JPH0590852A - Microwave amplifier - Google Patents

Microwave amplifier

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JPH0590852A
JPH0590852A JP27457191A JP27457191A JPH0590852A JP H0590852 A JPH0590852 A JP H0590852A JP 27457191 A JP27457191 A JP 27457191A JP 27457191 A JP27457191 A JP 27457191A JP H0590852 A JPH0590852 A JP H0590852A
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fet
inductor
source electrode
line
microwave amplifier
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英治 末松
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Abstract

PURPOSE:To enable a microwave amplifier using a multifinger type FET to act as a series negative feedback inductor by adding a source inductor to the FET so that the inductor can ideally function as a source inductor for each unit FET. CONSTITUTION:In a microwave amplifier consisting of a multifinger type FET 7 using coplanar line or microstrip line, inductor 3 is connected to the source electrode 2 of FET 7. Further, the source electrode 2 and inductor 3 are laid such that lengths of lines from section 4 connecting the source electrode and the inductor to the source electrodes 2a, 2b, ..., 2h of individual unit FETs become equal to one another. With this, the influence of the parasitic line 6 formed in the source electrode 2 can be made equivalent to each unit FET and is made small.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波増幅器に係わ
り、特に広帯域にわたって増幅器の良好な利得・雑音特
性と良好な入出力VSWR特性を得ることができるマイ
クロ波増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave amplifier, and more particularly to a microwave amplifier capable of obtaining a good gain / noise characteristic and a good input / output VSWR characteristic of the amplifier over a wide band.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高周波電界効果トランジスタ(以
下「FET」という)を安定化させ且つ利得を平坦化さ
せる手法の1つとして、ソース接地FETのソース電極
と接地との間に適当な直列のソースインダクタンスを挿
入し、負帰還回路を構成する方法が公知の技術として知
られている。この手法はFETを安定化させて利得を平
坦化させるだけでなく、FETのS11*(S11の複
素共役)と入力最小雑音反射係数ΓOPTを近接させる
ことができるため、FET増幅器の雑音指数を大きくせ
ず、増幅器の入出力の電圧定在波比(以下VSWRと略
記する)を小さくし、なおかつ増幅器を広帯域化させる
ことが可能である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of methods for stabilizing a high frequency field effect transistor (hereinafter referred to as "FET") and flattening a gain, an appropriate series connection is provided between a source electrode of a source-grounded FET and ground. A method of forming a negative feedback circuit by inserting a source inductance is known as a known technique. This method not only stabilizes the FET to flatten the gain, but also allows S11 * (complex conjugate of S11) of the FET and the input minimum noise reflection coefficient ΓOPT to be close to each other, thus increasing the noise figure of the FET amplifier. Without doing so, it is possible to reduce the voltage standing wave ratio (hereinafter abbreviated as VSWR) of the input and output of the amplifier, and to widen the band of the amplifier.

【0003】一方、高度なイオン注入技術やエピタキシ
ャル成長技術及び超微細加工技術の発展に伴い、GaA
sからなるMESFET(Metal Semicon
ducter Field Effect Trans
ister)の高性能化及びAlGaAs/GaAsか
らなるヘテロ接合型HEMT(High Electr
on Mobility Transister)の実
用化が進み、これらFETの遮断周波数(以下「ft」
という)は50GHz以上のミリ波帯域の性能を有する
ようになってきている。さらにはこれらのFETを用い
たモノリシックマイクロ波集積回路(以下「MMIC」
という)の開発が進んでいる。
On the other hand, with the development of advanced ion implantation technology, epitaxial growth technology and ultrafine processing technology, GaA
MESFET (Metal Semiconductor)
ducter Field Effect Trans
of high performance and heterojunction HEMT (High Electr) composed of AlGaAs / GaAs
on Mobility Transistor is being put to practical use, and the cutoff frequency of these FETs (hereinafter referred to as “ft”)
Has a performance in the millimeter wave band of 50 GHz or more. Furthermore, monolithic microwave integrated circuits (hereinafter "MMIC") using these FETs.
Development) is progressing.

【0004】ところでftがミリ波帯域を有するような
これらFETを用いて比較的周波数の低い1〜15GH
z付近で動作するような増幅器を構成する際、前記ソー
スインダクタンスによる利得の低下は重要ではない。む
しろFETの安定化指数(K)が通常1より小さいた
め、入出力のインピーダンスが負にならないように、損
失のある外部回路もしくは負帰還回路を付加してK値が
1以上になるようにする必要がある。K値が1以上であ
れば絶対安定で、入出力端にどのような電源や負荷をつ
ないでも発振しないので完全に整合をとることができ
る。
By the way, using these FETs in which ft has a millimeter wave band, a frequency of 1 to 15 GH is relatively low.
When constructing an amplifier that operates near z, the reduction in gain due to the source inductance is not important. Rather, the stabilization index (K) of the FET is usually smaller than 1, so that an external circuit with a loss or a negative feedback circuit is added so that the K value becomes 1 or more so that the input / output impedance does not become negative. There is a need. If the K value is 1 or more, it is absolutely stable and does not oscillate even if any power source or load is connected to the input / output terminal, so perfect matching can be achieved.

【0005】近年MMICに於いては、接地導体を誘電
体基板の表面に形成したコプレーナ線路や裏面に形成し
たマイクロストリップ線路が主に用いられ、回路が構成
されている。このような2つのタイプに対して、前記の
ソース接地FETのソース電極と接地導体との間に適当
な直列のソースインダクタンスを挿入し、負帰還回路を
構成する手法は主にマイクロストリップ線路によって実
現されてきた。
In recent years, in MMICs, a coplanar line having a ground conductor formed on the front surface of a dielectric substrate and a microstrip line formed on the back surface are mainly used to form a circuit. For these two types, the method of inserting a proper series source inductance between the source electrode of the source-grounded FET and the ground conductor to form a negative feedback circuit is mainly realized by a microstrip line. It has been.

【0006】図3(A)(C)、図4(A)(C)は、
従来のマイクロストリップ線路を用いて負帰還回路を構
成するマイクロ波増幅器の構成例である。このマイクロ
波増幅器は、前記のごとく接地導体が誘電体基板50の
裏面に形成され、該誘電体基板50の表面にFET7、
またはFET17が配置され、FET7、17に入力整
合回路11が接続される。図3に示すマイクロ波増幅器
では、該誘電体基板50の表面には一般的に、ゲート給
電部8とゲート電極1が複数のπ形状のゲート給電構造
を有するマルチフィンガータイプのFET7が配置され
ている。FET7のソース電極2には、ソース電極2の
片側(図3(A))または両側(図3(C))にインダ
クタ3が接続される。図中4はソースインダクタ3とソ
ース電極2との接続部を示す。また図4(A)(C)の
ように、ゲート電極1とそのゲート電極の給電部18が
櫛形の形状を有したマルチフィンガータイプのFET1
7においても、前記π形状のゲート給電構造を有するF
ET7と同様に、ソース電極2の片側(図4(A))ま
たは両側(図4(C))にインダクタ3が接続される。
3A and 3C and FIGS. 4A and 4C,
It is a structural example of the microwave amplifier which comprises the negative feedback circuit using the conventional microstrip line. In this microwave amplifier, the ground conductor is formed on the back surface of the dielectric substrate 50 as described above, and the FET 7 is formed on the front surface of the dielectric substrate 50.
Alternatively, the FET 17 is arranged and the input matching circuit 11 is connected to the FETs 7 and 17. In the microwave amplifier shown in FIG. 3, a gate feeding part 8 and a multi-finger type FET 7 having a plurality of π-shaped gate feeding structures of gate electrodes 1 are generally arranged on the surface of the dielectric substrate 50. There is. The inductor 3 is connected to the source electrode 2 of the FET 7 on one side (FIG. 3A) or both sides (FIG. 3C) of the source electrode 2. Reference numeral 4 in the drawing denotes a connection portion between the source inductor 3 and the source electrode 2. Further, as shown in FIGS. 4A and 4C, the multi-finger type FET 1 in which the gate electrode 1 and the feeding portion 18 of the gate electrode have a comb shape
Also in No. 7, F having the π-shaped gate feeding structure
Similar to the ET7, the inductor 3 is connected to one side (FIG. 4A) or both sides (FIG. 4C) of the source electrode 2.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来例の
図3(A)(C)、図4(A)(C)のように、マルチ
フィンガータイプのFET7、17のソース電極2にイ
ンダクタ3を接続すると、図3(B)(D)、図4
(B)(D)に示すように、インダクタ3とソース電極
2の接続部4と各部の単位FETのソース電極部2a,
2b,...2hまでの間に、あるインピーダンスをも
った寄生の線路6が生じる。この寄生の線路6のため、
各部の単位FETのソース電極部2a,2b,...2
hの電位がそれぞれ異なり、同じ特性に形成しても個々
の単位FETが同一に動作しなくなってしまう。その結
果このようなFETを用いて回路を構成したものは、ソ
ースにインダクタ3を接続したときの理想的な高周波動
作とは異なってしまい、大幅な利得の低下や雑音が増加
してしまうという問題点がある。
However, the inductor 3 is connected to the source electrodes 2 of the multi-finger type FETs 7 and 17 as shown in FIGS. 3A, 3C and 4A, 4C of the conventional example. Then, FIG. 3 (B) (D) and FIG.
(B) As shown in (D), the connection portion 4 of the inductor 3 and the source electrode 2 and the source electrode portion 2a of the unit FET of each portion,
2b ,. . . A parasitic line 6 having a certain impedance is generated up to 2 h. Because of this parasitic line 6,
The source electrode portions 2a, 2b ,. . . Two
Even if the potentials of h are different and they are formed to have the same characteristics, the individual unit FETs will not operate the same. As a result, a circuit configured using such an FET differs from the ideal high frequency operation when the inductor 3 is connected to the source, resulting in a significant decrease in gain and an increase in noise. There is a point.

【0008】以上に鑑み、本発明はマルチフィンガータ
イプのFETを用いたコプレーナ線路もしくはマイクロ
ストリップ線路からなるマイクロ波増幅器において、F
ETにソースインダクタンスを付加した際、複数ゲート
電極を有したこのようなFETを単一のFETとして理
想的に動作させ、ソースインダクタを直列負帰還インダ
クタとして動作させることを目的とする。
In view of the above, the present invention provides a microwave amplifier comprising a coplanar line or a microstrip line using a multi-finger type FET.
When a source inductance is added to ET, such an FET having a plurality of gate electrodes is ideally operated as a single FET, and the source inductor is operated as a series negative feedback inductor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、コプレーナ線路もしくはマイクロストリップ線路を
用いたマルチフィンガータイプのFETからなるマイク
ロ波増幅器において、上記FETのソース電極にインダ
クタを接続し、上記ソース電極と上記インダクタの接続
部から上記FETの個々の単位FETのソース電極部ま
での線路長が略同一になるように、ソース電極とインダ
クタを配置して構成する。
To achieve the above object, in a microwave amplifier comprising a multi-finger type FET using a coplanar line or a microstrip line, an inductor is connected to the source electrode of the FET, and The source electrode and the inductor are arranged so that the line lengths from the connection portion of the source electrode and the inductor to the source electrode portion of each unit FET of the FET are substantially the same.

【0010】また前記マイクロ波増幅器において、ゲー
ト電極とそのゲート電極の給電部が櫛形の形状を有した
マルチフィンガータイプのFETを有し、複数の単位ソ
ース電極部が、それぞれのゲート電極及びドレイン電極
を四方向から閉線路で取り囲むように配線することによ
ってソース電極を形成し、該ソース電極の一端または複
数端にインダクタを接続して構成する。
In the microwave amplifier, a gate electrode and a multi-finger type FET in which a power feeding portion of the gate electrode has a comb shape are provided, and a plurality of unit source electrode portions have respective gate electrodes and drain electrodes. Is formed so as to be surrounded by a closed line from four directions to form a source electrode, and an inductor is connected to one end or a plurality of ends of the source electrode.

【0011】[0011]

【作用】マルチフィンガータイプのFETのソース電極
に、ソースインダクタを付加した回路において、前記の
ような配置でソースインダクタを接続することによっ
て、ソース電極内に形成されたあるインピーダンスをも
った寄生の線路の影響が、個々の単位FETに対して等
価かつ小さくなり、各単位FETのソース電極部のそれ
ぞれの電位を同電位にならしめ、個々の単位FETに対
して上記インダクタを理想的なソースインダクタとして
機能させることができる。つまりマルチフィンガータイ
プのFETを単一のFETとして理想的に動作させ、ソ
ースインダクタを直列負帰還インダクタとして動作させ
ることができる。その結果、FETの利得を大幅に低下
させることなく利得を平坦化し、かつFETを安定化す
ることができ、なおかつFETのS11*(S11の複
素共役)と入力最小雑音反射係数ΓOPTを近接させる
ことができるため、マイクロ波増幅器の雑音指数を大き
くせず、増幅器の入出力のVSWR(電圧定在波比)を
小さくして増幅器を広帯域化させることが可能となる。
In a circuit in which a source inductor is added to the source electrode of a multi-finger type FET, the source inductor is connected in the above arrangement to form a parasitic line having a certain impedance in the source electrode. Influence of each unit FET becomes equal and small, and the potentials of the source electrode portions of each unit FET are equalized, and the above inductor is made an ideal source inductor for each unit FET. Can be operated. That is, the multi-finger type FET can ideally operate as a single FET, and the source inductor can operate as a series negative feedback inductor. As a result, the gain of the FET can be flattened and the FET can be stabilized without significantly decreasing the gain of the FET, and the S11 * (complex conjugate of S11) of the FET and the input minimum noise reflection coefficient ΓOPT must be close to each other. Therefore, the noise figure of the microwave amplifier is not increased, and VSWR (voltage standing wave ratio) of the input and output of the amplifier can be reduced to broaden the band of the amplifier.

【0012】[0012]

【実施例】図1、図2は本発明の実施例1、2を説明す
る図であって、従来例を説明する図3、図4と同一部分
については同一符号を付けて説明する。
1 and 2 are views for explaining the first and second embodiments of the present invention. The same parts as those of FIGS. 3 and 4 for explaining the conventional example are designated by the same reference numerals.

【0013】図1(A)(B)(C)(D)は、本発明
の第1の実施例に係わるマイクロ波増幅器の要部を示し
た回路パターン図である。図1(A)は接地導体を誘電
体基板50の裏面に形成したマイクロストリップ線路1
0よりなるマイクロ波増幅器であり、同図(B)は該マ
イクロ波増幅器のFET7部の拡大図である。一方図1
(C)は接地導体31を誘電体基板50の表面に形成し
たコプレーナ線路30よりなるマイクロ波増幅器を示し
ている。同図(D)は該マイクロ波増幅器のFET7部
の拡大図である。該コプレーナ線路30が分岐する部分
に於いては接地導体31が分割されるため、接地電位が
高周波的に同電位になるようにエアーブリッジ32によ
って互いに接地導体間が接続される。
FIGS. 1A, 1B, 1C and 1D are circuit pattern diagrams showing a main part of a microwave amplifier according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a microstrip line 1 in which a ground conductor is formed on the back surface of a dielectric substrate 50.
FIG. 2B is an enlarged view of the FET 7 portion of the microwave amplifier. On the other hand, Fig. 1
(C) shows a microwave amplifier including a coplanar line 30 in which a ground conductor 31 is formed on the surface of a dielectric substrate 50. FIG. 3D is an enlarged view of the FET7 portion of the microwave amplifier. Since the ground conductor 31 is divided in the portion where the coplanar line 30 branches, the ground conductors are connected to each other by the air bridge 32 so that the ground potential becomes the same in high frequency.

【0014】図1(A)(C)のマイクロ波増幅器と
も、誘電体基板50の表面にFET7が配置され、初段
のFET7に入力整合回路11及び出力整合回路12が
接続される。上記FET7は、複数のπ形状のゲート電
極1及びゲート給電部8を備えた構造からなるマルチフ
ィンガータイプのFETとして構成されている。本実施
例のマイクロ波増幅器のFET7においては、入力信号
ライン13で2分されたソース電極2の夫々の側にイン
ダクタ3が接続され、これらの接続部4の位置はソース
電極2とインダクタ3の接続部4から各部の単位FET
のソース電極部2a,2b,...2hに至るまでの線
路長6が略同一になるように選ばれる。例えば入力信号
ライン13で2分されるそれぞれの側のソース電極2の
ほぼ中央部付近に上記インダクタ3が接続されている。
尚、本実施例ではインダクタの接続点4から、各部の単
位FETのソース電極部2a,2b,...2hに至る
までのそれぞれの線路長6は完全に等しくはないが、使
用周波数からみれば、前記それぞれの線路長6の差異は
信号波長に対して無視できる長さである。本実施例では
それぞれの上記線路長6は高々50μmの差異であり、
この長さは使用周波数12GHzで誘電体基板50内の
信号波長が9.7mmであるのに比較して、ほぼ無視で
きる長さである。
1A and 1C, the FET 7 is arranged on the surface of the dielectric substrate 50, and the input matching circuit 11 and the output matching circuit 12 are connected to the FET 7 in the first stage. The FET 7 is configured as a multi-finger type FET having a structure including a plurality of π-shaped gate electrodes 1 and a gate feeding portion 8. In the FET 7 of the microwave amplifier of the present embodiment, the inductor 3 is connected to each side of the source electrode 2 divided by the input signal line 13, and the positions of these connecting portions 4 are the positions of the source electrode 2 and the inductor 3. Unit FET from connection part 4 to each part
Source electrode portions 2a, 2b ,. . . The line lengths 6 up to 2h are selected to be substantially the same. For example, the inductor 3 is connected near the center of the source electrode 2 on each side divided by the input signal line 13.
In this embodiment, from the connection point 4 of the inductor to the source electrode portions 2a, 2b ,. . . The line lengths 6 up to 2h are not completely equal, but the difference between the line lengths 6 is negligible with respect to the signal wavelength in terms of the used frequency. In the present embodiment, the above-mentioned line lengths 6 have a difference of at most 50 μm,
This length is almost negligible in comparison with the signal wavelength in the dielectric substrate 50 of 9.7 mm at the operating frequency of 12 GHz.

【0015】尚、使用周波数やFET7のゲート幅によ
っては、前記のようなインダクタ3を、入力信号ライン
13で2分されるそれぞれのソース電極2の中央部付近
に接続する方法だけではそれぞれの線路長6の長さを略
同一にすることができない場合、ソース電極2の面積を
広くしたり、または更に複数本のインダクタを付加する
ことによって、それぞれの線路長6の長さを略同一にす
ることが可能である。図中20は信号を接地するための
バイアホールで、上記インダクタ3の他端に形成されて
いる。
Depending on the operating frequency and the gate width of the FET 7, the above-mentioned inductor 3 may be connected to each line only by connecting the inductor 3 to the vicinity of the center of each source electrode 2 divided by the input signal line 13. When the lengths 6 cannot be made substantially the same, the area of the source electrode 2 is widened or a plurality of inductors are further added to make the respective line lengths 6 substantially the same. It is possible. In the figure, reference numeral 20 denotes a via hole for grounding a signal, which is formed at the other end of the inductor 3.

【0016】次に本マイクロ波増幅器の特性について述
べる。GaAsウエハ上においてFET2個用いて2段
のMMIC低雑音増幅器を構成したところ、周波数帯域
11〜13GHzで、本実施例のマイクロストリップタ
イプのマイクロ波増幅器(図1(A))は従来のマイク
ロストリップタイプのマイクロ波増幅器(図3(A))
に比較して、雑音指数30%低減し、利得30%向上
し、入出力VSWR2以下の特性が得られ、より計算値
に近い特性が得られた。
Next, the characteristics of the present microwave amplifier will be described. When a two-stage MMIC low noise amplifier is constructed using two FETs on a GaAs wafer, the microwave band of the microstrip type of this embodiment (FIG. 1A) is a conventional microstrip in the frequency band of 11 to 13 GHz. Type microwave amplifier (Fig. 3 (A))
Compared with, the noise figure was reduced by 30%, the gain was improved by 30%, the characteristics of input / output VSWR2 or less were obtained, and the characteristics closer to the calculated value were obtained.

【0017】図2(A)(B)(C)(D)は、本発明
の第2の実施例に係わるマイクロ波増幅器の要部を示し
た回路パターン図である。図2(A)は接地導体を誘電
体基板50の裏面に形成したマイクロストリップ線路1
0よりなるマイクロ波増幅器であり、同図(B)は該マ
イクロ波増幅器のFET27部の拡大図である。一方図
2(C)は接地導体31を誘電体基板50の表面に形成
したコプレーナ線路30よりなるマイクロ波増幅器を示
している。同図(D)は該マイクロ波増幅器のFET2
7部の拡大図である。コプレーナ線路30が分岐する部
分に於いては、接地導体31が分割されるため、接地電
位が高周波的に同電位になるようにエアーブリッジ32
によって互いに接地導体間が接続されている。
2A, 2B, 2C and 2D are circuit pattern diagrams showing the main part of the microwave amplifier according to the second embodiment of the present invention. FIG. 2A shows a microstrip line 1 in which a ground conductor is formed on the back surface of the dielectric substrate 50.
FIG. 2B is an enlarged view of the FET 27 portion of the microwave amplifier. On the other hand, FIG. 2C shows a microwave amplifier including a coplanar line 30 in which a ground conductor 31 is formed on the surface of a dielectric substrate 50. FIG. 2D shows FET2 of the microwave amplifier.
It is an enlarged view of 7 parts. Since the ground conductor 31 is divided in the part where the coplanar line 30 branches, the air bridge 32 is arranged so that the ground potential becomes the same in high frequency.
The ground conductors are connected to each other by.

【0018】図2(A)(C)のマイクロ波増幅器と
も、誘電体基板50の表面にFET27が配置され、初
段のFET27に入力整合回路11及び出力整合回路1
2が接続される。上記FET27は、ゲート電極1とそ
のゲート給電部18が櫛形の形状を構成したマルチフィ
ンガータイプのFETである。初段のFET27のソー
ス電極28は、複数の単位ソース電極部2a、2b、2
c、2dがそれぞれのゲート電極1及びドレイン電極5
を四方向から閉線路で取り囲むように配線されることに
よって構成され、該ソース電極28の両側の任意の部分
からインダクタ3が接続される。
2A and 2C, the FET 27 is arranged on the surface of the dielectric substrate 50, and the input matching circuit 11 and the output matching circuit 1 are provided in the FET 27 of the first stage.
2 are connected. The FET 27 is a multi-finger type FET in which the gate electrode 1 and its gate feeding portion 18 are formed in a comb shape. The source electrode 28 of the FET 27 in the first stage is composed of a plurality of unit source electrode portions 2a, 2b, 2
c and 2d are the gate electrode 1 and the drain electrode 5, respectively
Are arranged so as to be surrounded by a closed line from four directions, and the inductor 3 is connected from arbitrary portions on both sides of the source electrode 28.

【0019】以下図4(A)に示すような従来のマイク
ロ波増幅器と図2(A)で示す本実施例のマイクロ波増
幅器の違いについて説明する。これら2つのマイクロ波
増幅器は、FET17とFET27のソース電極の形状
が異なっている。従来例に示す櫛形のゲート給電構造を
有するFET17は、前記実施例のようなπ形状のゲー
ト給電構造を有するFET7とはゲート給電構造18、
ソース電極2及びドレイン電極5の構造・配置が異な
り、ソース電極2、ドレイン電極5も櫛形の形状をとる
ため、高周波ではソース電極内の電位が浮き易くソース
電極内の電位が同電位になり難い構造となっている。
The difference between the conventional microwave amplifier shown in FIG. 4A and the microwave amplifier of this embodiment shown in FIG. 2A will be described below. In these two microwave amplifiers, the shapes of the source electrodes of the FET 17 and the FET 27 are different. The FET 17 having the comb-shaped gate feeding structure shown in the conventional example is different from the FET 7 having the π-shaped gate feeding structure as in the above-described embodiment in the gate feeding structure 18.
Since the source electrode 2 and the drain electrode 5 have different structures and arrangements, and the source electrode 2 and the drain electrode 5 also have a comb shape, the potential inside the source electrode easily floats at high frequencies and the potential inside the source electrode is unlikely to be the same potential. It has a structure.

【0020】そのため本実施例のFET27では、図2
(B)(または(D))に示すように、複数のソース電
極部2a、2b、2c、2dがエアブリッジ配線によっ
てそれぞれのゲート電極1及びドレイン電極5を四方向
から閉線路で取り囲むことによって、ソース電極内の電
位を同電位にすることができる。このようにして構成し
たFETのソース電極28の両側の任意の部分からイン
ダクタ3が接続される。本実施例ではゲート給電部18
の近傍のソース電極28からインダクタ3を接続してい
る。
Therefore, in the FET 27 of this embodiment, as shown in FIG.
As shown in (B) (or (D)), the plurality of source electrode portions 2a, 2b, 2c, 2d surround the respective gate electrodes 1 and drain electrodes 5 with closed lines from four directions by air bridge wiring. The potentials in the source electrodes can be made the same. The inductor 3 is connected from an arbitrary portion on both sides of the source electrode 28 of the FET thus configured. In this embodiment, the gate power supply unit 18
The inductor 3 is connected from the source electrode 28 in the vicinity of.

【0021】次に本実施例のマイクロ波増幅器の特性に
ついて述べる。GaAsウエハ上においてFET2個用
いて2段のMMIC低雑音増幅器を構成したところ、周
波数帯域11〜13GHzで、本実施例のマイクロスト
リップタイプのマイクロ波増幅器(図2(A))は従来
のマイクロストリップタイプのマイクロ波増幅器(図4
(A))に比較して、雑音指数が30%低減し、利得が
30%向上し、入出力VSWRが2以下の特性が得ら
れ、より計算値に近い特性が得られた。
Next, the characteristics of the microwave amplifier of this embodiment will be described. When a two-stage MMIC low noise amplifier is constructed by using two FETs on a GaAs wafer, the microwave band of the microstrip type of this embodiment (FIG. 2A) is a conventional microstrip in the frequency band of 11 to 13 GHz. Type microwave amplifier (Fig. 4
Compared to (A)), the noise figure was reduced by 30%, the gain was improved by 30%, the input / output VSWR was 2 or less, and a characteristic closer to the calculated value was obtained.

【0022】実施例1、2では、周波数f=11〜13
GHzの増幅器について説明したが、この周波数帯に限
らず、広くマイクロ波帯の増幅器に適用できるものであ
る。また実施例1、2では初段FETについて説明した
が2段目以降のFETについても本方法を用いることが
できる。
In the first and second embodiments, the frequency f = 11 to 13
Although the GHz amplifier has been described, the present invention is not limited to this frequency band but can be widely applied to microwave band amplifiers. Although the first-stage FET has been described in the first and second embodiments, the present method can be applied to the second-stage and subsequent FETs.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のマイクロ波増幅器は、マルチフィンガータイプのFE
Tに接続するインダクタの配置及びソース電極の形状を
変更するだけで、複数のゲート電極を有したFETを単
一のFETとして理想的に動作させ、ソースインダクタ
を直列負帰還インダクタとして動作させることが可能と
なる。その結果、FETを安定化させることができ、マ
イクロ波増幅器の利得を大幅に低下させることなく利得
を平坦化することができる。なおかつマイクロ波増幅器
の雑音指数を大きくせず、増幅器の入出力のVSWRを
小さくし増幅器を広帯域化させることが可能となる。ま
た特性の向上ばかりではなく、MMICの設計を著しく
容易にし、MMICの歩留まりも向上させることが可能
となる。
As is apparent from the above description, the microwave amplifier of the present invention is a multi-finger type FE.
An FET having a plurality of gate electrodes can be ideally operated as a single FET and a source inductor can be operated as a series negative feedback inductor simply by changing the arrangement of the inductors connected to T and the shape of the source electrode. It will be possible. As a result, the FET can be stabilized, and the gain of the microwave amplifier can be flattened without significantly lowering it. Further, it is possible to widen the band of the amplifier by increasing the input / output VSWR of the amplifier without increasing the noise figure of the microwave amplifier. Further, not only the characteristics can be improved, but also the design of the MMIC can be remarkably facilitated and the yield of the MMIC can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による第1の実施例を説明する基板表
面図。
FIG. 1 is a substrate surface view for explaining a first embodiment according to the present invention.

【図2】 本発明による第2の実施例を説明する基板表
面図。
FIG. 2 is a substrate surface view illustrating a second embodiment according to the present invention.

【図3】 従来例1を説明する基板表面図。FIG. 3 is a substrate surface view illustrating Conventional Example 1.

【図4】 従来例2を説明する基板表面図。FIG. 4 is a substrate surface view illustrating a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ゲート電極 2 ソース電極 2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h 各
単位FETのソース電極 3 ソースインダクタ 4 ソースインダクタとFETのソース電極との接続部 5 ドレイン電極 6 ソース電極中にできた主な寄生の線路 7 π形状構成のマルチフィンガータイプFET 8 FET7のゲート給電部 10 マイクロストリップ線路の信号ライン 11 入力整合回路 12 出力整合回路 13 入力信号ライン 17 櫛形形状のマルチフィンガータイプFET 18 FET17またはFET27のゲート給電部 20 信号を接地するためのバイアホール 27 櫛形ゲート給電構造を有したマルチフィンガータ
イプのFET 28 ゲート電極及びドレイン電極を四方向から取り囲
む閉線路からなるソース電極 30 コプレーナ線路の接地導体 31 コプレーナ線路の信号ライン 32 コプレーナ線路で、分割された接地導体間を接続
するエアーブリッジ 50 誘電体基板
1 gate electrode 2 source electrode 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h source electrode of each unit FET 3 source inductor 4 connection between source inductor and source electrode of FET 5 drain electrode 6 in source electrode Main parasitic line 7 π-shaped multi-finger type FET 8 Gate feed part of FET 7 10 Microstrip line signal line 11 Input matching circuit 12 Output matching circuit 13 Input signal line 17 Comb-shaped multi-finger type FET 18 FET 17 or FET 27 gate feed unit 20 Via hole for grounding a signal 27 Multi-finger type FET 28 having a comb-shaped gate feed structure 28 Source electrode consisting of a closed line surrounding a gate electrode and a drain electrode in four directions 30 Coplanar line Contact A signal line 32 coplanar line conductor 31 coplanar line, air bridge 50 dielectric substrate for connecting the divided grounding conductor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】接地導体を誘電体基板の表面に形成したコ
プレーナ線路もしくは、接地導体を誘電体基板の裏面に
形成したマイクロストリップ線路を有するマイクロ波増
幅器において、前記基板の表面に複数ゲート電極を有し
たマルチフィンガータイプの電界効果トランジスタを形
成し、該トランジスタのソース電極にインダクタを接続
し、該インダクタとソース電極の配置はソース電極とイ
ンダクタの接続部から上記トランジスタのそれぞれの単
位トランジスタのソース電極部までの線路長を略同一に
形成してなることを特徴とするマイクロ波増幅器。
1. A microwave amplifier having a coplanar line having a ground conductor formed on the front surface of a dielectric substrate or a microstrip line having a ground conductor formed on the back surface of the dielectric substrate, wherein a plurality of gate electrodes are provided on the front surface of the substrate. Forming a multi-finger type field effect transistor having an inductor connected to the source electrode of the transistor, and the arrangement of the inductor and the source electrode is from the connection portion of the source electrode and the inductor to the source electrode of each unit transistor of the transistor. A microwave amplifier characterized in that the line lengths up to the section are formed to be substantially the same.
【請求項2】接地導体を誘電体基板の表面に形成したコ
プレーナ線路もしくは、接地導体を誘電体基板の裏面に
形成したマイクロストリップ線路を有するマイクロ波増
幅器において、複数のゲート電極を有したマルチフィン
ガータイプの電界効果トランジスタを形成し、該電界効
果トランジスタのゲート電極と該ゲート電極の給電部は
櫛形の形状を有し、複数の単位ソース電極部がそれぞれ
のゲート電極及びドレイン電極を四方向から閉線路で取
り囲む形状に配線され、該ソース電極の一端または複数
端でインダクタが接続されてなることを特徴とするマイ
クロ波増幅器。
2. A multi-finger having a plurality of gate electrodes in a microwave amplifier having a coplanar line having a ground conductor formed on the front surface of a dielectric substrate or a microstrip line having a ground conductor formed on the back surface of the dielectric substrate. Type field effect transistor is formed, a gate electrode of the field effect transistor and a power feeding part of the gate electrode have a comb shape, and a plurality of unit source electrode parts close respective gate electrodes and drain electrodes from four directions. A microwave amplifier, characterized in that it is wired in a shape surrounded by a line, and an inductor is connected to one end or a plurality of ends of the source electrode.
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KR20160002170U (en) * 2014-12-15 2016-06-23 주식회사 우리로 Automotive radar

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