JPH0514081A - 電界効果トランジスタ増幅器 - Google Patents

電界効果トランジスタ増幅器

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JPH0514081A
JPH0514081A JP15830991A JP15830991A JPH0514081A JP H0514081 A JPH0514081 A JP H0514081A JP 15830991 A JP15830991 A JP 15830991A JP 15830991 A JP15830991 A JP 15830991A JP H0514081 A JPH0514081 A JP H0514081A
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JP
Japan
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circuit
fet
series
wavelength
stub
Prior art date
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Application number
JP15830991A
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English (en)
Inventor
Yasuyuki Ito
康之 伊藤
Sunao Takagi
直 高木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波帯の広帯域FET増幅器を得る。 【構成】 ソ−ス接地されたFET1と入力整合回路1
3と出力整合回路14とを有するFET増幅器におい
て、上記FET1のゲ−ト端子に直列のインダクタンス
が含まれる場合、上記FET1のゲ−ト端子と接地間
に、上記ゲ−ト端子にインダクタを介して、それぞれ長
さが1/8波長の開放スタブ5と短絡スタブ6よりなる
並列共振回路と、抵抗との直列回路を設けるか、もしく
は上記ゲ−ト端子に直列のインダクタを介して、抵抗と
長さが1/8波長の開放スタブ5よりなる直列回路と、
抵抗と長さが1/8波長の短絡スタブよりなる直列回路
との並列回路を設けて構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はマイクロ波帯の広帯域
電界効果トランジスタ増幅器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は例えば、“Microwave Circuit De
sign Using Linear and Nonlinear Techniques”John W
iley & Sons, pp.180-192,( Nov.1989 )に示された従
来の電界効果トランジスタ(以下、FETと呼ぶ)増幅
器の構成図であり、図において1はソ−ス接地されたF
ET、2,3はそれぞれ上記FET1のゲ−ト端子G,
ドレイン端子Dに直列に接続されたインダクタ、5,6
は上記FET1のゲ−ト端子からインダクタ2を介して
並列接続の長さが1/8波長の開放スタブ,長さが1/
8波長の短絡スタブである。
【0003】次に動作について説明する。図5のFET
増幅器においては、ソ−ス接地されたFETのゲ−ト端
子から直列のインダクタンス2を介して、長さが1/8
波長の開放スタブと長さが1/8波長の短絡スタブを並
列に設け、上記FETの入力インピ−ダンスの周波数に
対する変化を少くし、広帯域化を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のFET増幅器は
上記のように構成されているので、直列のインダクタン
スを含むFETのゲ−ト端子と接地間に、キャパシタと
インダクタより構成される並列共振回路を接続した回路
と同等の働きをし、上記FETの入力インピ−ダンスの
周波数に対する変化を少くしていると考えられるが、基
本的にリアクティブ素子を用いての整合であるため、入
力インピ−ダンスの周波数に対する変化を少くするにも
限度があり、広帯域化が難しいという課題があった。
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、マイクロ波帯の広帯域FET増幅
器を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の請求項1に係るFET増幅器は、ソ−
ス接地されたFETと入力整合回路と出力整合回路とを
有するFET増幅器において、上記FETのゲ−ト端子
にインダクタンスが含まれる場合、上記ゲ−ト端子と接
地間に、上記ゲ−ト端子に直列のインダクタを介して、
それぞれ長さが1/8波長の開放スタブと短絡スタブよ
りなる並列共振回路と、抵抗との直列回路を設けるか、
もしくは上記ゲ−ト端子に直列のインダクタを介して、
抵抗と長さが1/8波長の開放スタブよりなる直列回路
と、抵抗と長さが1/8波長の短絡スタブよりなる直列
回路との並列回路を設けて構成したものである。
【0007】
【作用】上記のように構成されたこの発明の請求項1に
係るFET増幅器では、ソ−ス接地されたFETのゲ−
ト端子と接地間に、上記ゲ−ト端子に直列のインダクタ
ンスを介して、それぞれ長さが1/8波長の開放スタブ
と短絡スタブよりなる並列共振回路と、抵抗との直列回
路を設けるか、もしくは上記ゲ−ト端子に直列のインダ
クタンスを介して、抵抗と長さが1/8波長の開放スタ
ブよりなる直列回路と、抵抗と長さが1/8波長の短絡
スタブよりなる直列回路との並列回路を設けることによ
り、ゲ−ト端子に直列のインダクタンスを含むFETの
入力インピ−ダンスの周波数に対する変化を少くするこ
とができる。
【0008】
【実施例】実施例1. 以下、この発明における実施例1を図を参照して説明す
る。図1は、実施例1を示すFET増幅器の構成図であ
る。図において、1はソ−ス接地されたFETで、ゲ−
ト端子G,ドレイン端子D,ソ−ス端子Sを有してい
る。ソ−ス端子Sはバイヤホ−ルまたはワイヤボンディ
ングにより接地されている。2,3はそれぞれ上記FE
T1のゲ−ト端子G,ドレイン端子Dに直列に接続され
るインダクタ、4,5,6は上記FET1のゲ−ト端子
Gと接地間に、上記インダクタ2を介して接続される回
路の構成要素の抵抗,長さが1/8波長の開放スタブ,
長さが1/8波長の短絡スタブである。13は入力整合
回路、14は出力整合回路、7,8,9は上記入力整合
回路13を構成する分布定数線路、10,11,12は
上記出力整合回路14を構成する分布定数線路である。
【0009】次に動作について説明する。図1のソ−ス
接地されたFET1の等価回路は図6のように示される
ので、直列のインダクタンスを含むFET1のゲ−ト端
子Gと接地間に、FET1のゲ−ト端子Gに直列のイン
ダクタ2を介して、長さが1/8波長の開放スタブ5及
び長さが1/8波長の短絡スタブ6よりなる並列共振回
路と、抵抗4とを直列に接続したFET1の入力アドミ
タンスは式1の様に表すことができる。
【0010】
【数1】
【0011】ここで、Rは抵抗4の抵抗値,Wは開放ス
タブ5及び短絡スタブ6の特性インピーダンス,dは開
放スタブ5及び短絡スタブ6の長さ,βは位相定数,R
iはFET1のゲ−ト・ソ−ス間抵抗,LiはFET1
のゲ−ト端子に含まれる直列のインダクタンスと上記ゲ
−ト端子に直列に接続するインダクタ2のインダクタン
スの和,CgsはFET1のゲ−ト・ソ−ス間キャパシ
タンス,ωは角周波数である。今、例えば上記の開放ス
タブ5及び短絡スタブ6の特性インピ−ダンスWを50
Ω、長さdを中心周波数で1/8波長となるように設定
し、上記抵抗4の値を0Ω,5Ω,10Ωと変化させた
場合について、入力アドミタンスを表す式1から入力イ
ンピ−ダンスを求め、これをスミスチャ−トにプロット
したものを図7に示す。但し、ゲート幅を5mmのFE
Tを用い、周波数は14GHz〜18GHzで計算して
いる。図7より、直列のインダクタンスを含むFET1
のゲ−ト端子Gと接地間に、上記ゲ−ト端子Gに直列の
インダクタ2を介して、長さが1/8波長の開放スタブ
5と長さが1/8波長の短絡スタブ6よりなる並列共振
回路と、抵抗4とを直列に接続し、上記抵抗4の値Rを
0Ωから5Ω,10Ωと増やしたとき、入力インピ−ダ
ンスの周波数特性が改善されるのがわかる。これによ
り、式1から求めたFET1の入力インピ−ダンスは入
力側に接続される入力整合回路13により広帯域にわた
って、所望のインピ−ダンスに整合させることができ
る。
【0012】図3は、図1の構成を実現するFET増幅
器の構造図の一例であり、図において、1はソ−ス接地
されたFETで、2,3はそれぞれFET1と、入力整
合回路13,出力整合回路14とを接続する金ワイヤで
あり、図1に示すインダクタ2,3に相当する。4,
5,6は上記FET1のゲ−ト端子Gと接地間に接続さ
れる回路の構成要素である抵抗,長さが1/8波長の開
放スタブ,長さが1/8波長の短絡スタブである。13
は入力整合回路、14は出力整合回路、7、8、9は上
記の入力整合回路13を構成する分布定数線路であり、
10,11,12は上記出力整合回路14を構成する分
布定数線路である。
【0013】実施例2. 以下、この発明における実施例2を図を参照して説明す
る。図2は、実施例2を示すFET増幅器の構成図であ
る。図において、1はソ−ス接地されたFETで、ゲ−
ト端子G,ドレイン端子D,ソ−ス端子Sを有してい
る。ソ−ス端子Sはバイヤホ−ルまたはワイヤボンディ
ングにより接地される。2,3はそれぞれ上記FET1
のゲ−ト端子Gとドレイン端子Dに直列に接続されるイ
ンダクタ、16,5は上記FET1のゲ−ト端子と接地
間に、上記インダクタ2を介して接続される回路の構成
要素の抵抗,長さが1/8波長の開放スタブであり、1
5,6は同じく上記FET1のゲ−ト端子と接地間に、
上記インダクタ2を介して接続される回路の構成要素の
抵抗,長さが1/8波長の短絡スタブである。13は入
力整合回路、14は出力整合回路、7,8,9は上記入
力整合回路13を構成する分布定数線路、10,11,
12は上記出力整合回路14を構成する分布定数線路で
ある。
【0014】次に動作について説明する。図2のソ−ス
接地されたFET1の等価回路は図6のように示される
ので、直列のインダクタンスを含むFET1のゲ−ト端
子Gに、直列のインダクタ2を介して、抵抗16と長さ
が1/8波長の開放スタブ5よりなる直列回路と、抵抗
15と長さが1/8波長の短絡スタブ6よりなる直列回
路とを並列に接続したFET1の入力アドミタンスは式
2の様に表すことができる。
【0015】
【数2】
【0016】ここで、Rは抵抗15,16の抵抗値,W
は開放スタブ5及び短絡スタブ6の特性インピーダン
ス,dは開放スタブ5及び短絡スタブ6の長さ,βは位
相定数,RiはFET1のゲ−ト・ソ−ス間抵抗,Li
はFET1のゲ−ト端子に含まれるインダクタンスと上
記ゲ−ト端子Gに直列に接続するインダクタ2のインダ
クタンスの和,CgsはFET1のゲ−ト・ソ−ス間キ
ャパシタンス,ωは角周波数である。今、例えば上記の
開放スタブ5及び短絡スタブ6の特性インピ−ダンスW
を50Ω,長さdを中心周波数で1/8波長となるよう
に設定し、上記抵抗15及び16の値を0Ωから,5
Ω,10Ωと変化させた場合について、FET1の入力
アドミタンスを表す式2から入力インピ−ダンスを求
め、これをスミスチャ−トにプロットしたものを図8に
示す。但し、ここではゲート幅が5mmのFETを用
い、周波数は14GHz〜18GHzで計算している。
図8より、直列のインダクタンスを含むFET1のゲ−
ト端子Gに、直列に接続のインダクタ2を介して、抵抗
16と長さが1/8波長の開放スタブ5よりなる直列回
路と、抵抗15と長さが1/8波長の短絡スタブ6より
なる直列回路とを並列接続し、上記抵抗15,16の値
Rを0Ωから,5Ω,10Ωと増やしたとき、FET1
の入力インピ−ダンスの周波数特性が改善されるのがわ
かる。これにより、式2から求めたFET1の入力イン
ピ−ダンスは入力側に接続される入力整合回路13によ
り広帯域にわたって所望のインピ−ダンスに整合させる
ことができる。
【0017】図4は、図2の構成を実現するFET増幅
器の構造図の一例であり、図において、1はソ−ス接地
されたFETで、2,3はそれぞれFET1と入力整合
回路13,出力整合回路14とを接続する金ワイヤであ
り、図2に示すインダクタ2,3に相当する。16,5
は上記FET1のゲ−ト端子に接続される抵抗と長さが
1/8波長の開放スタブ、15,6は同じく上記FET
1のゲ−ト端子に接続される抵抗と長さが1/8波長の
短絡スタブである。13は入力整合回路、14は出力整
合回路、7,8,9は上記入力整合回路を構成する分布
定数線路、10,11,12は上記出力整合回路を構成
する分布定数線路である。
【0018】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、電界効果トランジスタのゲ−ト端子にインダクタン
スが含まれる場合、上記ゲ−ト端子と接地間に、上記ゲ
−ト端子に直列のインダクタを介して、それぞれ長さが
1/8波長の開放スタブと短絡スタブよりなる並列共振
回路と、抵抗との直列回路を設けるか、もしくは上記ゲ
−ト端子に直列のインダクタを介して、抵抗と長さが1
/8波長の開放スタブよりなる直列回路と、抵抗と長さ
が1/8波長の短絡スタブよりなる直列回路との並列回
路を設けることにより、電界効果トランジスタの入力イ
ンピ−ダンスの周波数に対する変化が少くなり、広帯域
電界効果トランジスタ増幅器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1によるFET増幅器の構成
図である。
【図2】この発明の実施例2によるFET増幅器の構成
図である。
【図3】図1で示したFET増幅器の構造図の一例であ
る。
【図4】図2で示したFET増幅器の構造図の一例であ
る。
【図5】従来のFET増幅器の構成図である。
【図6】図1,図2に示すソ−ス接地のFETの等価回
路図である。
【図7】図1のFETの入力インピ−ダンスの周波数特
性を説明する図である。
【図8】図2のFETの入力インピ−ダンスの周波数特
性を説明する図である。
【符号の説明】
1 FET 2 インダクタ 3 インダクタ 4 抵抗 5 開放スタブ 6 短絡スタブ 7 分布定数線路 8 分布定数線路 9 分布定数線路 10 分布定数線路 11 分布定数線路 12 分布定数線路 13 入力整合回路 14 出力整合回路 15 抵抗 16 抵抗 17 ゲ−ト端子 18 ドレイン端子 19 ソ−ス端子 20 ゲ−ト・ソ−ス間抵抗 21 ゲ−ト・ソ−ス間キャパシタンス 22 相互コンダクタンス 23 ドレイン・ソ−ス間キャパシタンス 24 ドレイン・ソ−ス間抵抗

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ソ−ス接地された電界効果トランジスタ
    と入力整合回路と出力整合回路とを有する電界効果トラ
    ンジスタ増幅器において、上記電界効果トランジスタの
    ゲ−ト端子にインダクタンスが含まれる場合、上記ゲ−
    ト端子と接地間に、上記ゲ−ト端子に直列のインダクタ
    を介して、それぞれ長さが1/8波長の開放スタブと短
    絡スタブよりなる並列共振回路と、抵抗との直列回路を
    設けるか、もしくは上記ゲ−ト端子に直列のインダクタ
    を介して、抵抗と長さが1/8波長の開放スタブよりな
    る直列回路と、抵抗と長さが1/8波長の短絡スタブよ
    りなる直列回路との並列回路を設けて構成したことを特
    徴とする電界効果トランジスタ増幅器。
JP15830991A 1991-06-28 1991-06-28 電界効果トランジスタ増幅器 Pending JPH0514081A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244763A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波増幅器
JP2011171922A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Mitsubishi Electric Corp 高周波スイッチ回路
US10756727B2 (en) 2013-12-24 2020-08-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. Switching circuit and high-frequency module

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244763A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波増幅器
JP2011171922A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Mitsubishi Electric Corp 高周波スイッチ回路
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