JP7068516B2 - 平衡不平衡変換器及びそれを備えた半導体集積回路 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る平衡不平衡変換器1の概略構成図である。平衡不平衡変換器1は、不平衡信号(単相信号)を平衡信号(差動信号)に変換し、或いは平衡信号を不平衡信号に変換するものである。以下では、不平衡信号を平衡信号に変換する場合について説明するが、入出力を逆にするだけで平衡信号を不平衡信号に変換することができる。
図1において、不平衡線路12の入力用第1端12aから入力された不平衡信号は、不平衡線路12から電磁的結合によって第1の平衡線路14、第2の平衡線路16へと進んでいく。具体的には、第1の平衡線路14は長さが1/4波長であるため、出力用の第3端14aから出力される信号は、入力信号に対して位相が90°回転している。一方、不平衡線路12を通って第2端12bに達した信号は、入力信号に対して位相が180°回転している。第2端12bで反射した信号は、第2の平衡線路16を通って出力用の第5端16aから出力される。第2の平衡線路16は長さが1/4波長であるため、出力用の第5端16aから出力される信号は、入力信号に対して位相が270°回転している。すなわち、出力用の第3端14aから出力される信号と出力用の第5端16aから出力される信号は、位相が互いに180°ずれ逆相になっている。このようにして、不平衡信号が平衡信号へと変換され、出力用の第3端14a及び第5端16aから出力される。
図3は、本実施形態に係る半導体集積回路100の概略構成図である。半導体集積回路100は、半導体基板である基板10上に、平衡不平衡変換器1と電子回路20とを備えている。
まず、比較のために、第1の平衡線路14の境界線Tに対する傾斜角度θ1が0°で、第2の平衡線路16の境界線Tに対する傾斜角度θ2が0°の場合、すなわち、直線構造の平衡不平衡変換器の場合について、そのシミュレーション結果を説明する。
図7は、実施例1における平衡不平衡変換器の構成を示す。実施例1では、第1及び第2の平衡線路14、16が、隣接する電子回路との境界線Tから15°の角度で傾斜している。図7(a)は、平衡不平衡変換器にメアンダ線路22が隣接していない場合を示し、図7(b)は平衡不平衡変換器に2個のメアンダ線路22が隣接している場合を示す。
図9は、実施例2における平衡不平衡変換器の構成を示す。実施例2では、第1及び第2の平衡線路14、16が、隣接する電子回路との境界線Tから30°の角度で傾斜している。図9(a)は、平衡不平衡変換器にメアンダ線路22が隣接していない場合を示し、図9(b)は平衡不平衡変換器に2個のメアンダ線路22が隣接している場合を示す。
図11は、実施例3における平衡不平衡変換器の構成を示す。実施例3では、第1及び第2の平衡線路14、16が、隣接する電子回路との境界線Tから45°の角度で傾斜している。図11(a)は、平衡不平衡変換器にメアンダ線路22が隣接していない場合を示し、図11(b)は平衡不平衡変換器に2個のメアンダ線路22が隣接している場合を示す。
図13は、実施例4における平衡不平衡変換器の構成を示す。実施例4では、第1及び第2の平衡線路14、16が、隣接する電子回路との境界線Tから60°の角度で傾斜している。図13(a)は、平衡不平衡変換器にメアンダ線路22が隣接していない場合を示し、図13(b)は平衡不平衡変換器に2個のメアンダ線路22が隣接している場合を示す。
図15は、実施例5における平衡不平衡変換器の構成を示す。実施例5では、第1及び第2の平衡線路14、16が、隣接配置された電子回路との境界線Tから75°の角度で傾斜している。図15(a)は、平衡不平衡変換器にメアンダ線路22が隣接していない場合を示し、図15(b)は平衡不平衡変換器に2個のメアンダ線路22が隣接している場合を示す。
図17は、実施例6における平衡不平衡変換器の構成を示す。実施例6では、第1の平衡線路14の傾斜角度θ1は30°で、第2の平衡線路16の傾斜角度θ2は0°となっている。すなわち、第1の平衡線路14のみ境界線Tに対して傾斜している。図17(a)は、平衡不平衡変換器にメアンダ線路22が隣接していない場合を示し、図17(b)は平衡不平衡変換器に2個のメアンダ線路22が隣接している場合を示す。
10 基板
12 不平衡線路
12a 第1端
12b 第2端
12c 長手方向中心
12d 第1の線路部分
12e 第2の線路部分
14 第1の平衡線路
14a 第3端
14b 第4端
16 第2の平衡線路
16a 第5端
16b 第6端
18 グランド層
20 電子回路
22 メアンダ線路
100 半導体集積回路
D1、D2、D3、D4 ダイオード
GND グランド端子
B ビアホール
T 境界線
Claims (8)
- 平衡信号と不平衡信号を相互に変換する平衡不平衡変換器(1)であって、
誘電体あるいは半導体からなる基板(10)と、
前記基板上に形成され、第1端(12a)にて前記不平衡信号が入力又は出力され、第2端(12b)が開放された不平衡線路(12)と、
前記基板上に前記不平衡線路の前記第1端から長手方向の中心(12c)までの線路部分(12d)に対し並行に配置され、前記中心側の第3端(14a)にて前記平衡信号が出力又は入力され、第4端(14b)が接地された第1の平衡線路(14)と、
前記基板上に前記不平衡線路の前記第2端から前記中心までの線路部分(12e)に対し並行に配置され、前記中心側の第5端(16a)にて前記平衡信号が出力又は入力され、第6端(16b)が接地された第2の平衡線路(16)と、
を備え、前記不平衡線路は、前記不平衡線路の前記第1端から前記不平衡線路の中心(12c)までの線路部分(12d)と前記不平衡線路の前記第2端から前記中心までの線路部分(12e)とが前記中心で1つの角度を形成するように、前記中心で前記第1及び第2の平衡線路の反対側に折れ曲がっていることを特徴とする平衡不平衡変換器。 - 前記基板上に前記平衡不平衡変換器の前記第1及び第2の平衡線路側に隣接して配置された電子回路(20)と前記平衡不平衡変換器との境界線(T)に対して、前記第1の平衡線路及び前記第2の平衡線路の少なくとも一方が傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の平衡不平衡変換器。
- 前記第1の平衡線路の前記境界線に対する傾斜角度(θ1)と、前記第2の平衡線路の前記境界線に対する傾斜角度(θ2)が、等しいことを特徴とする請求項2に記載の平衡不平衡変換器。
- 前記第1の平衡線路の前記境界線に対する傾斜角度(θ1)、あるいは前記第2の平衡線路の前記境界線に対する傾斜角度(θ2)のいずれかが、75°より小さいことを特徴とする請求項2~3のいずれか1項に記載の平衡不平衡変換器。
- 前記第1の平衡線路の前記境界線に対する傾斜角度(θ1)、あるいは前記第2の平衡線路の前記境界線に対する傾斜角度(θ2)のいずれかが、15°以上60°以下の範囲内であることを特徴とする請求項2~4のいずれか1項に記載の平衡不平衡変換器。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の平衡不平衡変換器(1)と、半導体製である前記基板上に前記平衡不平衡変換器の前記第1及び第2の平衡線路の側に隣接して配置された電子回路(20)と、を備え、
前記第1の平衡線路と、第2の平衡線路と、前記不平衡線路とは、同一平面上に形成されていることを特徴とする半導体集積回路。 - 前記電子回路が周波数変換器であることを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路。
- 前記電子回路は、誘導性回路素子を含むことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の半導体集積回路。
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