JPH0722848A - 高周波回路素子 - Google Patents
高周波回路素子Info
- Publication number
- JPH0722848A JPH0722848A JP15074893A JP15074893A JPH0722848A JP H0722848 A JPH0722848 A JP H0722848A JP 15074893 A JP15074893 A JP 15074893A JP 15074893 A JP15074893 A JP 15074893A JP H0722848 A JPH0722848 A JP H0722848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- wave filter
- transistor
- mixer
- Prior art date
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 １つのトランジスタでミクサを構成するこ
と。 【構成】 同一基板１上に、所定の周波数特性を有する
表面弾性波フィルタ３と、表面弾性波の伝搬方向に位置
するとともにトランジスタ内部で電子の走行する方向が
前記表面弾性波の伝搬方向と平行であるトランジスタ５
とを作製する。
と。 【構成】 同一基板１上に、所定の周波数特性を有する
表面弾性波フィルタ３と、表面弾性波の伝搬方向に位置
するとともにトランジスタ内部で電子の走行する方向が
前記表面弾性波の伝搬方向と平行であるトランジスタ５
とを作製する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波回路に使用され
る高周波回路素子に関する。
る高周波回路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話、ＭＣＡ(Multi Channel
Access)無線等の数百ＭＨｚから数ＧＨｚの高周波域で
使用する移動体無線の普及に伴い、無線機器には小型軽
量化が求められており、必然的にこれら無線機器に用い
られる部品にも小型軽量化が望まれている。とくに高周
波域の信号を扱う高周波増幅回路やフィルタは、通常の
信号処理に用いられるＬＳＩ等に比べて小型軽量化が進
んでいるとはいえず、現在、このような高周波域で使用
される部品の小型軽量化が強く求められているところで
ある。
Access)無線等の数百ＭＨｚから数ＧＨｚの高周波域で
使用する移動体無線の普及に伴い、無線機器には小型軽
量化が求められており、必然的にこれら無線機器に用い
られる部品にも小型軽量化が望まれている。とくに高周
波域の信号を扱う高周波増幅回路やフィルタは、通常の
信号処理に用いられるＬＳＩ等に比べて小型軽量化が進
んでいるとはいえず、現在、このような高周波域で使用
される部品の小型軽量化が強く求められているところで
ある。
【０００３】その中でも圧電体を利用した表面弾性波素
子が、これまで用いられてきた同軸フィルタやヘリカル
フィルタ等に比べ小型軽量にフィルタ素子を構成するこ
とができるため、高周波用途部品の小型軽量化を進める
上で注目を集めている。この表面弾性波素子について
は、これをフィルタ単体として作製するのではなく、一
部に高周波増幅素子が形成された半導体基板上の他の一
部に窒化アルミニウム等の圧電体薄膜を成膜し表面弾性
波素子を形成した高周波集積回路素子が提唱されている
（たとえばTsubouchi K;IEEE Trans.Sonics.Ultrason V
ol.32, No.5, P634(1985)) 。
子が、これまで用いられてきた同軸フィルタやヘリカル
フィルタ等に比べ小型軽量にフィルタ素子を構成するこ
とができるため、高周波用途部品の小型軽量化を進める
上で注目を集めている。この表面弾性波素子について
は、これをフィルタ単体として作製するのではなく、一
部に高周波増幅素子が形成された半導体基板上の他の一
部に窒化アルミニウム等の圧電体薄膜を成膜し表面弾性
波素子を形成した高周波集積回路素子が提唱されている
（たとえばTsubouchi K;IEEE Trans.Sonics.Ultrason V
ol.32, No.5, P634(1985)) 。
【０００４】一方で、高周波回路に使用されるミクサは
主に通信用の変調や復調に用いられている。ミクサは２
つの入力と共通の出力とをもつ素子で、通信用回路で
は、搬送波に音声等の信号を乗せるための変調器や、受
信した既変調信号から音声等の原信号を取り出すための
復調器に用いられる。こうしたミクサは、通常、２つ以
上のトランジスタを使用したり、あるいは２つの入力端
子をもつ特別なトランジスタを用いて構成されている。
主に通信用の変調や復調に用いられている。ミクサは２
つの入力と共通の出力とをもつ素子で、通信用回路で
は、搬送波に音声等の信号を乗せるための変調器や、受
信した既変調信号から音声等の原信号を取り出すための
復調器に用いられる。こうしたミクサは、通常、２つ以
上のトランジスタを使用したり、あるいは２つの入力端
子をもつ特別なトランジスタを用いて構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、集積度を上げ
るため、ミクサと表面弾性波素子とを同一基板上に設け
たとしても、前述のようにミクサを構成するのに２つ以
上のトランジスタを要したり、あるいは特別なトランジ
スタを必要とするのでは、ミクサ自体にスペースがとら
れてしまい、さらなる集積度の向上には一定の限界があ
ると言わざるを得ない。
るため、ミクサと表面弾性波素子とを同一基板上に設け
たとしても、前述のようにミクサを構成するのに２つ以
上のトランジスタを要したり、あるいは特別なトランジ
スタを必要とするのでは、ミクサ自体にスペースがとら
れてしまい、さらなる集積度の向上には一定の限界があ
ると言わざるを得ない。
【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、１つの通常のトランジスタ
でミクサを構成することができる高周波回路素子を提供
することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、１つの通常のトランジスタ
でミクサを構成することができる高周波回路素子を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、同一基板上に所定の周波数特性を有する
表面弾性波フィルタと、表面弾性波の伝搬方向に位置す
るとともにトランジスタ内部で電子の走行する方向が前
記表面弾性波の伝搬方向と平行であるトランジスタとが
形成されていることを特徴とする。
めの本発明は、同一基板上に所定の周波数特性を有する
表面弾性波フィルタと、表面弾性波の伝搬方向に位置す
るとともにトランジスタ内部で電子の走行する方向が前
記表面弾性波の伝搬方向と平行であるトランジスタとが
形成されていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】このように構成された本発明にあっては、表面
弾性波フィルタからの表面弾性波はトランジスタの存在
する方向に伝搬し、この表面弾性波の伝搬方向とトラン
ジスタ内部で電子の走行する方向とが平行なので、表面
弾性波によってトランジスタの特性が変化することにな
り、表面弾性波フィルタからの表面弾性波によってトラ
ンジスタの出力が制御される。したがって、このトラン
ジスタをミクサとして用いることができる。このとき、
表面弾性波フィルタからの所定周波数の表面弾性波が搬
送波となって、トランジスタのゲートへの入力信号が変
調または復調されて出力されることになる。
弾性波フィルタからの表面弾性波はトランジスタの存在
する方向に伝搬し、この表面弾性波の伝搬方向とトラン
ジスタ内部で電子の走行する方向とが平行なので、表面
弾性波によってトランジスタの特性が変化することにな
り、表面弾性波フィルタからの表面弾性波によってトラ
ンジスタの出力が制御される。したがって、このトラン
ジスタをミクサとして用いることができる。このとき、
表面弾性波フィルタからの所定周波数の表面弾性波が搬
送波となって、トランジスタのゲートへの入力信号が変
調または復調されて出力されることになる。
【０００９】このように、表面弾性波フィルタとトラン
ジスタを組み合わせ、積極的に表面弾性波を利用してト
ランジスタの特性を変化させることによって、ただ１つ
のトランジスタでミクサを構成することが可能になる。
ジスタを組み合わせ、積極的に表面弾性波を利用してト
ランジスタの特性を変化させることによって、ただ１つ
のトランジスタでミクサを構成することが可能になる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を添付した図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の一実施例による高周波回路素
子の構造を示す要部断面斜視図、図２はその要部断面図
である。
説明する。図１は本発明の一実施例による高周波回路素
子の構造を示す要部断面斜視図、図２はその要部断面図
である。
【００１１】図１と図２に示す高周波回路素子は、半導
体基板１の一部に成膜された誘電体薄膜２に表面弾性波
フィルタ３が作製され、同じくシリコン基板１の他の部
分に成膜された半導体薄膜４に通常のＭＥＳＦＥＴ（金
属−半導体電界効果トランジスタ）５が作製されてい
る。
体基板１の一部に成膜された誘電体薄膜２に表面弾性波
フィルタ３が作製され、同じくシリコン基板１の他の部
分に成膜された半導体薄膜４に通常のＭＥＳＦＥＴ（金
属−半導体電界効果トランジスタ）５が作製されてい
る。
【００１２】表面弾性波フィルタ３は、周知のように、
圧電媒質（本実施例では誘電体薄膜２）上に送信用と受
信用の２つのすだれ状電極６を形成して構成されてい
る。送信用すだれ状電極で励振された表面弾性波はすだ
れ状電極６の直角方向に左右に伝搬される。このときの
表面弾性波の周波数、すなわち表面弾性波フィルタ３の
周波数特性は、すだれ状電極６の寸法や形状を適切にす
ることによって決定される。
圧電媒質（本実施例では誘電体薄膜２）上に送信用と受
信用の２つのすだれ状電極６を形成して構成されてい
る。送信用すだれ状電極で励振された表面弾性波はすだ
れ状電極６の直角方向に左右に伝搬される。このときの
表面弾性波の周波数、すなわち表面弾性波フィルタ３の
周波数特性は、すだれ状電極６の寸法や形状を適切にす
ることによって決定される。
【００１３】ＭＥＳＦＥＴ５は、半導体薄膜４上に、周
知のＭＥＳＦＥＴ製造技術を用いてゲート電極７とソー
ス電極８とドレイン電極９をそれぞれ形成して構成され
ている。半導体薄膜４のソース・ドレイン電極８，９の
部分にはオーミック接触用の拡散層１０が形成されてい
る。この拡散層１０はソース・ドレイン電極８，９を蒸
着する時に自然に出来るものである。なお、ソース電極
８とドレイン電極９の位置は逆でもよい。
知のＭＥＳＦＥＴ製造技術を用いてゲート電極７とソー
ス電極８とドレイン電極９をそれぞれ形成して構成され
ている。半導体薄膜４のソース・ドレイン電極８，９の
部分にはオーミック接触用の拡散層１０が形成されてい
る。この拡散層１０はソース・ドレイン電極８，９を蒸
着する時に自然に出来るものである。なお、ソース電極
８とドレイン電極９の位置は逆でもよい。
【００１４】このＭＥＳＦＥＴ５は、表面弾性波フィル
タ３からの表面弾性波が伝搬しうる位置に設けられてい
るとともに、その表面弾性波の伝搬方向とＭＥＳＦＥＴ
５のチャネル長方向（電子が移動するソース・ドレイン
間の方向）とが平行になるように配置されている。これ
は、表面弾性波によってトランジスタ５の特性を変える
にあたって、表面弾性波が最も効率的に作用しうるよう
にするためである。そして、本実施例では、表面弾性波
フィルタ３とＭＥＳＦＥＴ５のゲート電極７の間の距離
Ｌは、たとえば３mm以下に設定されている。その理由は
こうである。一般に表面弾性波の伝搬中の減衰率は、大
きく見積っても−１ｄＢ／mmであるところ、表面弾性波
フィルタ３からの表面弾性波を有効に利用するために
は、表面弾性波の強度が半分（−３ｄＢ）より小さく減
衰してしまうのは好ましくない。したがって、下式 −１［ｄＢ／mm］×Ｌ［mm］≧−３［ｄＢ］ が成立しなければならず、この式より、 Ｌ≦３ が得られる。つまり、表面弾性波フィルタ３とＭＥＳＦ
ＥＴ５のゲート電極７の間の距離Ｌは３mm以下でなけれ
ばならない。
タ３からの表面弾性波が伝搬しうる位置に設けられてい
るとともに、その表面弾性波の伝搬方向とＭＥＳＦＥＴ
５のチャネル長方向（電子が移動するソース・ドレイン
間の方向）とが平行になるように配置されている。これ
は、表面弾性波によってトランジスタ５の特性を変える
にあたって、表面弾性波が最も効率的に作用しうるよう
にするためである。そして、本実施例では、表面弾性波
フィルタ３とＭＥＳＦＥＴ５のゲート電極７の間の距離
Ｌは、たとえば３mm以下に設定されている。その理由は
こうである。一般に表面弾性波の伝搬中の減衰率は、大
きく見積っても−１ｄＢ／mmであるところ、表面弾性波
フィルタ３からの表面弾性波を有効に利用するために
は、表面弾性波の強度が半分（−３ｄＢ）より小さく減
衰してしまうのは好ましくない。したがって、下式 −１［ｄＢ／mm］×Ｌ［mm］≧−３［ｄＢ］ が成立しなければならず、この式より、 Ｌ≦３ が得られる。つまり、表面弾性波フィルタ３とＭＥＳＦ
ＥＴ５のゲート電極７の間の距離Ｌは３mm以下でなけれ
ばならない。
【００１５】図１と図２の高周波回路素子において、半
導体基板１はたとえばシリコン基板であり、表面弾性波
フィルタ３が作製される誘電体薄膜はたとえば窒化アル
ミニウム、酸化亜鉛、タンタル酸リチウム、チタン酸ジ
ルコン酸鉛等をスパッタ法またはＣＶＤ法により成膜し
たものであり、ＭＥＳＦＥＴ５が作製される半導体薄膜
はたとえばガリウム砒素等をＣＶＤ法により成膜したも
のである。また、トランジスタ５としては、シリコン基
板１上に作製されたＭＥＳＦＥＴのほかＭＯＳＦＥＴ
（金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ）でもよ
い。
導体基板１はたとえばシリコン基板であり、表面弾性波
フィルタ３が作製される誘電体薄膜はたとえば窒化アル
ミニウム、酸化亜鉛、タンタル酸リチウム、チタン酸ジ
ルコン酸鉛等をスパッタ法またはＣＶＤ法により成膜し
たものであり、ＭＥＳＦＥＴ５が作製される半導体薄膜
はたとえばガリウム砒素等をＣＶＤ法により成膜したも
のである。また、トランジスタ５としては、シリコン基
板１上に作製されたＭＥＳＦＥＴのほかＭＯＳＦＥＴ
（金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ）でもよ
い。
【００１６】このように構成された高周波回路素子にあ
っては、表面弾性波フィルタ３からの表面弾性波によっ
てトランジスタ５の特性が変化するので、トランジスタ
５の出力を表面弾性波フィルタ３の表面弾性波で制御す
ることができる。つまり、ミクサを構成することができ
る。たとえば、表面弾性波フィルタ３からの表面弾性波
を搬送波とし、トランジスタ５のゲート電極７に音声信
号等の原信号またはすでに変調された信号を入力する
と、トランジスタ５からは変調された送信信号または音
声信号等の原信号が出力される。具体的には、このミク
サは、高周波通信用回路のうち、搬送波に音声等の信号
を乗せるための変調器や、受信した既変調信号から音声
等の原信号を取り出すための復調器に用いられる。
っては、表面弾性波フィルタ３からの表面弾性波によっ
てトランジスタ５の特性が変化するので、トランジスタ
５の出力を表面弾性波フィルタ３の表面弾性波で制御す
ることができる。つまり、ミクサを構成することができ
る。たとえば、表面弾性波フィルタ３からの表面弾性波
を搬送波とし、トランジスタ５のゲート電極７に音声信
号等の原信号またはすでに変調された信号を入力する
と、トランジスタ５からは変調された送信信号または音
声信号等の原信号が出力される。具体的には、このミク
サは、高周波通信用回路のうち、搬送波に音声等の信号
を乗せるための変調器や、受信した既変調信号から音声
等の原信号を取り出すための復調器に用いられる。
【００１７】図３と図４には、こうしたミクサを用いた
通信回路の機能ブロック図を示してある。そのうち図３
は送信側（変調時）のブロック図であり、図４は受信側
（復調時）のブロック図である。
通信回路の機能ブロック図を示してある。そのうち図３
は送信側（変調時）のブロック図であり、図４は受信側
（復調時）のブロック図である。
【００１８】まず、図３から説明する。上記のようにミ
クサ１１はＭＥＳＦＥＴ５で構成され、発振器１２につ
ながれた帯域通過フィルタ１３は表面弾性波フィルタ３
で構成されている。ミクサ１１に入力される搬送波は表
面弾性波フィルタ３からの所定周波数の表面弾性波（同
図（ａ）参照）により形成されている。一方、マイクロ
フォン１４等によって電気信号に変換されプリアンプ１
５（ディジタル通信の場合にはエンコーダ等の追加あ
り）により増幅された音声信号等の原信号（同図（ｂ）
参照）は、ミクサ１１としてのトランジスタ５のゲート
電極７に入力される。ミクサ１１は、搬送波に原信号を
乗せて変調波（同図（ｃ）参照）を出力する。この変調
波はパワーアンプ１６により所定の送信出力に増幅され
た後、アンテナ１７から送信される。
クサ１１はＭＥＳＦＥＴ５で構成され、発振器１２につ
ながれた帯域通過フィルタ１３は表面弾性波フィルタ３
で構成されている。ミクサ１１に入力される搬送波は表
面弾性波フィルタ３からの所定周波数の表面弾性波（同
図（ａ）参照）により形成されている。一方、マイクロ
フォン１４等によって電気信号に変換されプリアンプ１
５（ディジタル通信の場合にはエンコーダ等の追加あ
り）により増幅された音声信号等の原信号（同図（ｂ）
参照）は、ミクサ１１としてのトランジスタ５のゲート
電極７に入力される。ミクサ１１は、搬送波に原信号を
乗せて変調波（同図（ｃ）参照）を出力する。この変調
波はパワーアンプ１６により所定の送信出力に増幅され
た後、アンテナ１７から送信される。
【００１９】次に、図４を説明する。この場合にも、図
３と同様、ミクサ１８はＭＥＳＦＥＴ５で構成され、発
振器１９につながれた帯域通過フィルタ２０は表面弾性
波フィルタ３で構成されている。ミクサ１８に入力され
る搬送波は表面弾性波フィルタ３からの所定周波数の表
面弾性波（同図（ａ）参照）により形成されている。一
方、アンテナ２１で受信され同調回路・プリアンプ２２
で増幅された既変調信号（同図（ｂ）参照）は、ミクサ
１８としてのトランジスタ５のゲート電極７に入力され
る。ミクサ１１からの出力信号は低域通過フィルタ２３
を経て音声信号等の原信号（同図（ｃ）参照）となり、
パワーアンプ２４（ディジタル通信の場合にはデコーダ
等が追加される）により所定の出力に増幅された後、ス
ピーカ２５等から音声等として出力される。
３と同様、ミクサ１８はＭＥＳＦＥＴ５で構成され、発
振器１９につながれた帯域通過フィルタ２０は表面弾性
波フィルタ３で構成されている。ミクサ１８に入力され
る搬送波は表面弾性波フィルタ３からの所定周波数の表
面弾性波（同図（ａ）参照）により形成されている。一
方、アンテナ２１で受信され同調回路・プリアンプ２２
で増幅された既変調信号（同図（ｂ）参照）は、ミクサ
１８としてのトランジスタ５のゲート電極７に入力され
る。ミクサ１１からの出力信号は低域通過フィルタ２３
を経て音声信号等の原信号（同図（ｃ）参照）となり、
パワーアンプ２４（ディジタル通信の場合にはデコーダ
等が追加される）により所定の出力に増幅された後、ス
ピーカ２５等から音声等として出力される。
【００２０】このように、本実施例にあっては、表面弾
性波フィルタ３とトランジスタ５を組み合わせ、表面弾
性波フィルタ３からの表面弾性波を積極的に利用してト
ランジスタ５の特性を変え、これにミクサの動作をさせ
るようにしたので、ただ１つのトランジスタで高周波回
路の送受信用ミクサを構成することができるようにな
り、さらに集積度を上げることができるようになる。
性波フィルタ３とトランジスタ５を組み合わせ、表面弾
性波フィルタ３からの表面弾性波を積極的に利用してト
ランジスタ５の特性を変え、これにミクサの動作をさせ
るようにしたので、ただ１つのトランジスタで高周波回
路の送受信用ミクサを構成することができるようにな
り、さらに集積度を上げることができるようになる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、ただ１つのトランジスタでミクサを構成す
ることが可能になり、集積度のさらなる向上が図られ
る。
明によれば、ただ１つのトランジスタでミクサを構成す
ることが可能になり、集積度のさらなる向上が図られ
る。
【図１】図１は本発明の一実施例による高周波回路素子
の構造を示す要部断面斜視図である。
の構造を示す要部断面斜視図である。
【図２】その要部断面図である。
【図３】同実施例の高周波回路素子を送信回路に用いた
一例を示す機能ブロック図である。
一例を示す機能ブロック図である。
【図４】同実施例の高周波回路素子を受信回路に用いた
一例を示す機能ブロック図である。
一例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】 １…半導体基板 ２…誘電体薄膜 ３…表面弾性波フィルタ ４…半導体薄膜 ５…トランジスタ ６…すだれ状電極 ７…ゲート電極 ８…ソース電極 ９…ドレイン電極 Ｌ…表面弾性波フィルタとトランジスタのゲート電極間
の距離
の距離
Claims (1)
- 【請求項１】 同一基板上に所定の周波数特性を有する
表面弾性波フィルタと、表面弾性波の伝搬方向に位置す
るとともにトランジスタ内部で電子の走行する方向が前
記表面弾性波の伝搬方向と平行であるトランジスタとが
形成されていることを特徴とする高周波回路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15074893A JPH0722848A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 高周波回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15074893A JPH0722848A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 高周波回路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722848A true JPH0722848A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15503563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15074893A Withdrawn JPH0722848A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 高周波回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100466543B1 (ko) * | 2002-11-27 | 2005-01-15 | 한국전자통신연구원 | 반도체 소자의 제조 방법 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP15074893A patent/JPH0722848A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100466543B1 (ko) * | 2002-11-27 | 2005-01-15 | 한국전자통신연구원 | 반도체 소자의 제조 방법 |
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