地電極２０４及びワイヤ２０６を備えている。第１電極２０２は、第１接続金属２００に接続され、第２基板１２と絶縁層の間に設けられている。

第２接続金属２１０に第２高調波回路が接続されている。第２高調波回路はパッド電極３０の長手方向の他方側に形成されている。第２高調波回路は、第２電極２１２、第２誘電体Ｃ４２、接地電極２１４及びワイヤ２１６を備えている。第２電極２１２は、第２接続金属２１０に接続され、第２基板１２と絶縁層の間に設けられている。

図１１に示す高周波増幅器のように、パッド電極３０の一端側に複数の高調波回路を設けようとすると、接続金属に接続される電極、及びその電極に接続される誘電体の形状の自由度が低くなる。これに対し、本発明の実施の形態５に係る高周波増幅器では、パッド電極３０の長手方向の一方側と他方側（両端）に高調波回路を設けたので、第１電極２０２、第２電極２１２、第１誘電体Ｃ４１、及び第２誘電体Ｃ４２の形状の自由度を高めることができる。

図１４に示す高周波増幅器では、パッド電極の第１部分１５０と第２部分１５２の間に誘電体（Ｃ４１、Ｃ４２）を設けた。そのため、第１部分１５０と第２部分１５２の間からＸ正方向に接地導電層１４を突出させる必要が生じ、接続電極３２は非直線的になる。これに対し、本発明の実施の形態５では、図１６に示されるように、第１誘電体Ｃ４１をパッド電極３０の一端側に設け第２誘電体Ｃ４２をパッド電極３０の他端側に設けたので、接続電極３２を単純な形状にできる。

実施の形態６．
図１７は、本発明の実施の形態６に係る高周波増幅器の一部平面図である。この高周波増幅器は、複数の伝送線路の長さを、高調波回路の誘電体に近いものほど長くしたことを特徴とする。

パッド電極３０の下にある絶縁層には、パッド電極３０の長手方向に沿って間隔をあけて第１開口、第２開口、第３開口、第４開口、第５開口が形成されている。第１開口、第２開口、第３開口、第４開口、第５開口は、それぞれ第１接続金属２５０、第２接続金属２５２、第３接続金属２５４、第４接続金属２５６、第５接続金属２５８で埋められている。これらの接続金属は、パッド電極３０の下面に接する。

伝送線路ＴＣ１は直接パッド電極３０に接続されている。伝送線路ＴＣ２は、第２基板１２と絶縁層の間の部分２６０（破線部分）を有している。この部分２６０は、第１接続金属２５０に接続されている。第１接続金属２５０は、伝送線路ＴＣ２とパッド電極３０を電気的に接続する。

伝送線路ＴＣ３、ＴＣ４、ＴＣ５、ＴＣ６はそれぞれ、第２基板１２と絶縁層の間の部分２６２、２６４、２６６、２６８（破線部分）を有している。伝送線路ＴＣ３、ＴＣ４、ＴＣ５、ＴＣ６はそれぞれ、第２接続金属２５２、第３接続金属２５４、第４接続金属２５６、第５接続金属２５８に接続されている。第２接続金属２５２、第３接続金属２５４、第４接続金属２５６、第５接続金属２５８は、それぞれ、伝送線路ＴＣ３、ＴＣ４、ＴＣ５、ＴＣ６とパッド電極３０を接続する。

このように、複数の伝送線路ＴＣ２−ＴＣ６は、パッド電極３０の長手側面側から、第２基板１２と絶縁層の間を通って、複数の接続金属２５０、２５２、２５４、２５６、２５８に接続されている。伝送線路ＴＣ２−ＴＣ６のパッド電極３０の直下の部分（破線部分）は平面視で渦巻き状に形成されている。この破線部分の長さを調整することで、伝送線路ＴＣ２は伝送線路ＴＣ１より長く、伝送線路ＴＣ３は伝送線路ＴＣ２より長く、伝送線路ＴＣ４は伝送線路ＴＣ３より長く、伝送線路ＴＣ５は伝送線路ＴＣ４より長く、伝送線路ＴＣ６は伝送線路ＴＣ５より長くなっている。破線部分の長さの調整は、各伝送線路を伝送する高調波の導通位相が同じとなるように行うことが好ましい。

パッド電極３０の下端部分に誘電体Ｃ４´が接続されている。誘電体Ｃ４´には接地電極６４が接続されている。接地電極６４はワイヤ６６により接地導電層１４に接続されている。図１７から明らかなように、伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６は、誘電体Ｃ４´に近いものほど長くなっている。

図１８は、図１７の一点鎖線における断面図である。絶縁層３００の第５開口３００ａは、第５接続金属２５８によって埋められている。第５接続金属２５８は、パッド電極３０と伝送線路ＴＣ６の一部２６８を電気的に接続している。

図１９は、図１７の構造の等価回路を示している。Ｔｒ２１、Ｔｒ２２及びＴｒ２３、Ｔｒ２４及びＴｒ２５、Ｔｒ２６及びＴｒ２７、Ｔｒ２８及びＴｒ２９、並びにＴｒ３０がそれぞれ１つのトランジスタ群に対応する。第２トランジスタＴｒ２の入力（Tr2_IN）を上部に、第２トランジスタＴｒ２の出力（Tr2_OUT)を下部に配置することにより、基本波に対しても位相をそろえることができる構造となっている。

本発明の実施の形態６に係る高周波増幅器によれば、伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６を誘電体Ｃ４´に近いものほど長くしたので、複数のトランジスタ群から高調波回路に至る距離の均一性を高めることができる。

実施の形態６の高周波増幅器の特徴は、パッド電極３０の直下における複数の伝送線路の長さを不均一にして、伝送線路ＴＣ１−ＴＣ６の長さを誘電体Ｃ４´に近いものほど長くすることである。従って、実施の形態６に係る高周波増幅器は、この特徴を失わない範囲で様々な変形が可能である。例えば、トランジスタ群に接続される伝送線路は６本としたが最低２本以上であれば特に限定されない。また、図１７の破線部分は平面視で渦巻き状にしたが、別の形状でもよい。なお、ここまでで説明した各実施の形態に係る高周波増幅器の特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

１０ 第１基板、 １２ 第２基板、 １４ 接地導電層、 ２０ エミッタ、 ２２ ベース、 ２４ コレクタ、 ２６ エアブリッジ、 ３０ パッド電極、 ３２ 接続電極、 ４０,４２,４４,４６,４８,５０,６６ ワイヤ、 ５１ 絶縁層、 ５１ａ 開口、 ６０ 接続金属、 ６２ 第１電極、 ６４ 接地電極、 １００ 第１接続金属、 １０２ 第２接続金属、 １０４ 第３接続金属、 １１０ 第１電極、 １１２ 第２電極、 １１４ 第３電極、 １５０ 第１部分、 １５２ 第２部分、 １６０ 第１接続金属、 １６２ 第２接続金属、 １６４ 第１電極、 １６６ 接地電極、 １６８ ワイヤ、 １７０ 第２電極、 ２００ 第１接続金属、 ２０２ 第１電極、 ２０４,２１４ 接地電極、 ２１０ 第２接続金属、 ２１２ 第２電極、 ２５０ 第１接続金属、 ２５２ 第２接続金属、 ２５４ 第３接続金属、 ２５６ 第４接続金属、 ２５８ 第５接続金属、 ＴＢ 伝送線路、 ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３，ＴＣ４，ＴＣ５，ＴＣ６ 伝送線路、 Ｔｒ１ 第１トランジスタ、 Ｔｒ２ 第２トランジスタ

Claims (9)

1. 第１基板と、
   前記第１基板の上に形成された接地導電層と、
   前記接地導電層の上に形成された第２基板と、
   前記第２基板の上に形成された複数のトランジスタ群と、
   前記第２基板の上に形成され、前記複数のトランジスタ群のそれぞれの出力を伝送する複数の伝送線路と、
   前記第２基板の上に形成され、少なくとも1つの開口を有する絶縁層と、
   前記絶縁層の上に形成され、平面視で細長の形状を有し、前記複数の伝送線路が間隔をあけて長手側面に接続されたパッド電極と、
   前記少なくとも1つの開口を埋め、前記パッド電極の下面と接続された少なくとも１つの接続金属と、
   前記少なくとも1つの接続金属と前記接地導電層とを接続し、高調波を短絡する少なくとも1つの高調波回路と、を備え、
   前記少なくとも1つの接続金属は、前記パッド電極の中央部分の直下に１つ形成されたことを特徴とする高周波増幅器。
2. 前記少なくとも1つの開口は、１つの開口を有し、
   前記少なくとも1つの接続金属は、1つの接続金属を有し、
   前記少なくとも1つの高調波回路は、１つの高調波回路を有し、
   前記高調波回路は、
   前記接続金属に接続され、前記第２基板と前記絶縁層の間にある第１電極と、
   前記第１電極に接した誘電体と、
   前記誘電体と接した接地電極と、
   前記接地電極と前記接地導電層を接続するワイヤと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の高周波増幅器。
3. 第１基板と、
   前記第１基板の上に形成された接地導電層と、
   前記接地導電層の上に形成された第２基板と、
   前記第２基板の上に形成された複数のトランジスタ群と、
   前記第２基板の上に形成され、前記複数のトランジスタ群のそれぞれの出力を伝送する複数の伝送線路と、
   前記第２基板の上に形成され、少なくとも1つの開口を有する絶縁層と、
   前記絶縁層の上に形成され、平面視で細長の形状を有し、前記複数の伝送線路が間隔をあけて長手側面に接続されたパッド電極と、
   前記少なくとも1つの開口を埋め、前記パッド電極の下面と接続された少なくとも１つの接続金属と、
   前記少なくとも1つの接続金属と前記接地導電層とを接続し、高調波を短絡する少なくとも1つの高調波回路と、を備え、
   前記少なくとも1つの開口は、前記パッド電極の長手方向に沿って間隔をあけて設けられた第１開口と第２開口を有し、
   前記少なくとも1つの接続金属は、前記第１開口を埋める第１接続金属と、前記第２開口を埋める第２接続金属を有し、
   前記少なくとも1つの高調波回路は、前記第１接続金属に接続された第１高調波回路と前記第２接続金属に接続された第２高調波回路を有し、
   前記第１高調波回路と前記第２高調波回路は共振周波数が等しく、
   第１高調波回路は、
   前記第１接続金属に接続され、前記第２基板と前記絶縁層の間にある第１電極と、
   前記第１電極に接した第１誘電体と、を有し、
   前記第２高調波回路は、
   前記第２接続金属に接続され、前記第２基板と前記絶縁層の間にある第２電極と、
   前記第２電極に接した第２誘電体と、を有し、
   前記第１誘電体及び前記第２誘電体と接し、前記接地導電層に接続された接地電極を備え、
   前記第１電極は前記第２電極より長く、
   前記第１誘電体を有するキャパシタの容量は前記第２誘電体を有するキャパシタの容量より小さいことを特徴とする高周波増幅器。
4. 前記誘電体は前記絶縁層の下に位置することを特徴とする請求項２に記載の高周波増幅器。
5. 第１基板と、
   前記第１基板の上に形成された接地導電層と、
   前記接地導電層の上に形成された第２基板と、
   前記第２基板の上に形成された複数のトランジスタ群と、
   前記第２基板の上に形成され、前記複数のトランジスタ群のそれぞれの出力を伝送する複数の伝送線路と、
   前記第２基板の上に形成され、複数の開口を有する絶縁層と、
   前記絶縁層の上に形成され、平面視で細長の形状を有するパッド電極と、
   前記パッド電極に接した誘電体と、
   前記誘電体と接し、前記接地導電層に接続された接地電極と、
   前記複数の開口を埋め、前記パッド電極の下面に接する複数の接続金属と、を備え、
   前記複数の開口は、前記パッド電極の長手方向に沿って間隔をあけて設けられ、
   前記複数の伝送線路は、前記パッド電極の長手側面側から、前記第２基板と前記絶縁層の間を通って、前記複数の接続金属に接続されるものを有し、
   前記複数の伝送線路は、前記誘電体に近いものほど長いことを特徴とする高周波増幅器。
6. 前記複数の伝送線路は、前記パッド電極の直下における部分の長さが異なることを特徴とする請求項５に記載の高周波増幅器。
7. 前記複数の伝送線路の少なくとも１つは、前記パッド電極の直下の部分で、平面視で渦巻き状に形成されたことを特徴とする請求項６に記載の高周波増幅器。
8. 前記第１基板の上に形成された接続電極と、
   前記第１基板に形成された基本波整合回路と、を備え、
   前記パッド電極と前記接続電極が電気的に接続され、
   前記接続電極と前記基本波整合回路が電気的に接続されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の高周波増幅器。
9. 前記第１基板は多層基板で形成され、
   前記第２基板はＧａＡｓで形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の高周波増幅器。

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