JPH04229704A - 効率を改善し歪を減少したソリッドステート式ｒｆ電力増幅器 - Google Patents

効率を改善し歪を減少したソリッドステート式ｒｆ電力増幅器

Info

Publication number
JPH04229704A
JPH04229704A JP3097479A JP9747991A JPH04229704A JP H04229704 A JPH04229704 A JP H04229704A JP 3097479 A JP3097479 A JP 3097479A JP 9747991 A JP9747991 A JP 9747991A JP H04229704 A JPH04229704 A JP H04229704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
gate
power device
source
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3097479A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3219419B2 (ja
Inventor
David S Wisherd
ディヴィッド　エス　ウィシャード
Howard D Bartlow
ハワード　ドワイト　バートロー
Anna Pablo E D
パブロ　イー　ダナ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Spectrian Corp
Original Assignee
Spectrian Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spectrian Corp filed Critical Spectrian Corp
Publication of JPH04229704A publication Critical patent/JPH04229704A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3219419B2 publication Critical patent/JP3219419B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
    • H03F1/083—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements in transistor amplifiers
    • H03F1/086—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements in transistor amplifiers with FET's
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
    • H03F1/14—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of neutralising means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3241—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/193—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48153—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/48195—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being a discrete passive component
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13062—Junction field-effect transistor [JFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/30107—Inductance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、一般に、高周波数（Ｒ
Ｆ）電力増幅器（ＰＡ）に係り、より詳細には、このＲ
Ｆ　　ＰＡに用いられるもので、動作効率を改善しそし
て信号歪を減少したソリッドステート装置に係る。 【０００２】 【従来の技術】電力増幅器（ＰＡ）は、増幅回路の効率
及び出力電力を重要視するときに使用される。種々の形
式のＰＡがそれらの動作クラス、即ちクラスＡ、Ｂ、Ｃ
、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ及びＳによって識別されている。 クラスＡを除くと、これら全ての形式の増幅器は、回路
構成、動作方法又はその両方によって小信号増幅器から
容易に区別される。又、小信号増幅器とクラスＡの電力
増幅器との間には明確な境界線があり、その用語の選択
は設計者の考え方に基づいている。 【０００３】クラスＡのソリッドステート電力増幅器は
、非常にリニアな増幅を行なうことができる。しかしな
がら、これらは著しく大電力の送信器（１ＫＷ以上）の
場合に電力効率が極めて低いことから甚だしく高いコス
トとなる。その結果、例えば、ＴＶ送信器の業界では、
かさの大きな管即ちクライストロン増幅器の使用を強い
られており、これらはウオームアップ時間がかかり、帯
域が狭く、しかもクラスＡＢのソリッドステート電力増
幅器に比べて非常に効率が悪い。クラスＡＢのソリッド
ステート電力増幅器は、クラスＡのソリッドステート電
力増幅器が有しているような高いリニア性と低い歪積を
有していない。しかしながら、発生する電力は典型的に
約３ないし５倍も大きく、それらの効率は極めて優れて
いる。クラスＡ電力増幅器のソリッドステート装置は、
常に完全にオンの状態にバイアスされ、これは、目で見
るＴＶ信号の場合に全て黒の信号（最大平均電力）を増
幅するか全て白の信号（最低平均電力）を増幅するかに
拘りなく同じ電流を引っ張ることになることを意味する
。クラスＡＢ電力増幅器のトランジスタは若干オンにな
るだけであるようにバイアスされる。これは、どれほど
駆動されるかに比例して電流を引っ張る。増幅器が最大
平均電力即ち全て黒の信号を送信するときには、全電力
出力を得るに必要な所要電流を引っ張る。平均電力の低
い信号（通常のＴＶカラーパターン又は全て白の信号）
を送信するときには、著しく低い量の電流が引き出され
る。クラスＡＢ電力増幅器にソリッドステートトランジ
スタ（これは一般に管もしくはクライストロン増幅器よ
りも効率が高い）を使用すると、テレビ送信器の全効率
が甚だしく増大し且つ運転コストが低減する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】電力半導体装置と共に
組み込まれ、いわゆるクラスＡＢで動作する形態でバイ
アスがセットされて動作する電力増幅器は、振幅及び位
相の非リニア性を示し、出力が入力を高忠実度で再現す
べき場合にはこれを修正しなければならない。これらの
非リニア性は、抑制する必要のある不所望な信号を出力
に発生することになる。 【０００５】典型的なＲＦ信号（テレビの可視信号のよ
うな）の帯域巾は通常搬送波周波数の小部分であるから
、電力増幅器の出力における不所望な信号は３つの分類
に分けられる。図１は、所望の信号に対するこれら信号
の関係を示しており、所望の信号は、この場合、周波数
ｆｃ±ｆｍにおける等振幅の２つのトーンで構成される
。増幅器の非リニア性により、高調波及び相互変調歪（
ＩＭＤ）積と称する２種類の不所望な信号が生じる。 ＩＭＤ積（図１に第３次、第５次、第７次及び第９次と
して示されている）は搬送波周波数の付近で著しいもの
となる。これらは、受信信号に歪を生じさせ及び／又は
隣接チャンネルの干渉を生じさせる。他の不所望な信号
は、寄生及び低調波発振とミクサの積を含み、これらは
スプリアス積又は単に「スプリアス」と称する。ＲＦ　
　ＰＡにおいては、高調波及びスプリアス積の若干がフ
ィルタによって除去されるが、発生するＩＭＤは受け入
れられる低いレベルのものでなければならない。位相歪
（バイポーラトランジスタを用いたクラスＡＢ増幅器に
おいて顕著である）は、図２に示すように、ＩＭＤ積に
不均一な振幅を生じさせる。 【０００６】クラスＡＢで動作している電力ＲＦ増幅器
の振幅及び位相歪を取り扱う現在の技術は、予備調整増
幅器を使用することにより、最終増幅器で挿入される歪
を補償するように入力信号を予め歪ませることである。 しかしながら、この技術には限界がある。振幅直線性の
必要性は図１から明確に明かであるが、位相直線性の必
要性はそんなに明かではない。これ自体は、例えば、テ
レビ信号を処理するための電力増幅器において明かであ
る。像が黒から白へそしてその反対に変化するときには
、送信される電力に典型的に１０ｄＢの変化があり、挿
入位相が１°より大きく変化すると、白い像の縁の周り
に「ぼけ」を生じ、見易さを損なわせる。従って、クラ
スＡＢの電力増幅器に用いられるソリッドステートトラ
ンジスタのリニア性、効率及び安定性を改善する方法が
必要とされる。 【０００７】そこで、本発明の目的は、効率を改善した
ソリッドステート（半導体）ＲＦ電力装置を提供するこ
とである。 【０００８】本発明の別の目的は、相互変調歪を減少し
たソリッドステートＲＦ電力装置を提供することである
。 【０００９】本発明の更に別の目的は、装置の入力イン
ピーダンスの低いＲＦ電力装置を提供することである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ＭＯＳ
電力用電界効果トランジスタの入力にキャパシタンスを
使用し、ゲート／ドレイン寄生容量（ＣＧＤ）の非リニ
アな変化を減衰させることである。 【００１１】簡単に述べると、好ましい実施例において
、ＤＭＯＳ電力用電界効果トランジスタは、その入力が
装置のゲートとソースとの間に接続され、そして出力が
ドレインとソースとの間から取り出される。ソースは接
地されるのが好ましい。ゲートへの入力リードは入力イ
ンピーダンスを与え、入力リードとソースとの間に個別
のキャパシタが接続される。キャパシタンスとインダク
タンスの値は、装置の入力共振周波数が基本動作周波数
よりは上であるがその第１高調波よりは低くなるように
選択される。この共振は各特定の用途ごとに調整される
。更に、キャパシタの値は、トランジスタのゲート／ド
レインキャパシタンスであるＣＧＤの非リニアな変動を
減衰させ、位相の非リニア性を改善する。 【００１２】本発明及びその目的、特徴は、以下の詳細
な説明及び特許請求の範囲から容易に明かとなろう。 【００１３】 【実施例】本発明の好ましい実施例によるＲＦ電力装置
は、ＤＭＯＳエンハンスメントモードＭＯＳ電界効果ト
ランジスタと入力キャパシタとを用いている。図３は、
ｎ型ドープのシリコン基体１０がドレイン領域として働
く装置におけるＭＯＳトランジスタの断面図である。Ｎ
＋ソース領域１２は、表面領域のｎ＋ドーピングにより
ｐドープ領域（エピタキシャル層）１４内に形成される
。ｎ＋ソース領域１２とｎドープドレイン領域１０との
間のｐ領域１４は、トランジスタのチャンネル領域とし
て働く。ポリシリコンのゲート接触部１６はチャンネル
領域の上に横たわり、それらの間にはシリコン酸化物の
ような絶縁材１８がある。 【００１４】ゲート接触部１６とその下のドレイン領域
との間には寄生ゲート／ドレインキャパシタンス（ＣＧ
Ｄ）が存在し、これは直列接続されたキャパシタ２０及
び２２で示されている。キャパシタ２０はゲート酸化物
のキャパシタンスであり、キャパシタ２２はゲート酸化
物の下のドレイン空乏層のキャパシタンスである。 この後者の成分は、ドレイン表面領域の電圧がゲートの
電圧よりも正であるときにのみ存在する。ゲートが更に
正になると、半導体表面にアキュムレータ層が形成され
、ＣＧＤがＣＯＸ　ＡＧに等しくなる。ここで、ＣＯＸ
は、ＴＯＸ（ゲート酸化物厚み）にわたってＥｏ（半導
体誘電率）に等しく、そしてＡＧはゲートの面積である
。ドレインの電圧がゲート電圧よりも高くなると、ＣＧ
Ｄの値がかなり急激に下がる。これは、空乏層が半導体
本体に向かって深く延びるにつれて益々下がり続ける。 これが図４に示されており、図４には、ゲート／ドレイ
ンキャパシタンス（ＣＧＤ）とゲート／ドレイン間の電
圧差とがプロットされている。この曲線から、ゲート電
圧に伴うこのキャパシタンス変化が著しく非リニアであ
り、装置の優れた位相リニア性を妨げていることが分か
る。 【００１５】理想的な電力ＭＯＳ電界効果トランジスタ
は、ドレイン伝達曲線の一部分に対し平方法則の順方向
伝達特性を示す。即ち、低いドレイン電圧においては、
ドレイン電流がゲートバイアス電圧の平方として変化し
、この電流が次の式によって理想的な形態で与えられる
（エンハンスメントモード装置が電流飽和領域で動作し
、搬送波速度効果を考慮しない場合）。 【００１６】 　　　　ＩＤ＝１／２Ｋ（ＶＧＳ−ＶＴ）２　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１
）　　　　但し、Ｋは装置の相互コンダクタンスパラメ
ータであり、ＶＧＳはゲート／ソース電圧であり、そし
てＶＴはスレッシュホールド電圧である。 【００１７】この式は、短いチャンネルのＤＭＯＳ装置
の場合、実際のピンチオフが生じる前にチャンネルの適
当な長さにわたって搬送波ドリフト速度（Ｖｓ）を制限
する作用を導入することにより、次のように変更される
。 　　　　ＩＤ＝１／２Ｋ（ＶＧＳ−ＶＴ）ＶＳ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）　
　【００１８】それ故、この速度飽和作用によって曲線
が「リニア化」され、第２次の混合作用が減少される。 電流値が高く且つドレイン電圧値が大きい場合には、本
体の拡散部間にあるドレイン電流路に寄生ＪＦＥＴが存
在し、この電流を制限する（図３）。装置の全伝達特性
がプロットされた図５にこれらの作用が示されている。 【００１９】図６は、ＤＭＯＳ　　ＦＥＴ３０を含む本
発明のＲＦ電力装置の電気回路図であり、アースされた
ソースと、トランジスタのゲートに接続されたリードＬ
１、Ｌ２との間に入力信号が加えられる。出力は、トラ
ンジスタのドレインとソースとの間から取り出される。 本発明によれば、３２で示されたキャパシタＣは、イン
ダクタンスＬ１、Ｌ２と、アースされたソースとの間に
接続される。キャパシタＣの値は、装置の入力共振周波
数が印加信号の基本波よりも高く且つその第１高調波付
近となるように選択され、そしてキャパシタの値は、ト
ランジスタのＣＧＤに対するミラー値にほぼ等しくなる
ように選択される。ＣＧＤの非リニアな変化は、この入
力キャパシタによって減衰され、これにより、位相の非
リニア性も改善される。低いＣＲＳＳ　は、フィードバ
ック作用を、装置が再び順方向となる付近まで近づけさ
せる。大きなキャパシタンスで入力を減衰させることに
より、ミラーフィードバック作用が減少され、回路の利
得は、これまでの演算増幅器の場合のようにフィードバ
ックによるのではなくて、ＭＯＳトランジスタによって
制御される。 【００２０】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、回路の一実施
例の各々側面図及び上面図である。ＦＥＴダイ４０及び
ＭＯＳＣＡＰ４２は、酸化ベリリウムのセラミック基体
４４上に取り付けられる。基体４４上のダイ及びＭＯＳ
ＣＡＰはハウジング４６に封入される。入力リード４８
はリード５０によってＭＯＳＣＡＰに接続され、リード
５２は入力をダイ４０のゲート接触部に接続する。リー
ド５４は、ＭＯＳＣＡＰ４２のアースされた電極をダイ
４０のソースエレメントに接続し、そしてリード５６は
ソースをパッド５８を経てアースに接続する。出力リー
ド６０は、ダイ４０のドレイン領域に直結される。 【００２１】装置パッケージの内部にキャパシタを配置
することにより、寄生容量が良好に制御され、電力利得
又は帯域巾を低下することなく減衰作用が生じる。効率
改善は、この装置構造で得られる低い発生インピーダン
スの副産物である。入力信号は立上り時間も立下がり時
間も短いので、低い入力インピーダンスの助けによって
スイッチングに要する消費量が低減し、効率の改善が得
られる。更に、発生インピーダンスの低下により、安定
性の改善が得られる。 【００２２】例えば、本発明の一実施例においては、６
７ＭＨｚで動作する１つの電力ＭＯＳトランジスタは、
５６０ピコファラッドに等しい値の入力ＭＯＳキャパシ
タがゲートに接続されると共に、ワイヤリードインダク
タンスと共に入力信号に接続され、装置の入力共振周波
数が約１００ＭＨｚにセットされた。出力電力９０ワッ
トにおける装置のコレクタ効率測定値は、キャパシタ及
びインダクタンスがない場合の６１％に対して６９．４
％であった。装置の利得は、キャパシタがある場合に２
４．８ｄＢであり、キャパシタがない場合に２３．９ｄ
Ｂであった。テレビ送信器の使用目的では、低電力付随
位相変調値は１／２に減少された。 【００２３】 【発明の効果】以上、本発明により、ソリッドステート
部品を使用していて、動作効率が改善されると共に、相
互変調歪が減少されたＲＦ電力増幅器が提供された。 【００２４】好ましい実施例について本発明を説明した
が、これは単に本発明の解説に過ぎず、本発明をこれに
限定するものではない。特許請求の範囲に規定された本
発明の精神及び範囲から逸脱せずに、種々の変更や修正
がなされ得ることが当業者に明かであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＦ電力増幅器の周波数対電力を示すと共に、
歪積を示す。
【図２】周波数対電力の図であって、位相歪による非均
一な相互変調積振幅を示す図である。
【図３】ＤＭＯＳエンハンスメントモード電界効果トラ
ンジスタの断面図であって、ゲート／ドレインの寄生容
量を示す図である。
【図４】ゲート／ドレインキャパシタンス（ＣＧＤ）と
、ゲート／ドレイン間の電圧差との関係を示す図である
。
【図５】図３の装置に対するゲート／ドレイン伝達特性
を示す図である。
【図６】本発明の一実施例によりＤＭＯＳトランジスタ
と入力キャパシタを用いた装置の電気回路図である。
【図７】図６の回路の一実施例を示す各々上面図及び側
面図である。
【符号の説明】
１０　　シリコン基体 １２　　ソース領域 １４　　ｐドープ領域 １６　　ゲート接触部 １８　　絶縁材 ２０、２２　　キャパシタ ３０　　ＤＭＯＳ　　ＦＥＴ ３２　　キャパシタ ４０　　ＦＥＴダイ ４２　　ＭＯＳＣＡＰ ４４　　セラミック基体 ４６　　ハウジング

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ソース、ドレイン及びゲートを有する
    ＭＯＳトランジスタと、上記ゲートとソースとの間に入
    力信号を加える第１手段と、上記ソースとドレインとの
    間から出力信号を受け取る第２手段と、上記ゲートとソ
    ースとの間に接続されたキャパシタであって、上記ゲー
    トとドレインとの間の寄生容量（ＣＧＤ）の非リニアな
    変化を減衰させるキャパシタとを具備することを特徴と
    するＲＦ電力装置。
  2. 【請求項２】　　上記第１手段は、インダクタンスをも
    つリードワイヤを含む請求項１に記載のＲＦ電力装置。
  3. 【請求項３】　　上記入力信号は基本周波数で特徴付け
    られるもので、上記キャパシタ及び上記インダクタンス
    は、上記基本周波数より上で且つその第１高調波付近の
    装置入力共振周波数を定める請求項２に記載のＲＦ電力
    装置。
  4. 【請求項４】　　上記ＭＯＳトランジスタは第１の個別
    の半導体本体を備え、上記キャパシタは第２の個別の半
    導体本体を備え、そして更に、上記第１の個別の半導体
    本体及び上記第２の個別の半導体本体を支持するセラミ
    ック基体を備えている請求項３に記載のＲＦ電力装置。
  5. 【請求項５】　　上記セラミック基体はアース電位にあ
    る金属層を含み、上記キャパシタ及び上記ソースは上記
    金属層に電気的に接続される請求項４に記載のＲＦ電力
    装置。
  6. 【請求項６】　　上記キャパシタ及びＭＯＳトランジス
    タをハーメチックシールするパッケージを更に備えた請
    求項４に記載のＲＦ電力装置。
  7. 【請求項７】　　上記ＭＯＳトランジスタは、ＤＭＯＳ
    エンハンスメントモードトランジスタを備えている請求
    項６に記載のＲＦ電力装置。
  8. 【請求項８】　　上記キャパシタ及びＭＯＳトランジス
    タをハーメチックシールするパッケージを更に備えた請
    求項１に記載のＲＦ電力装置。
  9. 【請求項９】　　上記キャパシタは、ＭＯＳＣＡＰを含
    む請求項８に記載のＲＦ電力装置。
  10. 【請求項１０】　　上記キャパシタは、寄生容量（ＣＧ
    Ｄ）のミラー効果にほぼ等しいキャパシタンス値を有す
    る請求項１に記載のＲＦ電力装置。
JP09747991A 1990-05-01 1991-04-26 効率を改善し歪を減少したソリッドステート式ｒｆ電力増幅器 Expired - Lifetime JP3219419B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US517328 1990-05-01
US07/517,328 US5027082A (en) 1990-05-01 1990-05-01 Solid state RF power amplifier having improved efficiency and reduced distortion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04229704A true JPH04229704A (ja) 1992-08-19
JP3219419B2 JP3219419B2 (ja) 2001-10-15

Family

ID=24059360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09747991A Expired - Lifetime JP3219419B2 (ja) 1990-05-01 1991-04-26 効率を改善し歪を減少したソリッドステート式ｒｆ電力増幅器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5027082A (ja)
EP (1) EP0455409B1 (ja)
JP (1) JP3219419B2 (ja)
DE (1) DE69115342T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016518090A (ja) * 2013-05-10 2016-06-20 レイセオン カンパニーＲａｙｔｈｅｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ 高効率を有するブロードバンド電力増幅器
JPWO2016199178A1 (ja) * 2015-06-08 2018-03-08 日本電気株式会社 電力増幅装置およびテレビジョン信号送信システム

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5477188A (en) * 1994-07-14 1995-12-19 Eni Linear RF power amplifier
US6166599A (en) * 1998-12-04 2000-12-26 Qualcomm, Inc. Impedance matching networks for non-linear circuits
SE516012C2 (sv) * 1999-01-25 2001-11-05 Ericsson Telefon Ab L M Styreförspänningsanordning
JP4030310B2 (ja) * 1999-09-30 2008-01-09 富士通株式会社 高周波電力増幅器
US6466094B2 (en) * 2001-01-10 2002-10-15 Ericsson Inc. Gain and bandwidth enhancement for RF power amplifier package
US6906591B2 (en) * 2002-11-29 2005-06-14 Sigmatel, Inc. Amplifier having MOS capacitor compensation
US7786603B2 (en) * 2005-10-28 2010-08-31 Freescale Semiconductor, Inc. Electronic assembly having graded wire bonding
TWI327817B (en) * 2006-09-25 2010-07-21 Realtek Semiconductor Corp Amplifying circuit utilizing nonlinear gate capacitance for enhancing linearity and related method thereof
US7880549B1 (en) * 2008-09-30 2011-02-01 Triquint Semiconductor, Inc. Transistor including intrinsic harmonic trap
CN116942169B (zh) * 2023-09-21 2024-02-02 之江实验室 微型化脑电信号放大器及脑机接口芯片系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6606714A (ja) * 1966-05-17 1967-11-20
US3835406A (en) * 1972-10-02 1974-09-10 Gte Sylvania Inc Neutralized amplifier circuit
JPS55102292A (en) * 1979-01-29 1980-08-05 Nippon Electric Co High frequency high output transistor amplifier

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016518090A (ja) * 2013-05-10 2016-06-20 レイセオン カンパニーＲａｙｔｈｅｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ 高効率を有するブロードバンド電力増幅器
JPWO2016199178A1 (ja) * 2015-06-08 2018-03-08 日本電気株式会社 電力増幅装置およびテレビジョン信号送信システム
US10250204B2 (en) 2015-06-08 2019-04-02 Nec Corporation Power amplification device and television signal transmission system
US10587230B2 (en) 2015-06-08 2020-03-10 Nec Corporation Power amplification device and television signal transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
EP0455409B1 (en) 1995-12-13
US5027082A (en) 1991-06-25
EP0455409A1 (en) 1991-11-06
DE69115342T2 (de) 1996-05-09
DE69115342D1 (de) 1996-01-25
JP3219419B2 (ja) 2001-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liechti Performance of dual-gate GaAs MESFET's as gain-controlled low-noise amplifiers and high-speed modulators
KR100686785B1 (ko) 비선형 회로용 임피던스 매칭 네트워크
JPH04229704A (ja) 効率を改善し歪を減少したソリッドステート式ｒｆ電力増幅器
KR100574470B1 (ko) 전류증폭결합기를 포함하는 선형 혼합기회로
JPH0376609B2 (ja)
KR930003521B1 (ko) 증폭기회로
US11171607B2 (en) Source injection mixer
EP1465334B1 (en) Passive Mixer
TW398142B (en) Automatic gain control circuit with low distortion
US5177452A (en) Stabilized circuit of high output power transistor for microwave and milliwave
US6479846B2 (en) Metal oxide semiconductor field effect transistor having a relatively high doped region in the channel for improved linearity
JPS625705A (ja) 局部発振回路
JPH05167352A (ja) 周波数変換装置
JP3669534B2 (ja) 半導体増幅装置及び通信端末装置
JPH07273557A (ja) 周波数変換回路
JP3750890B2 (ja) 集積化ミキサ回路
JP2001077637A (ja) プリディストーション回路
JPH09162657A (ja) マイクロ波電力増幅回路
JPH0936670A (ja) 電力増幅器
RU2274946C2 (ru) Схема для линеаризации электронных устройств
JP2023074327A (ja) 低雑音増幅回路
JPH09214253A (ja) ハーモニックミキサ
EP0610564A2 (en) Dual gate fet and circuits using dual gate fet
KR0154772B1 (ko) 저출력 임피던스 및 고역차단 특성을 갖는 무선 주파수 출력단 회로
WO2004088835A1 (en) Passive mixer

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080810

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080810

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090810

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090810

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810

Year of fee payment: 10