JPH0661760A - マイクロ波増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望とする狭帯域においてＦＥＴの能力を最
大限に引き出すとともに、整合回路のインピーダンスや
電気長が設計値からずれても容易に調整することができ
る帯域可変型のマイクロ波増幅器を得る。 【構成】 整合回路を、所望とする周波数帯域の内の高
い側の周波数を持つ信号の１／４波長相当の長さを有す
る分布定数線路２ｃから構成し、上記分布定線路２ｃの
出力端子８ｂ近傍に、その長さを変化させることで、Ｆ
ＥＴ１の利得が最大となる狭帯域を変化させるための開
放スタブ９を設ける。

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で用いら
れる内部整合型のＧａＡｓＦＥＴに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９(a) ，(b) はそれぞれ従来の内部整
合型ＧａＡｓＦＥＴを有するマイクロ波増幅器のパッケ
ージ内部の平面及び断面図である。また図１０はその等
価回路図である。これらの図において、５は例えば銅に
金メッキを施して形成されたパッケージ本体であり、そ
の底面部５０の略中心部分にＧａＡｓＦＥＴ１が配置さ
れている。またＧａＡｓＦＥＴ１の左右両側には、Ｇａ
ＡｓＦＥＴ１とほぼ高さの等しいチタン酸バリウム等の
セラミックからなる誘電体２０が配置され、この誘電体
２０表面に、所望とする周波数帯域の内の高い側の周波
数を持つ信号の１／４波長相当の長さを有する入力側及
び出力側１／４波長分布定数線路２ａ，２ｂが形成さ
れ、該入力側１／４波長分布定数線路２ａとＧａＡｓＦ
ＥＴ１のゲートがワイヤ６ａにより接続され、また出力
側１／４波長分布定数線路２ｂとＧａＡｓＦＥＴ１のド
レインがワイヤ６ｂによって接続されている。

【０００３】さらに、上記誘電体２０ａを囲むように内
側から、内側段部５１ａ，側壁部５２，外側段部５１ｂ
が形成されており、これら内側段部５１ａ，側壁部５
２，外側段部５１ｂの一部には、これら各部材を貫いて
セラミック等の絶縁部材７が埋設されている。そしてこ
の絶縁部材７の略中央部分には入力外部リード（入力端
子）８ａ，出力外部リード（出力端子）８ｂが配置され
ており、これにより外部リード８ａ，出力外部リード８
ｂはパッケージ５と絶縁されている。これら入力外部リ
ード８ａ，出力外部リード８ｂは、それぞれワイヤ６
ｃ，６ｄによって上記入力側１／４波長分布定数線路２
ａ，出力側１／４波長分布定数線路２ｂと接続されてい
る。

【０００４】また６０は上記側壁部５２の上端部を覆う
キャップであり、上記パッケージ本体５と同様に銅に金
メッキを施して形成されたものである。なお図９(b) の
断面図においては絶縁部材７は省略されているものとす
る。

【０００５】上記構成において、ＧａＡｓＦＥＴ１の入
力インピーダンス及び出力インピーダンスはともに５０
Ωよりも低インピーダンスであり、上記１／４波長分布
定数線路２を用いた内部整合回路にて５０Ωに整合をと
っている。一般的に高周波高出力ＦＥＴの入出力インピ
ーダンスは、入力側の方が低インピーダンスとなってい
るため、入力側の１／４波長分布定数線路２ａの形状は
出力側の分布定数線路２ｂよりも大きいものとなってお
り、またこれら分布定数線路２ａ，２ｂはその大きさｄ
1 ，ｄ2 によって２段分の１／４波長分布定数線路を構
成するものとなっており、これによって広帯域動作可能
な増幅器を実現している。従って図９の場合、図１０に
示すように、入力，出力ともに１／４波長分布定数線路
二段構成の内部整合回路となっており、これらＧａＡｓ
ＦＥＴ１と内部整合回路である１／４波長分布定数線路
２がパッケージ本体５内部に収納されていることとな
る。

【０００６】次に動作について説明する。図１１はＦＥ
Ｔにおける小信号Ｓに関するパラメータの種類を示す図
であり、Ｓ11, Ｓ22はそれぞれ入力及び出力反射を示
し、Ｓ21, Ｓ12は電力利得を示す。図１２は従来の内整
合型ＧａＡｓＦＥＴのシミュレーション結果を示し、ま
た図１３はその出力反射波Ｓ22のスミスチャートを示
す。

【０００７】まず出力反射Ｓ22に限定して説明すると、
分布定数線路二段構成の整合回路の場合、周波数帯域が
かなり広くなるため所望の周波数（この場合、３．７〜
４．２ＧＨｚ）で小信号Ｓ22がスミスチャート上でほぼ
一周する（図１３の実線参照）。このとき小信号Ｓ22が
５０Ωを中心に比較的小さい半径を描いてスミスチャー
ト上で１周する場合には大きな問題はないが、破線で示
すように比較的大きな半径でもって１周する場合には、
整合回路のインピーダンスや電気長が設計値から若干ず
れた場合、リターンロスが生じてもはや簡単なオープン
スタブ等の調整のみで帯域内を均一にチューニングする
ことが困難である。

【０００８】また電力利得Ｓ21に限定して説明すると、
図１２に示すように、周波数帯域が広く設定されている
ため、マイクロ波が伝送する経路が長くなり伝送ロスが
増大し、出力反射Ｓ22が大きい帯域に相当する帯域では
ＦＥＴの最大有能電力利得に対してかなり｜Ｓ21｜が低
下しているのがわかる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波増幅
器は以上のように構成されており、１／４波長分布定数
線路２段で広帯域動作を行うように設計されているた
め、使用帯域の中の所望の各周波（狭帯域ごとに）でＦ
ＥＴチップのもつ利得，出力電力，効率などの潜在能力
を十分に引き出すことが困難であった。

【００１０】また内部整合回路のインピーダンスや電気
長が設計値からずれた場合、簡単なオープンスタブ等の
調整のみで帯域内を均一にチューニングすることが困難
であるなどの問題点があった。

【００１１】ところで特開平１−６６２１１号公報，特
開平４−５７５０２号公報、あるいは特開平２−７６４
０１号公報に示されるように、マイクロストリップライ
ンからなる主線路とトランジスタの入出力インピーダン
スとを整合する際、主線路の調整だけでは精度の高い整
合ができないため、オープンスタブあるいはショートス
タブを用い、これらの長さを変化させることで、上記マ
イクロストリップラインの実質的な長さを調整するよう
にしたものがあるが、これらのものは集中定数型の回路
であり、単に主線路とトランジスタの入出力インピーダ
ンスとを整合することを目的としており、使用可能な帯
域内において、所望の狭帯域におけるＦＥＴの持つ能力
を充分に引き出すことができるものではなく、上述した
ような問題点は依然として解消できるものではなかっ
た。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、所望の各周波数（狭帯域ごと
に）でＦＥＴチップのもつ能力を十分に引き出し、かつ
使用帯域を簡単に可変とし、さらには従来の帯域と同等
以上の帯域をカバーすることができるマイクロ波増幅器
を得ることを目的とする。

【００１３】また、内部整合回路のインピーダンスや電
気長が設計からずれた場合、簡単なオープンスタブ等の
調整（パッケージ外部からのチューニング機構を含む）
で帯域内を均一にチューニングできるマイクロ波増幅器
を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるマイク
ロ波増幅器は、所望とする周波数帯域の内の高い側の周
波数を持つ信号の１／４波長相当の長さを有する分布定
数線路１段から構成された整合回路と、上記分布定線路
の入力あるいは出力端子近傍に設けられ、その長さを変
化させることで、上記増幅素子の利得が最大となる狭帯
域を変化させるための開放スタブとを備えたものであ
る。

【００１５】さらに、上記開放スタブを、微細パターン
で接続された島パターン構造とし、大電流により接続微
細パターンをカットすることによりその長さを調整する
ようにしたものである。

【００１６】また、上記開放スタブを、長さの異なる複
数の島パターンを放射状に配置し、先端に導電部材のつ
いた棒状の調整端子を回転させる等の機構を有する切替
えスイッチにより所望の島パターンと主線路とを接続さ
せることによりその長さが調整される構成としたもので
ある。

【００１７】また、上記開放スタブを、複数の独立した
島パターンを設け、これを、先端に導電部材を有する押
さえ棒等の導通スイッチを用いて押圧することで必要個
数の島パターン間を導通させてその長さが調整される構
成としたものである。

【００１８】また、上記開放スタブを、キャップ内側に
絶縁性材料で凸部を形成し、凸部面に導電部材をつけて
おき、このキャップでパッケージを封止することにより
凸部面が主線路と電気的に接続してオープンスタブを構
成するものとし、大きさの異なる導電部材を有するキャ
ップを複数個用意して適宜選択して用いることでその長
さを調整するようにしたものである。

【００１９】

【作用】この発明においては、所望とする周波数帯域の
内の高い側の周波数を持つ信号の１／４波長相当の長さ
を有する分布定数線路１段で整合をとるため、リターン
ロスが少なく、開放スタブ等で簡単に帯域内均一にチュ
ーニングすることができる。

【００２０】また、開放スタブの長さを変化させて、上
記増幅素子の利得が最大となる狭帯域を変化させること
で、所望とする帯域で増幅器の有する能力を最大に発揮
させることができる。

【００２１】さらに、上記開放スタブを、各島パターン
を接続する微細パターンのうち、所定の微細パターンを
電流を流して溶断することで所望の長さが得られる構成
とすることで、電気的な作業のみで容易に開放スタブの
長さを調整することができる。

【００２２】また、上記開放スタブを、放射状に設けら
れた長さの異なる複数の島パターンを、切替えスイッチ
により選択し、これを主線路に接続させることで所望の
長さが得られる構成とすることで、スタブ長を容易にか
つ自在に変更することができる。

【００２３】また、上記開放スタブを、先端に導電部材
を有する押さえ棒等の導通スイッチを用いて必要個数の
独立した島パターン間を押圧してこれらを電気的に接続
することで所望の長さが得られる構成とすることで、ス
タブ長を容易にかつ自在に変更することができるととも
に、少ない面積でより長いスタブを実現することができ
る。

【００２４】また、キャップ内側に絶縁性材料を介して
導電部材を設け、パッケージ封止時に主線路と上記導電
部材とが電気的に接続されて導電部材の大きさに応じた
長さのスタブが得られるようにすることで、パッケージ
封止作業とスタブ長調整作業を同時に行うことができ
る。

【００２５】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例を図につ
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例によるマイ
クロ波増幅器のパッケージの平面図であり、図９と同一
符号は同一または相当部分を示し、２ｃは所望とする周
波数帯域の内の高い側の周波数を持つ信号の１／４波長
相当の長さを有する１／４波長分布定数線路であり、こ
れが出力側整合回路を構成するものとなっており、従来
よりもサイズが小さく、その大きさｄ3 によって１段の
１／４波長分布定数線路を構成している。そして出力側
の絶縁体２０表面には、導電性の島パターン３が複数形
成され、それぞれが微細パターン４によって接続される
とともに、該微細パターン４によって出力側１／４波長
分布定数線路２ｃにも接続されている。そしてこれら島
パターン３及び微細パターン４が後述する図２の等価回
路図においてオープンスタブ９を構成するものとなって
いる。

【００２６】また、１０はパッケージ本体５の側壁部５
２上面に形成された電流印加用パッドであり、微細パタ
ーン４よりも太い配線６ｅを用いて島パターン３にそれ
ぞれ接続されている。

【００２７】図２は図１のマイクロ波増幅器の等価回路
図であり、出力側整合回路が１／４波長分布定数線路２
ｃ一段と、出力端子８ｂ近傍に設けられたオープンスタ
ブ９から構成されている。

【００２８】次に以上のような構成を有するマイクロ波
増幅器を用い、所望とする帯域内で整合をとるためのイ
ンピーダンス調整方法について説明する。所望の周波数
帯で整合がとれるように、オープンスタブ９の長さを調
整するためにカットしたい島パターン３に対応する電流
印加用パッド１０に電源を接続し、大電流、例えば５×
１０⁵ Ａ／cm² を微細パターン４に流すことによりパタ
ーン間を接続している微細パターン４を焼き切る。これ
により所望とする長さを有するオープンスタブ９を容易
に得ることができる。

【００２９】図３及び図４は上記マイクロ波増幅器のシ
ミュレーション結果を示し、小信号Ｓパラメータの｜Ｓ
21｜, ｜Ｓ11｜, ｜Ｓ22｜の周波数特性を示す。ここで
はアルミナ基板上でオープンスタブ９の長さを０mmから
４．８mmまで変化させた場合のシミュレーション結果を
示し、また図５は図１に示した構成においてオープンス
タブ９がない場合の入力反射Ｓ11及び出力反射Ｓ22のス
ミスチャートを示す。

【００３０】このマイクロ波増幅器は１／４波長分布定
数線路２ｃ一段構成にて整合をとる。具体的にはＧａＡ
ｓＦＥＴのトータルゲート幅１２．６mmのチップを４個
合成した、即ち総トータルゲート幅５０．４（１２．６
×４）mmのＦＥＴ１を３．７〜４．２ＧＨｚを所望の帯
域として設計した結果について説明する。まず１／４波
長分布定数線路２ｃ一段で周波数帯域の中から波長の高
い側の周波数ｆmax （４．２ＧＨｚ）で整合をとる。図
５のシミュレーション結果からわかるように、分布定数
線路１段で整合をとった場合、出力反射Ｓ22はスミスチ
ャート上で３．７〜４．２ＧＨｚの帯域内で１回転する
ことなく回っている。そしてほぼ４．２ＧＨｚで５０Ω
に整合がとれた状態にある。

【００３１】この状態で出力端子８ｂ近傍にオープンス
タブ９を設けることでシャントに容量が入る効果がある
ので、オープンスタブ９の長さが大きくなるにつれて、
その容量が増大し整合のとれた周波数が低くなってい
く。すなわち図３に示すように、オープンスタブなしの
場合、出力反射Ｓ22は４．２ＧＨｚで最小となるため電
力利得Ｓ21もこの近傍にて最大ピークを示しているが、
長さＬ2 ＝１．８mmのオープンスタブ９を用いると、約
４．０ＧＨｚで整合がとれて出力反射Ｓ22が最小とな
り、このため電力利得Ｓ21の最大ピークも該周波数近傍
で最大ピークを示すようになる。そして図４に示すよう
に、オープンスタブ９の長さが比較的大きくなるにつれ
て、整合のとれた周波数が低くなるとともに、その時の
出力反射Ｓ22の値が小さくなり、電力利得Ｓ21の最大ピ
ーク前後の電力利得Ｓ21の値の低下度が大きくなる傾向
が見られる。

【００３２】このように本実施例によれば、所望とする
周波数帯域の中から波長の高い側の周波数の１／４波長
分布定数線路２ｃ一段で整合をとるとともに、出力端子
近傍に設けられたオープンスタブ９の長さを変化させて
整合のとれた周波数を低周波側にシフトさせるようにし
たから、所望の周波数において整合をとることができる
とともに、信号伝送回路が短くなるためＦＥＴ１の電力
利得値｜Ｓ21｜を向上させることができ、またオープン
スタブ９の長さを変更して整合のとれた周波数を変化さ
せる構成であるため、簡単に従来よりも広い帯域におい
て使用可能なマイクロ波増幅器を得ることができる。

【００３３】また、１／４波長分布定数線路２ｃ一段で
整合をとる構成となっているため、使用帯域内で出力反
射Ｓ22がスミスチャート上で１周回ることがなく、従っ
て内部整合回路のインピーダンスや電気長が設計からず
れても、リターンロスが小さいため簡単なオープンスタ
ブ等の調整で帯域内を均一に調整することができる。

【００３４】さらに従来の１／４波長分布定数線路多段
で整合をとる整合回路に比べ、本発明では一段構成で整
合をとるので、オープンスタブを設けるスペースさえ確
保できれば全体の大きさを従来よりも小型にすることが
できる。

【００３５】実施例２．次に本発明の第２の実施例によ
るマイクロ波増幅器を図６に基づいて説明する。図６に
示すように、この実施例では長さの異なる複数の島パタ
ーンを出力側の絶縁体２０上に設け、これら島パターン
の１つを回転機構を有する導電性の金属を用いて選択し
て出力側１／４波長分布定数線路２ｃと接続することで
オープンスタブの長さを変えるようにしたものである。
図６において、４１ａ〜４１ｄは出力側の絶縁体２０上
に、出力側１／４波長分布定数線路２ｃとは分離されて
放射状に配置された、それぞれ長さの異なる島パターン
である。１２は絶縁性の調整棒１１の先端に取り付けら
れた導電性の金属であり、該導電性の金属の一端側は常
時、出力側１／４波長分布定数線路２ｃに接触してお
り、その他端は上記絶縁性の調整棒７を矢印方向に回動
させることによって、上記複数の島パターン４１ａ〜４
１ｄの１つに接続するようにその配置場所及び長さが設
定されている。さらに図９(b) に示すように、この絶縁
性の調整棒７の上端側は、キャップ６０に設けた開口６
０ａに挿通されてその一部がキャップ６０上面に突出し
た状態となっている。

【００３６】次に以上のような構成を有するマイクロ波
増幅器を用い、所望とする帯域内で整合をとるためのイ
ンピーダンス調整方法について説明する。上記実施例と
同様にして所望とする周波数帯域の中から波長の高い側
の周波数の１／４波長分布定数線路２ｃ一段で整合をと
るとともに、調整棒７を回転させることにより所望の島
パターンと主線路２ｃとを接続させ所望の帯域で整合を
とるようにする。整合のとれた周波数を高い方の周波数
にもってきたいときは、調整棒７を長い方の島パターン
４１ａ側に回動させて導電性の金属１２を所定の島パタ
ーンと接続し、逆に整合のとれた周波数を低い方の周波
数にもってきたいときは、調整棒７を短い方の島パター
ン４１ｄ側に回動させて導電性の金属１２を所定の島パ
ターンと接続することにより実施することができる。

【００３７】このようにすることで、パッケージ封止後
においても、パッケージ外部からインピーダンス整合を
容易に行うことができ、一旦高い周波数側において整合
をとっていたものを、後に低い周波数側において整合が
得られるように変更することもできる。

【００３８】実施例３．次に本発明の第３の実施例によ
るマイクロ波整合回路を図７に基づいて説明する。上記
第２の実施例では、長さの異なる複数の島パターンの中
から１つを選択して所望の狭帯域を選択できるようにし
たが、この実施例ではそれぞれが独立した同様の島パタ
ーンを複数設け、これらの島パターンの接続個数をパッ
ケージ外部から随時変化させることでスタブ長を可変と
できるようにしたものである。図において、１３はその
先端に導電性の金属１４を有する絶縁性の押さえ棒であ
り、その他端はキャップ６０に形成された開口６０ａに
挿通され、キャップ６０上面から突出している。上記開
口６０ａは上記導電性の金属１４が上記島パターン４２
上に当接したときに、隣接する島パターン４２同志が接
続されるように形成されている。

【００３９】次に以上のような構成を有するマイクロ波
増幅器を用い、所望とする帯域内で整合をとるためのイ
ンピーダンス調整方法について説明する。上記各実施例
と同様にして所望とする周波数帯域の中から波長の高い
側の周波数の１／４波長分布定数線路２ｃ一段で整合を
とるとともに、図７(b) に示すように押さえ棒１３を矢
印方向に押圧することにより所望の隣接する島パターン
４２間及び主線路２ｃを電気的に接続させて所望の帯域
で整合をとるようにする。整合のとれた周波数を高い方
の周波数にもってきたいときは、押さえ棒１３ｃを押圧
して主線路２ｃと島パターン４２ｃとを接続するととも
に、押さえ棒１３ｂ，１３ａを必要に応じて順次押圧す
ることにより、隣接する島パターン４２ｃ−４２ｂ間、
及び島パターン４２ｂ−４２ａ間を接続してオープンス
タブの実効的な長さを大きくする。逆に整合のとれた周
波数を低い方の周波数にもっていきたい時には、押さえ
棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃの順に順次押圧する押さえ棒
の個数を減少させることで実効的なオープンスタブの長
さを短くする。

【００４０】このようにすることで、上記第２の実施例
と同様の効果を奏することができるとともに、長さの異
なる島パターンをそれぞれ個別に配置するのに比べて島
パターンの配置面積を減少させることができ、その結
果、より多くの島パターンを配置できるためより広い帯
域をカバーすることができる。

【００４１】実施例４．次に本発明の第４の実施例によ
るマイクロ波増幅器を図８に基づいて説明する。図に示
すように、この実施例ではキャップ６０裏面側に絶縁性
の凸部材１５を介して所定の大きさを有する導電性の金
属１６を設け、パッケージ本体５を封止した時に、上記
金属１６と出力側１／４波長分布定数線路２ｃとが電気
的に接続されるように上記凸部材１５の高さが設計され
ている。

【００４２】次に以上のような構成を有するマイクロ波
増幅器を用い、所望とする帯域内で整合をとるためのイ
ンピーダンス調整方法について説明する。上記各実施例
と同様にして所望とする周波数帯域の中から波長の高い
側の周波数の１／４波長分布定数線路２ｃ一段で整合を
とるとともに、図８(b) に示すように、出力端子８ｂ近
傍に対応する位置に絶縁性の凸部材１５を介して形成さ
れた導電性の金属１６を有するキャップ６０を用いてパ
ッケージ本体５を封止することにより、１／４波長分布
定数線路２ｃと金属１６とが電気的に接続されるため、
この金属１６の大きさに応じたスタブが付加されること
となり、これに応じて整合のとれた周波数が低下する。
そして大きさの異なる金属１６を有するキャップ６０を
何種類か準備しておき、所望の周波数で整合がとれるキ
ャップを選択して装着することにより、上記第１の実施
例と同様の効果を奏することができるとともに、パッケ
ージ封止作業と帯域調整作業とを同時に行うことができ
る。

【００４３】なお上記各実施例では、出力側整合回路に
本発明を用いて説明したが、本発明は入力側の整合回路
に用いてもよく、また入力，出力両方の整合回路に同時
に用いるようにしてもよい。また、上記実施例では増幅
器として２つのＦＥＴ素子を有するものを示したが、Ｆ
ＥＴの個数はこれに限られるものではなく、任意の個数
であってもよい。

【００４４】さらに上記第３の実施例では独立した島パ
ターン４２を直線的に配置したが、曲線あるいはつづら
折り状に配置してもよく、このようにすることでより多
くの島パターンを配置することができ、ひいてはスタブ
長をより長くすることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るマイクロ
波増幅器によれば、整合回路を１／４波長分布定数線路
１段で構成し、長さが可変な開放スタブを設け、上記増
幅素子の利得が最大となる狭帯域を変化させるようにし
たので、所望の狭帯域において増幅器の能力を最大限引
き出すことができ、また整合回路のインピーダンスや電
気長が設計からずれた場合にもこれを容易に調整して補
正することができるという効果がある。

【００４６】また、各島パターンを接続する微細パター
ンのうち、所定の微細パターンを電流を流して溶断する
ことで所望の長さを有する開放スタブが得られる構成と
することで、機械的な作業が不要で、電気的な作業のみ
で容易にスタブの長さを調整することができる効果があ
る。

【００４７】また、放射状に設けられた長さの異なる島
パターンを切替えスイッチにより選択し、これを主線路
に接続させて所望の長さを有する開放スタブが得られる
構成とすることで、スタブ長を容易かつ自在に変更する
ことができる効果がある。

【００４８】また、先端に導電部材を有する押さえ棒等
の導通スイッチを用いて必要個数の独立した島パターン
間を押圧してこれらを電気的に接続することで所望の長
さを有する開放スタブが得られる構成とすることで、ス
タブ長を容易かつ自在に変更することができるととも
に、少ない面積でより長いスタブを実現することができ
る効果がある。

【００４９】また、キャップ内側に絶縁性材料を介して
導電部材を設け、パッケージ封止時に主線路と上記導電
部材とが電気的に接続されて導電部材の大きさに応じた
長さのスタブが得られるようにすることで、パッケージ
封止作業とスタブ長調整作業を同時に行うことができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるマイクロ波増幅器の
パッケージ平面図。

【図２】上記実施例の等価回路図。

【図３】上記実施例の開放スタブの長さを変化させた時
のシミュレーション結果の一例を示す図。

【図４】上記実施例の開放スタブの長さを変化させた時
のシミュレーション結果の他の一例を示す図。

【図５】上記実施例のマイクロ波増幅器の分布定数線路
一段による小信号Ｓパラメータのスミスチャート上での
特性を示す図。

【図６】本発明の第２の実施例によるマイクロ波増幅器
のパッケージの平面及び断面を示す図。

【図７】本発明の第３の実施例によるマイクロ波増幅器
のパッケージの平面及び断面を示す図。

【図８】本発明の第４の実施例によるマイクロ波増幅器
のパッケージの平面及び断面を示す図。

【図９】従来のマイクロ波増幅器のパッケージの平面及
び断面を示す図。

【図１０】従来のマイクロ波増幅器の等価回路図。

【図１１】マイクロ波増幅器を構成するＦＥＴの小信号
Ｓパラメータの種類を説明するための図。

【図１２】従来のマイクロ波増幅器のシミュレーション
結果の一例を示す図。

【図１３】従来のマイクロ波増幅器の小信号Ｓパラメー
タのスミスチャート上での特性を示す図。

【符号の説明】

１ ＧａＡｓＦＥＴ ２ １／４波長分布定数線路 ３ 島パターン ４ 微細パターン ５ パッケージ本体 ６ ワイヤ ７ 絶縁部材 ８ａ 入力リード（端子） ８ｂ 出力リード（端子） ９ オープンスタブ １０ 電流印加用パッド １０ａ 開口 １１ 絶縁性の調整棒 １２ 導電性の金属 １３ 絶縁性の押さえ棒 １４ 導電性の金属 １５ 絶縁性の凸部材 １６ 導電性の金属 ４１ 長さの異なる島パターン ４２ 島パターン

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】さらに、上記誘電体２０を囲むように内側
から、内側段部５１ａ，側壁部５２，外側段部５１ｂが
形成されており、これら内側段部５１ａ，側壁部５２，
外側段部５１ｂの一部には、これら各部材を貫いてセラ
ミック等の絶縁部材７が埋設されている。そしてこの絶
縁部材７の略中央部分には入力外部リード（入力端子）
８ａ，出力外部リード（出力端子）８ｂが配置されてお
り、これにより外部リード８ａ，出力外部リード８ｂは
パッケージ５と絶縁されている。これら入力外部リード
８ａ，出力外部リード８ｂは、それぞれワイヤ６ｃ，６
ｄによって上記入力側１／４波長分布定数線路２ａ，出
力側１／４波長分布定数線路２ｂと接続されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】上記構成において、ＧａＡｓＦＥＴ１の入
力インピーダンス及び出力インピーダンスはともに５０
Ωよりも低インピーダンスであり、上記１／４波長分布
定数線路２を用いた内部整合回路にて５０Ωに整合をと
っている。一般的に高周波高出力ＦＥＴの入出力インピ
ーダンスは、入力側の方が低インピーダンスとなってい
るため、入力側の１／４波長分布定数線路２ａの形状は
出力側の分布定数線路２ｂよりも大きいものとなってお
り、またこれら分布定数線路２ａ，２ｂはその大きさｄ
1 ，ｄ2 によって２段分の１／４波長分布定数線路を構
成するものとなっており、これによって広帯域動作可能
な増幅器を実現している。従って図９の場合、図１０に
示すように、入力，出力ともに１／４波長分布定数線路
二段構成の内部整合回路となっており、これらＧａＡｓ
ＦＥＴ１と内部整合回路である１／４波長分布定数線路
２ａ，２ｂがパッケージ本体５内部に収納されているこ
ととなる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】ところで特開平３−６６２１１号公報，特
開平４−５７５０２号公報、あるいは特開平２−７６４
０１号公報に示されるように、マイクロストリップライ
ンからなる主線路とトランジスタの入出力インピーダン
スとを整合する際、主線路の調整だけでは精度の高い整
合ができないため、オープンスタブあるいはショートス
タブを用い、これらの長さを変化させることで、上記マ
イクロストリップラインの実質的な長さを調整するよう
にしたものがあるが、これらのものは集中定数型の回路
であり、単に主線路とトランジスタの入出力インピーダ
ンスとを整合することを目的としており、使用可能な帯
域内において、所望の狭帯域におけるＦＥＴの持つ能力
を充分に引き出すことができるものではなく、上述した
ような問題点は依然として解消できるものではなかっ
た。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】実施例２．次に本発明の第２の実施例によ
るマイクロ波増幅器を図６に基づいて説明する。図６に
示すように、この実施例では長さの異なる複数の島パタ
ーンを出力側の絶縁体２０上に設け、これら島パターン
の１つを回転機構を有する導電性の金属を用いて選択し
て出力側１／４波長分布定数線路２ｃと接続することで
オープンスタブの長さを変えるようにしたものである。
図６において、４１ａ〜４１ｄは出力側の絶縁体２０上
に、出力側１／４波長分布定数線路２ｃとは分離されて
放射状に配置された、それぞれ長さの異なる島パターン
である。１２は絶縁性の調整棒１１の先端に取り付けら
れた導電性の金属であり、該導電性の金属の一端側は常
時、出力側１／４波長分布定数線路２ｃに接触してお
り、その他端は上記絶縁性の調整棒１１を矢印方向に回
動させることによって、上記複数の島パターン４１ａ〜
４１ｄの１つに接続するようにその配置場所及び長さが
設定されている。さらに図６(b) に示すように、この絶
縁性の調整棒１１の上端側は、キャップ６０に設けた開
口６０ａに挿通されてその一部がキャップ６０上面に突
出した状態となっている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】次に以上のような構成を有するマイクロ波
増幅器を用い、所望とする帯域内で整合をとるためのイ
ンピーダンス調整方法について説明する。上記実施例と
同様にして所望とする周波数帯域の中から波長の高い側
の周波数の１／４波長分布定数線路２ｃ一段で整合をと
るとともに、調整棒１１を回転させることにより所望の
島パターンと主線路２ｃとを接続させ所望の帯域で整合
をとるようにする。整合のとれた周波数を高い方の周波
数にもってきたいときは、調整棒１１を長い方の島パタ
ーン４１ａ側に回動させて導電性の金属１２を所定の島
パターンと接続し、逆に整合のとれた周波数を低い方の
周波数にもってきたいときは、調整棒１１を短い方の島
パターン４１ｄ側に回動させて導電性の金属１２を所定
の島パターンと接続することにより実施することができ
る。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】次に以上のような構成を有するマイクロ波
増幅器を用い、所望とする帯域内で整合をとるためのイ
ンピーダンス調整方法について説明する。上記各実施例
と同様にして所望とする周波数帯域の中から波長の高い
側の周波数の１／４波長分布定数線路２ｃ一段で整合を
とるとともに、図８(b) に示すように、出力端子８ｂ近
傍に対応する位置に絶縁性の凸部材１５を介して形成さ
れた導電性の金属１６を有するキャップ６０を用いてパ
ッケージ本体５０を封止することにより、１／４波長分
布定数線路２ｃと金属１６とが電気的に接続されるた
め、この金属１６の大きさに応じたスタブが付加される
こととなり、これに応じて整合のとれた周波数が低下す
る。そして大きさの異なる金属１６を有するキャップ６
０を何種類か準備しておき、所望の周波数で整合がとれ
るキャップを選択して装着することにより、上記第１の
実施例と同様の効果を奏することができるとともに、パ
ッケージ封止作業と帯域調整作業とを同時に行うことが
できる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 増幅素子と、該増幅素子の入出力インピ
   ーダンスを整合するための整合回路とを備えたマイクロ
   波増幅器において、 所望とする周波数帯域の内の高い側の周波数を持つ信号
   の１／４波長相当の長さを有する分布定数線路１段から
   構成された整合回路と、 上記分布定数線路の入力あるいは出力端子近傍に設けら
   れ、その長さを変化させることで、上記増幅素子の利得
   が最大となる狭帯域を変化させるための開放スタブとを
   備えたことを特徴とするマイクロ波増幅器。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマイクロ波増幅器におい
   て、 上記増幅素子と整合回路とは同一のパッケージ内に収納
   されたものであり、 上記開放スタブは、 隣接する島パターン間を微細パターンで接続した構造を
   有し、前記各島パターンが上記パッケージの外部に形成
   された電極パッドとそれぞれ接続され、隣接する所定の
   島パターンに接続する電源供給用パッド間に電流を流す
   ことにより、当該島パターン間を接続する微細パターン
   が溶断されて所望とする長さの開放スタブとなるもので
   あることを特徴とするマイクロ波増幅器。
3. 【請求項３】 請求項１記載のマイクロ波増幅器におい
   て、 上記増幅素子と整合回路とは同一のパッケージ内に収納
   されたものであり、 上記開放スタブは、 それぞれ長さの異なる複数の島パターン構造を有し、切
   替えスイッチにより、上記複数の島パターンの中から所
   定の１つの島パターンが選択されて上記分布定数線路に
   接続されることにより所定の長さを有する開放スタブと
   なるものであることを特徴とするマイクロ波増幅器。
4. 【請求項４】 請求項１記載のマイクロ波増幅器におい
   て、 上記増幅素子と整合回路とは同一のパッケージ内に収納
   されたものであり、 上記開放スタブは、 それぞれ独立した島パターン構造を有し、前記各隣接す
   る島パターン間に対して上方から当接する導通スイッチ
   によりこれら隣接する島パターン間が電気的に導通して
   所定の長さを有する開放スタブとなるものであることを
   特徴とするマイクロ波増幅器。
5. 【請求項５】 請求項１記載のマイクロ波増幅器におい
   て、 上記増幅素子と整合回路とは同一のパッケージ内に収納
   されたものであり、 上記開放スタブは、 上記パッケージのキャップ裏面に絶縁性の凸部材を介し
   て形成された所定の大きさを有する金属体を用いて構成
   され、上記キャップで上記パッケージを封止した際に上
   記金属体が上記分布定数線路に接触して前記金属体の大
   きさに応じた長さを有する開放スタブとなるものである
   ことを特徴とするマイクロ波増幅器。
6. 【請求項６】 請求項１記載のマイクロ波増幅器におい
   て、 上記増幅器に電界効果トランジスタが用いられているこ
   とを特徴とするマイクロ波増幅器。