JPH0993049A - 高周波集積回路装置 - Google Patents
高周波集積回路装置Info
- Publication number
- JPH0993049A JPH0993049A JP24903895A JP24903895A JPH0993049A JP H0993049 A JPH0993049 A JP H0993049A JP 24903895 A JP24903895 A JP 24903895A JP 24903895 A JP24903895 A JP 24903895A JP H0993049 A JPH0993049 A JP H0993049A
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- Japan
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- high frequency
- integrated circuit
- dielectric
- circuit device
- frequency integrated
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バイアス回路における抵抗、誘電体による損
失αDを小さくする高周波集積回路装置を提供する。 【解決手段】 高周波整合回路２およびパワー用半導体
素子１を搭載したアルミナ多層基板３の上に、電流供給
バイアス回路として、内芯にフェライトが入った巻線イ
ンダクタ７を実装した。この構成により、バイアス回路
における電圧降下を小さくし、パワーアンプの効率低下
を防止することができ、さらに、誘電体による損失も低
減できた。
失αDを小さくする高周波集積回路装置を提供する。 【解決手段】 高周波整合回路２およびパワー用半導体
素子１を搭載したアルミナ多層基板３の上に、電流供給
バイアス回路として、内芯にフェライトが入った巻線イ
ンダクタ７を実装した。この構成により、バイアス回路
における電圧降下を小さくし、パワーアンプの効率低下
を防止することができ、さらに、誘電体による損失も低
減できた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種情報通信機器
に用いられる誘電体基板とそれにより実現された高周波
集積回路装置に関するものである。
に用いられる誘電体基板とそれにより実現された高周波
集積回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報通信の果たす役割はきわめて
大きく、特に携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone
System）等の移動体通信システムに対する需要が急速に
高まってきている。このような高周波を用いる携帯電話
やＰＨＳでは、端末の携帯性の向上、特に小型・軽量化
を図るために、誘電体基板上に高密度で回路を形成した
高周波集積回路が用いられている。
大きく、特に携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone
System）等の移動体通信システムに対する需要が急速に
高まってきている。このような高周波を用いる携帯電話
やＰＨＳでは、端末の携帯性の向上、特に小型・軽量化
を図るために、誘電体基板上に高密度で回路を形成した
高周波集積回路が用いられている。
【０００３】以下、従来の誘電体基板を用いた高周波集
積回路の一つである送信用終段パワーアンプについて、
図２を参照して説明する。
積回路の一つである送信用終段パワーアンプについて、
図２を参照して説明する。
【０００４】図２において、１はパワー用半導体素子、
２は高周波整合回路、３はアルミナ多層基板、４はグラ
ンド面部、５はバイアス回路、６は端面電極である。
２は高周波整合回路、３はアルミナ多層基板、４はグラ
ンド面部、５はバイアス回路、６は端面電極である。
【０００５】以上のように構成された送信用終段パワー
アンプについて、以下その動作を説明する。
アンプについて、以下その動作を説明する。
【０００６】まず、端面電極６を通じて入力された信号
が高周波整合回路２を通ってパワー用半導体素子１に入
り増幅され、再び高周波整合回路２を通り、端面電極か
ら出力される。パワー用半導体素子１には５のバイアス
回路を通じて直流電流が供給される。通常、このバイア
ス回路として、図に示す通りλ／４ショートスタブが用
いられる。
が高周波整合回路２を通ってパワー用半導体素子１に入
り増幅され、再び高周波整合回路２を通り、端面電極か
ら出力される。パワー用半導体素子１には５のバイアス
回路を通じて直流電流が供給される。通常、このバイア
ス回路として、図に示す通りλ／４ショートスタブが用
いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成ではアルミナ多層基板がＣｕの融点である1084.5℃
以上の温度で焼成されるため、導体材料としてＣｕなど
の低融点の低抵抗金属が使用できない。そのため、バイ
アス回路に用いられているλ／４線路にタングステン、
モリブデンといった電気的抵抗の比較的大きな高融点金
属を使用しなければならず、その結果、λ／４線路にお
ける電圧降下が大きくなり、パワー用半導体素子１に印
加される電圧が低くなり、パワーアンプの効率が悪化し
てしまう。
構成ではアルミナ多層基板がＣｕの融点である1084.5℃
以上の温度で焼成されるため、導体材料としてＣｕなど
の低融点の低抵抗金属が使用できない。そのため、バイ
アス回路に用いられているλ／４線路にタングステン、
モリブデンといった電気的抵抗の比較的大きな高融点金
属を使用しなければならず、その結果、λ／４線路にお
ける電圧降下が大きくなり、パワー用半導体素子１に印
加される電圧が低くなり、パワーアンプの効率が悪化し
てしまう。
【０００８】たとえば、周波数０.９ＧＨｚ、出力１.３
Ｗのパワーアンプに使用されるパワー用半導体素子に流
れる電流は８００ｍＡ、高融点金属を用いたλ／４線路
の抵抗は０.１Ω程度であるので、λ／４線路において
約０.０８Ｖの電圧降下が生じる。その結果、３.５Ｖ電
源駆動のパワーアンプでは効率を１.５％も低下させる
こととなっていた。
Ｗのパワーアンプに使用されるパワー用半導体素子に流
れる電流は８００ｍＡ、高融点金属を用いたλ／４線路
の抵抗は０.１Ω程度であるので、λ／４線路において
約０.０８Ｖの電圧降下が生じる。その結果、３.５Ｖ電
源駆動のパワーアンプでは効率を１.５％も低下させる
こととなっていた。
【０００９】また、従来の構造では、パワーアンプの小
型化のために誘電体基板に誘電率のさらに大きな誘電体
を用いると、パワーアンプの動作周波数の増大にともな
い、λ／４線路における誘電体による損失αDが大きく
なるという問題がある。
型化のために誘電体基板に誘電率のさらに大きな誘電体
を用いると、パワーアンプの動作周波数の増大にともな
い、λ／４線路における誘電体による損失αDが大きく
なるという問題がある。
【００１０】たとえば誘電率が２５の誘電体基板を用い
ると、λ／４線路における誘電体による損失αDによっ
て出力電力が０.１ｄＢ程度低下する。この出力低下分
を補うために出力整合点を所望の出力パワーが得られる
ようにパワー整合とすることになり、結果として、効率
を１％程度低下させることとなる。上記の電圧降下によ
る分を含めると２.５％程度の効率低下となる。
ると、λ／４線路における誘電体による損失αDによっ
て出力電力が０.１ｄＢ程度低下する。この出力低下分
を補うために出力整合点を所望の出力パワーが得られる
ようにパワー整合とすることになり、結果として、効率
を１％程度低下させることとなる。上記の電圧降下によ
る分を含めると２.５％程度の効率低下となる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明の高周波集積回路装置は、高周波電
力増幅器を誘電体基板あるいは誘電体多層基板上に形成
した高周波集積回路装置において、バイアス回路にチョ
ークコイルとして巻線インダクタを用いる構成とした。
するために、本発明の高周波集積回路装置は、高周波電
力増幅器を誘電体基板あるいは誘電体多層基板上に形成
した高周波集積回路装置において、バイアス回路にチョ
ークコイルとして巻線インダクタを用いる構成とした。
【００１２】この発明によれば、バイアス回路における
抵抗、誘電体による損失αDを低減し、効率低下の非常
に小さい高周波集積回路装置を提供する。
抵抗、誘電体による損失αDを低減し、効率低下の非常
に小さい高周波集積回路装置を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】請求項１の発明の高周波集積回路
装置は、高周波電力増幅器を誘電体基板あるいは誘電体
多層基板上に形成してなり、かつ高周波電力増幅器を構
成する少なくとも一つの半導体素子の電流供給線路とし
て巻線インダクタを用いたことを特徴とする。
装置は、高周波電力増幅器を誘電体基板あるいは誘電体
多層基板上に形成してなり、かつ高周波電力増幅器を構
成する少なくとも一つの半導体素子の電流供給線路とし
て巻線インダクタを用いたことを特徴とする。
【００１４】請求項２の発明の高周波集積回路装置は、
請求項１の発明において、巻線インダクタが内芯にフェ
ライトが入っている巻線インダクタであることを特徴と
する。
請求項１の発明において、巻線インダクタが内芯にフェ
ライトが入っている巻線インダクタであることを特徴と
する。
【００１５】請求項３の発明の高周波集積回路装置は、
請求項１または２の発明において、誘電体基板あるいは
誘電体多層基板の材料がＡｌ2Ｏ3を含むことを特徴とす
る。
請求項１または２の発明において、誘電体基板あるいは
誘電体多層基板の材料がＡｌ2Ｏ3を含むことを特徴とす
る。
【００１６】請求項４の発明の高周波集積回路装置は、
請求項１または２の発明において、誘電体基板あるいは
誘電体多層基板の材料がＡｌＮを含むことを特徴とす
る。
請求項１または２の発明において、誘電体基板あるいは
誘電体多層基板の材料がＡｌＮを含むことを特徴とす
る。
【００１７】この構成によって、バイアス回路における
電圧の降下を小さくし、誘電率の大きな基板を用いて高
密度化した場合においても、誘電体による損失αDを小
さく抑えることができる。
電圧の降下を小さくし、誘電率の大きな基板を用いて高
密度化した場合においても、誘電体による損失αDを小
さく抑えることができる。
【００１８】以下、本発明の実施の形態の一例につい
て、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の一実
施例における、高周波集積回路装置である送信用終段パ
ワーアンプの模式図である。図１において、１はパワー
用半導体素子、２は高周波整合回路、３はアルミナ多層
基板、４はグランド面部、６は端面電極、７は巻線イン
ダクタである。パワー用半導体素子１、高周波整合回路
２、および巻線インダクタ７はアルミナ多層基板３上に
実装されており、アルミナ多層基板３とグランド面部４
とは重ね合わされ、端面電極６でそれらの構成要素間が
接続されている。
て、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の一実
施例における、高周波集積回路装置である送信用終段パ
ワーアンプの模式図である。図１において、１はパワー
用半導体素子、２は高周波整合回路、３はアルミナ多層
基板、４はグランド面部、６は端面電極、７は巻線イン
ダクタである。パワー用半導体素子１、高周波整合回路
２、および巻線インダクタ７はアルミナ多層基板３上に
実装されており、アルミナ多層基板３とグランド面部４
とは重ね合わされ、端面電極６でそれらの構成要素間が
接続されている。
【００１９】以上のように構成された送信用終段パワー
アンプについて、以下その動作を説明する。
アンプについて、以下その動作を説明する。
【００２０】まず、端面電極６を通じて印加された信号
が高周波整合回路２を通ってパワー用半導体素子１に入
り増幅されて、再び高周波整合回路２を通り、端面電極
６から出力される。パワー用半導体素子１には巻線イン
ダクタ７を通じて直流電流が供給される。巻線インダク
タ７は直径０.５μｍのフェライトに導線を９ターン巻
き、３０〜４０ｎＨのインダクタンスをもつよう設計さ
れている。巻線インダクタ７は通常高周波回路で用いら
れるチョークコイルとして機能し、電源へ０.９ＧＨ
ｚ，１.５ＧＨｚといった高周波信号が伝わることを阻
止する。
が高周波整合回路２を通ってパワー用半導体素子１に入
り増幅されて、再び高周波整合回路２を通り、端面電極
６から出力される。パワー用半導体素子１には巻線イン
ダクタ７を通じて直流電流が供給される。巻線インダク
タ７は直径０.５μｍのフェライトに導線を９ターン巻
き、３０〜４０ｎＨのインダクタンスをもつよう設計さ
れている。巻線インダクタ７は通常高周波回路で用いら
れるチョークコイルとして機能し、電源へ０.９ＧＨ
ｚ，１.５ＧＨｚといった高周波信号が伝わることを阻
止する。
【００２１】以上の例によれば、巻線インダクタ７を用
いた構造にすることにより、その抵抗値が０.０４Ωで
あり、直流電流が８００ｍＡであるので、バイアス回路
における電圧の降下が０.０３２Ｖと従来の３分の１と
なり、パワーアンプの効率を１.５％向上させることが
できた。
いた構造にすることにより、その抵抗値が０.０４Ωで
あり、直流電流が８００ｍＡであるので、バイアス回路
における電圧の降下が０.０３２Ｖと従来の３分の１と
なり、パワーアンプの効率を１.５％向上させることが
できた。
【００２２】この例では、アルミナ多層基板を用いた
が、高密度化のため誘電率が２５以上の誘電損失が大き
な基板において、本例と同様の構成をとった場合におい
ても、同じ効果が得られるうえに、バイアス回路に巻線
インダクタを用いているため、λ／４線路をバイアス回
路に用いた場合における誘電体損失の影響が非常に小さ
くなり、これらの二つの効果を合わせると２〜３％効率
を向上させることができる。
が、高密度化のため誘電率が２５以上の誘電損失が大き
な基板において、本例と同様の構成をとった場合におい
ても、同じ効果が得られるうえに、バイアス回路に巻線
インダクタを用いているため、λ／４線路をバイアス回
路に用いた場合における誘電体損失の影響が非常に小さ
くなり、これらの二つの効果を合わせると２〜３％効率
を向上させることができる。
【００２３】なお、この例では、送信用終段パワーアン
プについて示したが、これと同等のバイアス回路が必要
な大きな消費電流が必要な高周波集積回路に適用しても
同等の効果が得られることはいうまでもないことであ
る。
プについて示したが、これと同等のバイアス回路が必要
な大きな消費電流が必要な高周波集積回路に適用しても
同等の効果が得られることはいうまでもないことであ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によると、バイアス回路にチョー
クコイルとして動作する巻線インダクタを用いることに
より、バイアス回路における電圧降下を非常に小さく
し、その結果、従来の構成に比べパワーアンプの効率を
向上させることができる。
クコイルとして動作する巻線インダクタを用いることに
より、バイアス回路における電圧降下を非常に小さく
し、その結果、従来の構成に比べパワーアンプの効率を
向上させることができる。
【００２５】さらに、高密度化のために誘電率を大きく
した場合においても、バイアス線路における、誘電体に
よる損失αDが変わらないため、効率の低下を防ぐこと
ができる。
した場合においても、バイアス線路における、誘電体に
よる損失αDが変わらないため、効率の低下を防ぐこと
ができる。
【図１】本発明の高周波集積回路装置の実施の形態の一
例の模式図
例の模式図
【図２】従来の高周波集積回路装置の模式図
１ パワー用半導体素子 ２ 高周波整合回路 ３ アルミナ多層基板 ４ グランド面部 ５ バイアス回路 ６ 端面電極 ７ 巻線インダクタ
Claims (4)
- 【請求項１】高周波電力増幅器を誘電体基板あるいは誘
電体多層基板上に形成した高周波集積回路装置におい
て、前記高周波電力増幅器を構成する少なくとも一つの
半導体素子の電流供給線路として巻線インダクタを用い
ることを特徴とする高周波集積回路装置。 - 【請求項２】巻線インダクタが内芯にフェライトが入っ
ている巻線インダクタであることを特徴とする請求項１
記載の高周波集積回路装置。 - 【請求項３】誘電体基板あるいは誘電体多層基板の材料
がＡｌ2Ｏ3を含むことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の高周波集積回路装置。 - 【請求項４】誘電体基板あるいは誘電体多層基板の材料
がＡｌＮを含むことを特徴とする請求項１または請求項
２記載の高周波集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24903895A JPH0993049A (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 高周波集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24903895A JPH0993049A (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 高周波集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0993049A true JPH0993049A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17187084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24903895A Pending JPH0993049A (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 高周波集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0993049A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1549121A2 (en) * | 2003-12-26 | 2005-06-29 | TDK Corporation | Inductor element containing circuit board and power amplifier module |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP24903895A patent/JPH0993049A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1549121A2 (en) * | 2003-12-26 | 2005-06-29 | TDK Corporation | Inductor element containing circuit board and power amplifier module |
| EP1549121A3 (en) * | 2003-12-26 | 2007-09-26 | TDK Corporation | Inductor element containing circuit board and power amplifier module |
| US7368998B2 (en) | 2003-12-26 | 2008-05-06 | Tdk Corporation | Inductor element containing circuit board and power amplifier module |
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