JPH0366208A - 高周波トランジスタの整合回路 - Google Patents
高周波トランジスタの整合回路Info
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- JPH0366208A JPH0366208A JP20329689A JP20329689A JPH0366208A JP H0366208 A JPH0366208 A JP H0366208A JP 20329689 A JP20329689 A JP 20329689A JP 20329689 A JP20329689 A JP 20329689A JP H0366208 A JPH0366208 A JP H0366208A
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- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高周波高出力増幅器に用いるトランジスタの
入出力整合状態を、容易にかつ安価に、調整できる高周
波トランジスタの整合回路に関するものである。
入出力整合状態を、容易にかつ安価に、調整できる高周
波トランジスタの整合回路に関するものである。
従来の技術
高周波用トランジスタの入出力インピーダンスは、一般
にマイクロストリップ主線路の特性インピーダンス(通
常は50Ω)に一致しない。電気信号を効率良く増幅す
るためには、トランジスタの入出力インピーダンスと、
入出力それぞれのマイクロストリップ主線路のインピー
ダンスが、できるだけ一致し、その点における反射がで
きるだけ少ないことが望ましい。特に高周波高出力用ト
ランジスタの入出力インピーダンスは、50Ωに比べて
はるかに低いので、通常は、人出力マイクロストリップ
主線路に対して並列にインピーダンスの低い素子を挿入
して、インピーダンス整合を行っている。その−例とし
て、以下のスタブを用いる方法がある。先端開放マイク
ロストリップライン(オープンスタブ)のインピーダン
ス整合sはZos=−j−cotβ1(1) ただし、β=2π/λ λ:整合をとろうとしている周波数におけるマイクロス
トリップライン上での波長 l:マイクロストリップラインの長さ で与えられる。
にマイクロストリップ主線路の特性インピーダンス(通
常は50Ω)に一致しない。電気信号を効率良く増幅す
るためには、トランジスタの入出力インピーダンスと、
入出力それぞれのマイクロストリップ主線路のインピー
ダンスが、できるだけ一致し、その点における反射がで
きるだけ少ないことが望ましい。特に高周波高出力用ト
ランジスタの入出力インピーダンスは、50Ωに比べて
はるかに低いので、通常は、人出力マイクロストリップ
主線路に対して並列にインピーダンスの低い素子を挿入
して、インピーダンス整合を行っている。その−例とし
て、以下のスタブを用いる方法がある。先端開放マイク
ロストリップライン(オープンスタブ)のインピーダン
ス整合sはZos=−j−cotβ1(1) ただし、β=2π/λ λ:整合をとろうとしている周波数におけるマイクロス
トリップライン上での波長 l:マイクロストリップラインの長さ で与えられる。
従って、Zosは0℃がπ/2、すなわちlがλ/4に
近づくにつれて小さくなり、適当な値を選ぶことによっ
て、トランジスタとの整合をとることができる。
近づくにつれて小さくなり、適当な値を選ぶことによっ
て、トランジスタとの整合をとることができる。
上記の方法による従来の高周波増幅器の代表的な構成を
第5図に示す。第5図において、101は電界効果トラ
ンジスタ(以下FETと略す)、102は入力端整合回
路基板、103は出力側整合回路基板、104は入力端
子に接続されるマイクロストリップラインで構成された
主線路、105は出力端子に接続されるマイクロストリ
ップラインで構成された主線路、106は前記FETと
前記入力端整合回路基板を接続するボンディングワイヤ
、107は前記FETと前記出力側整合回路基板を接続
するボンディングワイヤ、501は入力整合回路を形成
するオープンスタブ、502は出力整合回路を形成する
オープンスタブ、503及び504はオープンスタブの
長さを調整するための島状電極(以下パッドと略す)、
505及び506はオープンスタブと調整用パッドを接
続するためのボンディングワイヤである。この構造にお
いて、人力整合回路および出力整合回路の調整は、オー
プンスタブに調整用パッドをボンディングワイヤで接続
することにより、実質的なオープンスタブの長さを調整
することで行っている。
第5図に示す。第5図において、101は電界効果トラ
ンジスタ(以下FETと略す)、102は入力端整合回
路基板、103は出力側整合回路基板、104は入力端
子に接続されるマイクロストリップラインで構成された
主線路、105は出力端子に接続されるマイクロストリ
ップラインで構成された主線路、106は前記FETと
前記入力端整合回路基板を接続するボンディングワイヤ
、107は前記FETと前記出力側整合回路基板を接続
するボンディングワイヤ、501は入力整合回路を形成
するオープンスタブ、502は出力整合回路を形成する
オープンスタブ、503及び504はオープンスタブの
長さを調整するための島状電極(以下パッドと略す)、
505及び506はオープンスタブと調整用パッドを接
続するためのボンディングワイヤである。この構造にお
いて、人力整合回路および出力整合回路の調整は、オー
プンスタブに調整用パッドをボンディングワイヤで接続
することにより、実質的なオープンスタブの長さを調整
することで行っている。
上記の方式をさらに改良したものとして、整合用チップ
コンデンサを用いたものがある。この方式の代表的な構
成を第6図に示す。第6図において、101はFET、
102は入力端整合回路基板、103は出力側整合回路
基板、104は入力端子に接続されるマイクロストリッ
プラインで構成された主線路、105は出力端子に接続
されるマイクロストリップラインで構成された主線路、
601は入力インピーダンス整合用チップコンデンサ、
602は出力インピーダンス整合用チップコンデンサで
、601及び602のチップコンデンサは共に、下電極
は接地されている台座の上に接続され、上電極はボンデ
ィングワイヤでFETと入出力整合調整回路基板のマイ
クロストリップ主線路に接続されている。603及び6
04は前記FETと前記チップコンデンサを接続するボ
ンディングワイヤ、605及び606は前記チップコン
デンサと前記入出力整合調整回路基板のマイクロストリ
ップ主線路を接続するボンディングワイヤである。60
7及び608は人出力インピーダンスを調整するための
パッド、609及び610はマイクロストリップ主線路
と調整用パッドを接続するためのボンディングワイヤで
ある。この構造において、人出力インピーダンスの調整
は、チップコンデンサとそれを接続しているボンディン
グワイヤのインダクタンスで主に整合をとるようにして
、補助的に入出力整合調整回路基板において、調整用パ
ッドをボンディングワイヤで接続することで行っている
。
コンデンサを用いたものがある。この方式の代表的な構
成を第6図に示す。第6図において、101はFET、
102は入力端整合回路基板、103は出力側整合回路
基板、104は入力端子に接続されるマイクロストリッ
プラインで構成された主線路、105は出力端子に接続
されるマイクロストリップラインで構成された主線路、
601は入力インピーダンス整合用チップコンデンサ、
602は出力インピーダンス整合用チップコンデンサで
、601及び602のチップコンデンサは共に、下電極
は接地されている台座の上に接続され、上電極はボンデ
ィングワイヤでFETと入出力整合調整回路基板のマイ
クロストリップ主線路に接続されている。603及び6
04は前記FETと前記チップコンデンサを接続するボ
ンディングワイヤ、605及び606は前記チップコン
デンサと前記入出力整合調整回路基板のマイクロストリ
ップ主線路を接続するボンディングワイヤである。60
7及び608は人出力インピーダンスを調整するための
パッド、609及び610はマイクロストリップ主線路
と調整用パッドを接続するためのボンディングワイヤで
ある。この構造において、人出力インピーダンスの調整
は、チップコンデンサとそれを接続しているボンディン
グワイヤのインダクタンスで主に整合をとるようにして
、補助的に入出力整合調整回路基板において、調整用パ
ッドをボンディングワイヤで接続することで行っている
。
発明が解決しようとする課題
しかし、第5図に示した従来例による調整方法では、イ
ンピーダンスの低い高周波高出力FETの整合をとるこ
とは困難である。なぜなら、主線路のインピーダンスは
一般に50Ωであり、これに対して高周波高圧力FET
のインピーダンスは一般に数Ωもしくは1Ω以下である
から、これを整合させるためには、主線路とアース間に
かなり静電容量の大きいコンデンサを挿入することが必
要となるからである。第5図に示した従来の一実施例で
は、オープンスタブを用いて調整するわけてあるが、(
1)式かられかるようにオープンスタブの長さを、整合
をとろうとしている周波数の1/4波長にかなり近い長
さにする必要がある。しかし、オープンスタブのインピ
ーダンスは、cotBj2で変化し、1/4波長付近で
は、スタブ長が僅かに変化してもその値は大きく変化す
ることになるので、実際のインピーダンスの調整は極め
て困難となる。従って、第5図に示した従来の一実施例
の方法は、高周波高出力FETの整合をとるには適して
いるとは言い難い。
ンピーダンスの低い高周波高出力FETの整合をとるこ
とは困難である。なぜなら、主線路のインピーダンスは
一般に50Ωであり、これに対して高周波高圧力FET
のインピーダンスは一般に数Ωもしくは1Ω以下である
から、これを整合させるためには、主線路とアース間に
かなり静電容量の大きいコンデンサを挿入することが必
要となるからである。第5図に示した従来の一実施例で
は、オープンスタブを用いて調整するわけてあるが、(
1)式かられかるようにオープンスタブの長さを、整合
をとろうとしている周波数の1/4波長にかなり近い長
さにする必要がある。しかし、オープンスタブのインピ
ーダンスは、cotBj2で変化し、1/4波長付近で
は、スタブ長が僅かに変化してもその値は大きく変化す
ることになるので、実際のインピーダンスの調整は極め
て困難となる。従って、第5図に示した従来の一実施例
の方法は、高周波高出力FETの整合をとるには適して
いるとは言い難い。
また、第6図に示した従来の他の一実施例では容量値の
大きなチップコンデンサを接続するために、第5図に示
した従来の一実施例よりも、インピーダンスの低い高周
波高出力FETとの整合をとりやすいが、チップコンデ
ンサの取り付は箇所が基板以外に別途必要となるため、
回路の小型化高集積化には適していない。
大きなチップコンデンサを接続するために、第5図に示
した従来の一実施例よりも、インピーダンスの低い高周
波高出力FETとの整合をとりやすいが、チップコンデ
ンサの取り付は箇所が基板以外に別途必要となるため、
回路の小型化高集積化には適していない。
さらに、従来例として示した第5図、第6図には共通し
た位相不整合の課題がある。すなわち、高出力のFET
になるほどゲート幅が広くなるので、対する回路基板側
からのホンディングワイヤは放射状になって接続するこ
とになる。この際、電気信号の位相差を生し、増幅効率
の低下が起きてしまう。また、ボンディングワイヤが長
くなることにより、直列インダクタンスの影響が大きく
なり、インピーダンス整合調整が困難となる。
た位相不整合の課題がある。すなわち、高出力のFET
になるほどゲート幅が広くなるので、対する回路基板側
からのホンディングワイヤは放射状になって接続するこ
とになる。この際、電気信号の位相差を生し、増幅効率
の低下が起きてしまう。また、ボンディングワイヤが長
くなることにより、直列インダクタンスの影響が大きく
なり、インピーダンス整合調整が困難となる。
しかし、ただ単に薄膜コンデンサを使えば良いかという
とそうではない。上記の点を考慮した」二にアース電極
の接地の仕方が課題となる。すなわち、インダクタンス
分や直列抵抗用がアースと該電極間に発生すると、その
寄生効果によりFETの利得を下げる原因となるからで
ある。
とそうではない。上記の点を考慮した」二にアース電極
の接地の仕方が課題となる。すなわち、インダクタンス
分や直列抵抗用がアースと該電極間に発生すると、その
寄生効果によりFETの利得を下げる原因となるからで
ある。
課題を解決するための手段
本発明は上述のような従来の高周波トランジスタの整合
回路の課題に鑑みてなされたものであり、主線路にマイ
クロストリップラインを用いるトランジスタのインピー
ダンス整合回路においてトランジスタ接続側の主線路が
テーパ状であり、かつ該テーパ部の中央部に少なくとも
1つ以上の開口部と、該テーパ部のトランジスタとの接
続側に少なくとも1つ以上の薄膜コンデンサとを有しト
ランジスタと接続するためのボンディングワイヤが該主
線路の延長線上に対して対称な位置にあり、該薄膜コン
デンサの主線路と接続されていない側の電極がアースに
最短距離で接続したり、或いはトランジスタ接続側の主
線路が分岐しており該分岐後に少なくとも2つ以上の線
路と、該各線踏部に少なくとも1つ以上の薄膜コンデン
サを有し、トランジスタと接続するためのボンディング
ワイヤが該主線路の延長線上に対して対称な位置にあり
、該薄膜コンデンサの主線路と接続されていない側の電
極がアースに最短距離で接続することによって、小型、
高集積化した構成でしかも、インピーダンスの低い高周
波高出力FETとの整合をとりやすくし、さらに位相不
整合の課題や、アースの取り方による寄生効果の課題を
解決するものである。
回路の課題に鑑みてなされたものであり、主線路にマイ
クロストリップラインを用いるトランジスタのインピー
ダンス整合回路においてトランジスタ接続側の主線路が
テーパ状であり、かつ該テーパ部の中央部に少なくとも
1つ以上の開口部と、該テーパ部のトランジスタとの接
続側に少なくとも1つ以上の薄膜コンデンサとを有しト
ランジスタと接続するためのボンディングワイヤが該主
線路の延長線上に対して対称な位置にあり、該薄膜コン
デンサの主線路と接続されていない側の電極がアースに
最短距離で接続したり、或いはトランジスタ接続側の主
線路が分岐しており該分岐後に少なくとも2つ以上の線
路と、該各線踏部に少なくとも1つ以上の薄膜コンデン
サを有し、トランジスタと接続するためのボンディング
ワイヤが該主線路の延長線上に対して対称な位置にあり
、該薄膜コンデンサの主線路と接続されていない側の電
極がアースに最短距離で接続することによって、小型、
高集積化した構成でしかも、インピーダンスの低い高周
波高出力FETとの整合をとりやすくし、さらに位相不
整合の課題や、アースの取り方による寄生効果の課題を
解決するものである。
作用
本発明は上記した構成によって、インピーダンスの低い
高周波高出力トランジスタの整合をとることが容易とな
り、また、位相不整合の問題や、アースの取り方による
寄生効果の問題を解決することができ、さらに実装工程
数が少なく、小型、集積化が可能となり、製造コストの
安い高周波トランジスタの整合回路が提供できるもので
ある。
高周波高出力トランジスタの整合をとることが容易とな
り、また、位相不整合の問題や、アースの取り方による
寄生効果の問題を解決することができ、さらに実装工程
数が少なく、小型、集積化が可能となり、製造コストの
安い高周波トランジスタの整合回路が提供できるもので
ある。
実施例
以下本発明の一実施例に於ける高周波トランジスタの整
合回路について、図面を参照しながら説明する。第1図
は、本発明の特許請求項(1)での一実施例に於ける高
周波トランジスタの整合回路を示す平面図である。この
第1図において、101は電界効果トランジスタ(FE
T)、102は入力側整合回路基板、103は出力側整
合回路基板、104は入力端子に接続されるマイクロス
トリップラインで構成された主線路、105は出力端子
に接続されるマイクロストリップラインで構成された主
線路、106は前記FETと前記入力側整合回路基板を
接続するボンディングワイヤ、107は前記FETと前
記出力側整合回路基板を接続するホンディングワイヤ、
108は入力側マイクロストリップ主0 線路のテーパ部、109は出力側マイクロストリップ主
線路のテーパ部、110は入力端整合用薄膜コンデンサ
、111は出力側整合用薄膜コンデンサ、112は入力
側整合用薄膜コンデンサのアース接続部、113は出力
側整合用薄膜コンデンサのアース接続部、114は入力
側テーパ部の開口部、115は出力側テーパ部の開口部
である。
合回路について、図面を参照しながら説明する。第1図
は、本発明の特許請求項(1)での一実施例に於ける高
周波トランジスタの整合回路を示す平面図である。この
第1図において、101は電界効果トランジスタ(FE
T)、102は入力側整合回路基板、103は出力側整
合回路基板、104は入力端子に接続されるマイクロス
トリップラインで構成された主線路、105は出力端子
に接続されるマイクロストリップラインで構成された主
線路、106は前記FETと前記入力側整合回路基板を
接続するボンディングワイヤ、107は前記FETと前
記出力側整合回路基板を接続するホンディングワイヤ、
108は入力側マイクロストリップ主0 線路のテーパ部、109は出力側マイクロストリップ主
線路のテーパ部、110は入力端整合用薄膜コンデンサ
、111は出力側整合用薄膜コンデンサ、112は入力
側整合用薄膜コンデンサのアース接続部、113は出力
側整合用薄膜コンデンサのアース接続部、114は入力
側テーパ部の開口部、115は出力側テーパ部の開口部
である。
入出力整合回路基板はアルミナなどのセラくツク基板を
用い、主線路およびマイクロストリップラインなどの導
電体部には一般に用いられている薄膜Cr−Auを用い
、薄膜コンデンサとしては酸化珪素を誘電体として用い
た金属−誘電体−金属構造の薄膜コンデンサを用いた。
用い、主線路およびマイクロストリップラインなどの導
電体部には一般に用いられている薄膜Cr−Auを用い
、薄膜コンデンサとしては酸化珪素を誘電体として用い
た金属−誘電体−金属構造の薄膜コンデンサを用いた。
また、トランジスタとしてはGaAsFETを、整合さ
せるときの周波数としては14GHzを用いた。アルξ
す基板の誘電率を9.8とした場合には、14 G H
zに於ける1/4波長に相当するマイクロストリップラ
インの長さは約2 mmである。
せるときの周波数としては14GHzを用いた。アルξ
す基板の誘電率を9.8とした場合には、14 G H
zに於ける1/4波長に相当するマイクロストリップラ
インの長さは約2 mmである。
本実施例では、はぼ整合すると思われる値に薄膜コンデ
ンサの値を最初から設定している。トランジスタの特性
のバラツキや、薄膜コンデンサの製造時のバラツキに対
する微調整については、主線路に並列にスタブを設ける
ことで可能である。
ンサの値を最初から設定している。トランジスタの特性
のバラツキや、薄膜コンデンサの製造時のバラツキに対
する微調整については、主線路に並列にスタブを設ける
ことで可能である。
通常は整合用薄膜コンデンサのみでインピーダンス整合
が可能であるが、仮に上記の微調整を行う場合でも、極
めて僅かのスタブをたてるだけで十分な整合をとること
ができる。
が可能であるが、仮に上記の微調整を行う場合でも、極
めて僅かのスタブをたてるだけで十分な整合をとること
ができる。
また、本実施例では入出力回路を共に同一の方式で整合
をとったが、一般に出力インピーダンスは人力インピー
ダンスよりも高いので入力整合の場合のみに本実施例の
方法を用いても良い。
をとったが、一般に出力インピーダンスは人力インピー
ダンスよりも高いので入力整合の場合のみに本実施例の
方法を用いても良い。
加えて、本実施例では開口部がIつで、薄膜コンデンサ
が1つの場合の最も簡単な場合を取り上げたが、FET
が多セル構造の人出力パッドが多くなった場合には、開
口部の数や大きさ、薄膜コンデンサの数や容量値などを
増やすことで容易に対応できる。
が1つの場合の最も簡単な場合を取り上げたが、FET
が多セル構造の人出力パッドが多くなった場合には、開
口部の数や大きさ、薄膜コンデンサの数や容量値などを
増やすことで容易に対応できる。
本実施例の従来例と比較したときの大きな特徴として、
位相不整合によるトランジスタ特性の低下を防ぐことが
できる点が上げられる。すなわち1 2 高周波高出力FETでは一般に単位セル構造が用いられ
、高出力になればなるほどこの単位セルを並列に組んで
構成することが多い。例えば、1セル、2セル、4セル
、8セルなどのように構成していく。この際、当然なが
らFETのゲート幅が広がり、FET自体の幅も広がる
。このとき、第5図で示した従来例では放射状にボンデ
ィングワイヤを打つことになる。このとき、FETの中
央部と端部ではボンディングワイヤの長さが異なるので
、各セルごとに位相差が生じ、増幅効率が低下する。ま
た、ボンディングワイヤの長さを短くするために整合回
路にテーパ部を設けるだけだとテーバ部の中で位相差が
生じ、改善されない。さらに、第6図のように整合回路
基板とFET0間にチップコンデンサを配置した場合で
も、チップコンデンサ内で同様に位相差が生じ、特性が
改善には至りにくい。そこで、本実施例に示した構成を
とると、FET入出力部では位相がそろうため上記の点
は改善され、良好な特性が得られることになる。さらに
、FETの接続パッドの位置に合わせた形で回路側の接
続箇所を調整できるので、ボンディングワイヤの長さを
短くでき、直列インダクタンスの影響をできる限り小さ
くすることが可能で、そのためインピーダンス整合をと
りやずくすることができる。
位相不整合によるトランジスタ特性の低下を防ぐことが
できる点が上げられる。すなわち1 2 高周波高出力FETでは一般に単位セル構造が用いられ
、高出力になればなるほどこの単位セルを並列に組んで
構成することが多い。例えば、1セル、2セル、4セル
、8セルなどのように構成していく。この際、当然なが
らFETのゲート幅が広がり、FET自体の幅も広がる
。このとき、第5図で示した従来例では放射状にボンデ
ィングワイヤを打つことになる。このとき、FETの中
央部と端部ではボンディングワイヤの長さが異なるので
、各セルごとに位相差が生じ、増幅効率が低下する。ま
た、ボンディングワイヤの長さを短くするために整合回
路にテーパ部を設けるだけだとテーバ部の中で位相差が
生じ、改善されない。さらに、第6図のように整合回路
基板とFET0間にチップコンデンサを配置した場合で
も、チップコンデンサ内で同様に位相差が生じ、特性が
改善には至りにくい。そこで、本実施例に示した構成を
とると、FET入出力部では位相がそろうため上記の点
は改善され、良好な特性が得られることになる。さらに
、FETの接続パッドの位置に合わせた形で回路側の接
続箇所を調整できるので、ボンディングワイヤの長さを
短くでき、直列インダクタンスの影響をできる限り小さ
くすることが可能で、そのためインピーダンス整合をと
りやずくすることができる。
もう−点、薄膜コンデンサのアース構造の問題点解決が
上げられる。すなわち、トランジスタの特性を考えた場
合に、重要な項目として利得がある。高周波でこの利得
に大きく影響するのが寄生成分であり、中でもアースと
の接続距離が長いために生じるインダクタンス分や直列
抵抗骨、容量分が利得を下げる原因となる゛。従って、
この寄生成分をできるだけ小さくしてやれば、利得の減
少を防ぐことができる。そこで、本実施例に示した構成
をとることにより、アース接続が最短距離で可能となり
、上記の寄生効果を抑えることができるので、良好な高
周波特性が得られる。
上げられる。すなわち、トランジスタの特性を考えた場
合に、重要な項目として利得がある。高周波でこの利得
に大きく影響するのが寄生成分であり、中でもアースと
の接続距離が長いために生じるインダクタンス分や直列
抵抗骨、容量分が利得を下げる原因となる゛。従って、
この寄生成分をできるだけ小さくしてやれば、利得の減
少を防ぐことができる。そこで、本実施例に示した構成
をとることにより、アース接続が最短距離で可能となり
、上記の寄生効果を抑えることができるので、良好な高
周波特性が得られる。
第2図は、本発明の特許請求項(1)での他の一実施例
に於ける高周波トランジスタの整合回路を示す平面図で
ある。この第2図において、101は電3 4 界効果トランジスタ(FET)、102は入力側整合回
路基板、103は出力側整合回路基板、104は入力端
子に接続されるマイクロストリップラインで構成された
主線路、105は出力端子に接続されるマイクロストリ
ップラインで構成された主線路、106は前記FETと
前記入力側整合回路基板を接続するボンディングワイヤ
、107は前記FETと前記出力側整合回路基板を接続
するポンディングワイヤ、108は入力端マイクロスト
リップ主線路のテーパ部、109は出力側マイクロスト
リップ主線路のテーパ部、110は入力側整合用薄膜コ
ンデンサ、111は出力側整合用薄膜コンデンサ、11
2は入力側整合用薄膜コンデンサのアース接続部、11
3は出力側整合用薄膜コンデンサのアース接続部、11
4は入力側テーパ部の開口部、115は出力側テーパ部
の開口部である。
に於ける高周波トランジスタの整合回路を示す平面図で
ある。この第2図において、101は電3 4 界効果トランジスタ(FET)、102は入力側整合回
路基板、103は出力側整合回路基板、104は入力端
子に接続されるマイクロストリップラインで構成された
主線路、105は出力端子に接続されるマイクロストリ
ップラインで構成された主線路、106は前記FETと
前記入力側整合回路基板を接続するボンディングワイヤ
、107は前記FETと前記出力側整合回路基板を接続
するポンディングワイヤ、108は入力端マイクロスト
リップ主線路のテーパ部、109は出力側マイクロスト
リップ主線路のテーパ部、110は入力側整合用薄膜コ
ンデンサ、111は出力側整合用薄膜コンデンサ、11
2は入力側整合用薄膜コンデンサのアース接続部、11
3は出力側整合用薄膜コンデンサのアース接続部、11
4は入力側テーパ部の開口部、115は出力側テーパ部
の開口部である。
第2図において、構成については第1図と同様であり、
従ってその特徴もインピーダンスの低い高周波高出力ト
ランジスタの整合をとることが容易となり、また、位相
不整合の問題や、アースの5 取り方による寄生効果の問題を解決することができ、さ
らに実装工程数が少なく、小型、集積化が可能となり、
製造コストの安い高周波トランジスタの整合回路を提供
するという点で同様の効果を備えている。この第2図に
示した本発明の特許ii+’f求項(1)での他の一実
施例に於tJ′る高周波トランジスタの整合回路は、第
1図に比べて薄膜コンデンサが1つから2つに増えてい
る点がさらに特徴として上げられる。このため、薄膜コ
ンデンサ1つあたりの容量値が少なくて済む。すなわち
、コンデンサを形成する誘電体の面積が小さくて良い。
従ってその特徴もインピーダンスの低い高周波高出力ト
ランジスタの整合をとることが容易となり、また、位相
不整合の問題や、アースの5 取り方による寄生効果の問題を解決することができ、さ
らに実装工程数が少なく、小型、集積化が可能となり、
製造コストの安い高周波トランジスタの整合回路を提供
するという点で同様の効果を備えている。この第2図に
示した本発明の特許ii+’f求項(1)での他の一実
施例に於tJ′る高周波トランジスタの整合回路は、第
1図に比べて薄膜コンデンサが1つから2つに増えてい
る点がさらに特徴として上げられる。このため、薄膜コ
ンデンサ1つあたりの容量値が少なくて済む。すなわち
、コンデンサを形成する誘電体の面積が小さくて良い。
つまり、薄膜コンデンサの信頼性が上がり、均一な特性
が得られ易いことになる。
が得られ易いことになる。
第3図は、本発明の特許請求項(2)での一実施例に於
ける高周波トランジスタの整合回路を示す平面図である
。この第3図において、101は電界効果トランジスタ
(FET)、102は入力側整合回路基板、103は出
力側整合回路基板、104は入力端子に接続されるマイ
クロストリップラインて構成された主線路、105は出
力端子に接続されるマ6 イクロストリップラインで構成された主線路、106は
前記FETと前記入力側整合回路基板を接続するポンデ
ィングワイヤ、107は前記FETと前記出力側整合回
路基板を接続するボンディングワイヤ、110は入力側
整合用薄膜コンデンサ、111は出力側整合用薄膜コン
デンサ、112は入力端整合用薄膜コンデンサのアース
接続部、113は出力側整合用薄膜コンデンサのアース
接続部、301は入力端分岐、302は出力側分岐部で
ある。
ける高周波トランジスタの整合回路を示す平面図である
。この第3図において、101は電界効果トランジスタ
(FET)、102は入力側整合回路基板、103は出
力側整合回路基板、104は入力端子に接続されるマイ
クロストリップラインて構成された主線路、105は出
力端子に接続されるマ6 イクロストリップラインで構成された主線路、106は
前記FETと前記入力側整合回路基板を接続するポンデ
ィングワイヤ、107は前記FETと前記出力側整合回
路基板を接続するボンディングワイヤ、110は入力側
整合用薄膜コンデンサ、111は出力側整合用薄膜コン
デンサ、112は入力端整合用薄膜コンデンサのアース
接続部、113は出力側整合用薄膜コンデンサのアース
接続部、301は入力端分岐、302は出力側分岐部で
ある。
入出力整合回路基板はアルミナなどのセラくツク基板を
用い、主線路およびマイクロストリップラインなどの導
電体部には一般に用いられている1)IICr−Auを
用い、薄膜コンデンサとしては酸化珪素を誘電体として
用いた金属−誘電体−金属構造の薄膜コンデンサを用い
た。また、トランジスタとしてはGaAsFETを、整
合させるときの周波数としては14GHzを用いた。ア
ルミナ基板の誘電率を9.8とした場合には、14GH
zに於ける1/4波長に相当するマイクロストリップラ
インの長さは約2mmである。
用い、主線路およびマイクロストリップラインなどの導
電体部には一般に用いられている1)IICr−Auを
用い、薄膜コンデンサとしては酸化珪素を誘電体として
用いた金属−誘電体−金属構造の薄膜コンデンサを用い
た。また、トランジスタとしてはGaAsFETを、整
合させるときの周波数としては14GHzを用いた。ア
ルミナ基板の誘電率を9.8とした場合には、14GH
zに於ける1/4波長に相当するマイクロストリップラ
インの長さは約2mmである。
本実施例では、はぼ整合すると思われる値に薄膜コンデ
ンサの値を最初から設定している。トランジスタの特性
のバラツキや、薄膜コンデンサの製造時のバラツキに対
する微調整については、主線路に並列にスタブを設ける
ことが可能である。
ンサの値を最初から設定している。トランジスタの特性
のバラツキや、薄膜コンデンサの製造時のバラツキに対
する微調整については、主線路に並列にスタブを設ける
ことが可能である。
通常は整合用薄膜コンデンサのみでインピーダンス整合
が可能であるが、仮に上記の微調整を行う場合でも、極
めて僅かのスタブをたてるだけで十分な整合をとること
ができる。
が可能であるが、仮に上記の微調整を行う場合でも、極
めて僅かのスタブをたてるだけで十分な整合をとること
ができる。
また、本実施例では入出力整合回路ともに同一の方式で
整合をとったが、一般に、出力インピーダンスは人力イ
ンピーダンスよりも高いので、入力整合の場合のみに本
実施例の方法を用いても良い。
整合をとったが、一般に、出力インピーダンスは人力イ
ンピーダンスよりも高いので、入力整合の場合のみに本
実施例の方法を用いても良い。
加えて、本実施例では分岐部が工つで、薄膜コンデンサ
が2つの場合の最も簡単な場合を取り上げたが、FET
が多セル構造の人出力パッドが多くなった場合には、分
岐部の数や大きさ、薄膜コンデンサの数や容量値などを
増やすことで容易に対応できる。
が2つの場合の最も簡単な場合を取り上げたが、FET
が多セル構造の人出力パッドが多くなった場合には、分
岐部の数や大きさ、薄膜コンデンサの数や容量値などを
増やすことで容易に対応できる。
7
8
本実施例の従来例と比較したときの大きな特徴として、
位相不整合によるトランジスタ特性の低下を防ぐことが
できる点が上げられる。すなわち高周波高出力FETで
は一般に単位セル構造が用いられ、高出力になればなる
ほどこの単位セルを並列に組んで構成することが多い。
位相不整合によるトランジスタ特性の低下を防ぐことが
できる点が上げられる。すなわち高周波高出力FETで
は一般に単位セル構造が用いられ、高出力になればなる
ほどこの単位セルを並列に組んで構成することが多い。
例えば、1セル、2セル、4セル、8セルなどのように
構成していく。この際、当然ながらFETのゲート幅が
広がり、FET自体の幅も広がる。このとき、第5図で
示した従来例では放射状にボンディングワイヤを打つこ
とになる。このとき、FETの中央部と端部ではボンデ
ィングワイヤの長さが異なるので、各セルごとに位相差
が生じ、増幅効率が低下する。また、ボンディングワイ
ヤの長さを短くするために整合回路にテーパ部を設ける
だけだとテーパ部の中で位相差が生じ、改善されない。
構成していく。この際、当然ながらFETのゲート幅が
広がり、FET自体の幅も広がる。このとき、第5図で
示した従来例では放射状にボンディングワイヤを打つこ
とになる。このとき、FETの中央部と端部ではボンデ
ィングワイヤの長さが異なるので、各セルごとに位相差
が生じ、増幅効率が低下する。また、ボンディングワイ
ヤの長さを短くするために整合回路にテーパ部を設ける
だけだとテーパ部の中で位相差が生じ、改善されない。
さらに、第6図のように整合回路基板とFETの間にチ
ップコンデンサを配置した場合でも、チップコンデンサ
内で同様に位相差が生じ、特性が改善には至りにくい。
ップコンデンサを配置した場合でも、チップコンデンサ
内で同様に位相差が生じ、特性が改善には至りにくい。
そこで、本実施例に示した構成9
をとると、FET入出力部では位相がそろうため上記の
点は改善され、良好な特性が得られることになる。さら
に、FETの接続パッドの位置に合わせた形で回路側の
接続箇所を調整できるので、ボンディングワイヤの長さ
を短くでき、直列インダクタンスの影響をできる限り小
さくすることが可能で、そのためインピーダンス整合を
とりゃずくすることができる。
点は改善され、良好な特性が得られることになる。さら
に、FETの接続パッドの位置に合わせた形で回路側の
接続箇所を調整できるので、ボンディングワイヤの長さ
を短くでき、直列インダクタンスの影響をできる限り小
さくすることが可能で、そのためインピーダンス整合を
とりゃずくすることができる。
もう−点、薄膜コンデンサのアース構造の問題点解決が
上げられる。すなわち、トランジスタの特性を考えた場
合に、重要な項目として利得がある。高周波でこの利得
に大きく影響するのが寄生成分であり、中でもアースと
の接続距離が長いために生じるインダクタンス分や直列
抵抗骨、容量分が利得を下げる原因となる。従って、こ
の寄生成分をできるだけ小さくしてやれば、利得の減少
を防ぐことができる。そこで、本実施例に示した構成を
とることにより、アース接続が最短距離で可能となり、
上記の寄生効果を抑えることができるので、良好な高周
波特性が得られる。
上げられる。すなわち、トランジスタの特性を考えた場
合に、重要な項目として利得がある。高周波でこの利得
に大きく影響するのが寄生成分であり、中でもアースと
の接続距離が長いために生じるインダクタンス分や直列
抵抗骨、容量分が利得を下げる原因となる。従って、こ
の寄生成分をできるだけ小さくしてやれば、利得の減少
を防ぐことができる。そこで、本実施例に示した構成を
とることにより、アース接続が最短距離で可能となり、
上記の寄生効果を抑えることができるので、良好な高周
波特性が得られる。
0
第4図は、本発明の特許請求項(2)での他の一実施例
に於ける高周波トランジスタの整合回路を示す平面図で
ある。この第4図において、101は電界効果トランジ
スタ(FET)、102は入力端整合回路基板、103
は出力側整合回路基板、104は入力端子に接続される
マイクロストリップラインで構成された主線路、105
は出力端子に接続されるマイクロストリップラインで構
成された主線路、106は前記FETと前記入力側整合
回路基板を接続するボンディングワイヤ、107は前記
FETと前記出力側整合回路基板を接続するボンディン
グワイヤ、110は入力端整合用薄膜コンデンサ、11
1は出力側整合用薄膜コンデンサ、112は入力端整合
用薄膜コンデンサのアース接続部、113は出力側整合
用薄膜コンデンサのアース接続部、301は入力端分岐
部、302は出力側分岐部である。
に於ける高周波トランジスタの整合回路を示す平面図で
ある。この第4図において、101は電界効果トランジ
スタ(FET)、102は入力端整合回路基板、103
は出力側整合回路基板、104は入力端子に接続される
マイクロストリップラインで構成された主線路、105
は出力端子に接続されるマイクロストリップラインで構
成された主線路、106は前記FETと前記入力側整合
回路基板を接続するボンディングワイヤ、107は前記
FETと前記出力側整合回路基板を接続するボンディン
グワイヤ、110は入力端整合用薄膜コンデンサ、11
1は出力側整合用薄膜コンデンサ、112は入力端整合
用薄膜コンデンサのアース接続部、113は出力側整合
用薄膜コンデンサのアース接続部、301は入力端分岐
部、302は出力側分岐部である。
第4図において、構成については第3図と同様であり、
従ってその特徴もインピーダンスの低い高周波高出力ト
ランジスタの整合をとることが容易となり、また、位相
不整合の問題や、アースの取り方による寄生効果の問題
を解決することができ、さらに実装工程数が少なく、小
型、集積化が可能となり、製造コストの安い高周波トラ
ンジスタの整合回路を提供するという点で同様の効果を
備えている。この第4図に示した本発明の特許請求項(
2)での他の一実施例に於ける高周波トランジスタの整
合回路は、第3図に比べて、薄膜コンデンサの両側に、
FETと接続するためのボンディングワイヤの接続箇所
がある点がさらに特徴として上げられる。すなわち、第
3図に示した構成よりもさらに多セル構造のFETに対
して位相が合う構成がとれ、位相不整合による増幅効率
の低下を防ぐことができるのである。
従ってその特徴もインピーダンスの低い高周波高出力ト
ランジスタの整合をとることが容易となり、また、位相
不整合の問題や、アースの取り方による寄生効果の問題
を解決することができ、さらに実装工程数が少なく、小
型、集積化が可能となり、製造コストの安い高周波トラ
ンジスタの整合回路を提供するという点で同様の効果を
備えている。この第4図に示した本発明の特許請求項(
2)での他の一実施例に於ける高周波トランジスタの整
合回路は、第3図に比べて、薄膜コンデンサの両側に、
FETと接続するためのボンディングワイヤの接続箇所
がある点がさらに特徴として上げられる。すなわち、第
3図に示した構成よりもさらに多セル構造のFETに対
して位相が合う構成がとれ、位相不整合による増幅効率
の低下を防ぐことができるのである。
発明の効果
以上のように本発明は、主線路とマイクロストリップラ
インを用いるトランジスタのインピーダンス整合回路に
おいてトランジスタ接続側の主線路がテーパ状であり、
かつ該テーパ部の中央部に少なくとも1つ以上の開口部
と、該テーパ部のトランジスタとの接続側に少なくとも
1つ以上の薄膜1 2 膜コンデンサとを有し、トランジスタと接続するための
ボンディングワイヤが該主線路の延長線上に対して対称
な位置にあり、該薄膜コンデンサの主線路と接続されて
いない側の電極がアースに最短距離で接続したり、或い
はトランジスタ接続側の主線路が分岐しており該分岐後
に少なくとも2つ以上の線路と、該各線踏部に少なくと
も1つ以上の薄膜コンデンサを有し、トランジスタと接
続するためのボンディングワイヤが該主線路の延長線上
に対して対称な位置にあり、該薄膜コンデンサの主線路
と接続されていない側の電極がアースに最短距離で接続
することによって、インピーダンスの低い高周波高出力
トランジスタの整合をとることが容易となり、また、位
相不整合の問題やアースの取り方による寄生効果の問題
を解決することができ、さらに実装工程数が少なく、小
型、集積化が可能となり、製造コストの安い高周波トラ
ンジスタの整合回路が提供できるものである。
インを用いるトランジスタのインピーダンス整合回路に
おいてトランジスタ接続側の主線路がテーパ状であり、
かつ該テーパ部の中央部に少なくとも1つ以上の開口部
と、該テーパ部のトランジスタとの接続側に少なくとも
1つ以上の薄膜1 2 膜コンデンサとを有し、トランジスタと接続するための
ボンディングワイヤが該主線路の延長線上に対して対称
な位置にあり、該薄膜コンデンサの主線路と接続されて
いない側の電極がアースに最短距離で接続したり、或い
はトランジスタ接続側の主線路が分岐しており該分岐後
に少なくとも2つ以上の線路と、該各線踏部に少なくと
も1つ以上の薄膜コンデンサを有し、トランジスタと接
続するためのボンディングワイヤが該主線路の延長線上
に対して対称な位置にあり、該薄膜コンデンサの主線路
と接続されていない側の電極がアースに最短距離で接続
することによって、インピーダンスの低い高周波高出力
トランジスタの整合をとることが容易となり、また、位
相不整合の問題やアースの取り方による寄生効果の問題
を解決することができ、さらに実装工程数が少なく、小
型、集積化が可能となり、製造コストの安い高周波トラ
ンジスタの整合回路が提供できるものである。
第1図〜第4図は本発明の一実施例に於ける高周波トラ
ンジスタの整合回路を示す平面図、第5図および第6図
は従来例による一実施例に於ける高周波トランジスタの
整合回路を示す平面図である。 101・・・・・・電界効果トランジスタ、102・・
・・・・入力側整合回路基板、103・・・・・・出力
側整合回路基板、104・・・・・・入力端主線路、1
05・・・・・・出力側主線路、106、107・・・
・・・ボンディングワイヤ、 108・・・・・・入力
側テーパ部、109・・・・・・出力側テーパ部、11
0・・・・・・入力端薄膜コンデンサ、111・・・・
・・出ノj(!jlI薄膜コンデンサ、112・・・・
・・入力端薄膜コンデンサのアース接続部、113・・
・・・・出力側薄膜コンデンサのアース接続部、114
・・・・・・入力側開口部、115・・・・・・出力側
開口部。
ンジスタの整合回路を示す平面図、第5図および第6図
は従来例による一実施例に於ける高周波トランジスタの
整合回路を示す平面図である。 101・・・・・・電界効果トランジスタ、102・・
・・・・入力側整合回路基板、103・・・・・・出力
側整合回路基板、104・・・・・・入力端主線路、1
05・・・・・・出力側主線路、106、107・・・
・・・ボンディングワイヤ、 108・・・・・・入力
側テーパ部、109・・・・・・出力側テーパ部、11
0・・・・・・入力端薄膜コンデンサ、111・・・・
・・出ノj(!jlI薄膜コンデンサ、112・・・・
・・入力端薄膜コンデンサのアース接続部、113・・
・・・・出力側薄膜コンデンサのアース接続部、114
・・・・・・入力側開口部、115・・・・・・出力側
開口部。
Claims (2)
- (1)主線路にマイクロストリップラインを用いるトラ
ンジスタのインピーダンス整合回路において、トランジ
スタ接続側の主線路がテーパ状であり、かつ前記テーパ
部の中央部に少なくとも1つ以上の開口部と、前記テー
パ部のトランジスタとの接続側に少なくとも1つ以上の
薄膜コンデンサとを有し、トランジスタと接続するため
のボンディングワイヤが前記主線路の延長線上に対して
対称な位置にあり、前記薄膜コンデンサの主線路と接続
されていない側の電極がアースに最短距離で接続されて
いることを特徴とする高周波トランジスタの整合回路。 - (2)主線路にマイクロストリップラインを用いるトラ
ンジスタのインピーダンス整合回路において、トランジ
スタ接続側の主線路が分岐しており分岐後に少なくとも
2つ以上の線路と、前記各線路部に少なくとも1つ以上
の薄膜コンデンサを有し、トランジスタと接続するため
のボンディングワイヤが前記主線路の延長線上に対して
対称な位置にあり、前記薄膜コンデンサの主線路に接続
されていない側の電極がアースに最短距離で接続されて
いることを特徴とする高周波トランジスタの整合回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20329689A JPH0366208A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 高周波トランジスタの整合回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20329689A JPH0366208A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 高周波トランジスタの整合回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0366208A true JPH0366208A (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=16471688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20329689A Pending JPH0366208A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 高周波トランジスタの整合回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0366208A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62150903A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波混成集積回路装置 |
JPS6450602A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-27 | Nec Corp | High frequency/high output transistor |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP20329689A patent/JPH0366208A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62150903A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波混成集積回路装置 |
JPS6450602A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-27 | Nec Corp | High frequency/high output transistor |
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