JP6648979B2 - 半導体増幅装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態にかかる半導体増幅装置の回路図である。
半導体増幅装置5は、半導体増幅素子114と、出力端子18と、ボンディングワイヤ15と、伝送線路群120と、ショートスタブ回路34と、を有する。
基本波(ここでは2.7〜3.3GHzで設計)では開放に近いインピーダンス、2倍波では短絡に近いインピーダンスとなっていることがわかる。
以下の図3〜図6は、第1の実施形態において、それぞれの基準面からみた負荷インピーダンスを示すスミス図である。なお、第1伝送線路16は第1電気長EL1=90°(@fH)として説明するが、第1電気長EL1≦90°(@fH)であればよい。また、fL=2.7GHz、fC=3GHz、fH=3.3GHzとした。また、それぞれのスミス図は、2倍波の負荷インピーダンスが基本波の負荷インピーダンスと比較しやすいように各基準面での基本波の負荷インピーダンスに近い特性インピーダンスZoで正規化されている。
ショートスタブ回路34が2倍波では短絡に近いインピーダンスをもつ影響により、下限周波数fLの2倍の周波数2fL(=5.4GHz)におけるインピーダンスm4から上限周波数fHの2倍の周波数2fH(=6.6GHz)におけるインピーダンスm6までの負荷インピーダンスは、短絡インピーダンス(ゼロ)付近となっている。
第2伝送線路21の第2電気長のうち、電気長EL2aは45°(@fC)である。2倍波において、第2伝送線路21は、4分の1波長インピーダンス変換器として作用する。このため周波数2fL(=5.4GHz)〜2fH(=6.6GHz)の間で、2倍波インピーダンスは、開放インピーダンスの近傍に集まる。
第1電気長EL1≦90°(@fH)とすることで、2倍波の負荷インピーダンスは、誘導性かつ開放インピーダンス近傍とすることができる。このため、2倍波インピーダンスは、2fL〜2fHの範囲で開放インピーダンス近傍にすることができる。
基準面Q3における負荷インピーダンスにボンディングワイヤ15による誘導性リアクタンスが加算されるので、2倍波の負荷インピーダンスは開放インピーダンスの近傍にさらに集まる。この結果、高効率動作が容易となる。
図8(a)に表すように、半導体増幅装置105の出力端子118には、外部負荷50が接続される。半導体増幅装置105と外部負荷50との間には、(出力)バイアス回路200を設けることができる。
半導体増幅装置5は、半導体増幅素子114と、出力端子18と、ボンディングワイヤ15と、伝送線路群120と、ショートスタブ回路130と、を有する。
半導体増幅装置5は、半導体増幅素子114と、出力端子18と、ボンディングワイヤ15と、伝送線路群120と、ショートスタブ回路34と、を有する。
Claims (3)
- 入力電極と出力電極とを有する半導体増幅素子と、
外部負荷が接続される出力端子と、
前記出力電極に接続された一方の端部と、他方の端部と、を有するボンディングワイヤと、
前記ボンディングワイヤと前記出力端子との間に直列に接続された複数の伝送線路を含む伝送線路群であって、前記複数の伝送線路は、前記ボンディングワイヤの前記他方の端部に接続され第1電気長が帯域内の上限周波数において90°以下である第1伝送線路と、第2電気長が帯域内の中心周波数において90°以下である第2伝送線路と、を少なくとも有し、前記第2伝送線路の特性インピーダンスは前記第1伝送線路の特性インピーダンスよりも高い、伝送線路群と、
キャパシタと、一方の端部が前記第2伝送線路に接続され他方の端部が前記キャパシタにより接地されかつ第3電気長が前記帯域内の前記中心周波数において、81°以上かつ99°以下である第3伝送線路と、を有するショートスタブ回路と、
を備え、
前記第3伝送線路の前記一方の端部を、前記第2伝送線路の前記半導体増幅素子の側の端部から前記出力端子の側に向かって前記帯域内の前記中心周波数における電気長が40.5°以上かつ49.5°以下となる位置で前記第2伝送線路に接続することにより、前記第1伝送線路と前記第2伝送線路との接続位置からみた2倍波の負荷インピーダンスを開放インピーダンスとする、半導体増幅装置。 - 前記第2伝送線路の前記特性インピーダンスは、前記複数の伝送線路の特性インピーダンスのうちで最も高い請求項1記載の半導体増幅装置。
- 前記複数の伝送線路は、前記半導体増幅素子から前記出力端子に向かうに従って、特性インピーダンスが高くなる請求項1または2に記載の半導体増幅装置。
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