JPH10284984A - 高周波回路素子 - Google Patents
高周波回路素子Info
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- JPH10284984A JPH10284984A JP9089592A JP8959297A JPH10284984A JP H10284984 A JPH10284984 A JP H10284984A JP 9089592 A JP9089592 A JP 9089592A JP 8959297 A JP8959297 A JP 8959297A JP H10284984 A JPH10284984 A JP H10284984A
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- acoustic wave
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体の同一基板上に複数のトランジスタで
集積度を上げたミキサを構成すると共に、ミキサの増幅
度を高くできる高周波回路素子を提供することを目的と
する。 【解決手段】 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
差動増幅器の差動対を構成するトランジスタが、少なく
とも２つの前記トランジスタ４、５で構成され、前記ト
ランジスタの内部で電子またはホ−ルの走行する方向が
前記表面弾性波の伝搬方向と平行であり、前記２つのト
ランジスタ４、５のゲ−トが前記表面弾性波フィルタ３
の伝搬方向において表面弾性波の半波長の奇数倍ずれて
各々配置されている。
集積度を上げたミキサを構成すると共に、ミキサの増幅
度を高くできる高周波回路素子を提供することを目的と
する。 【解決手段】 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
差動増幅器の差動対を構成するトランジスタが、少なく
とも２つの前記トランジスタ４、５で構成され、前記ト
ランジスタの内部で電子またはホ−ルの走行する方向が
前記表面弾性波の伝搬方向と平行であり、前記２つのト
ランジスタ４、５のゲ−トが前記表面弾性波フィルタ３
の伝搬方向において表面弾性波の半波長の奇数倍ずれて
各々配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波回路に使用
される高周波回路素子に関し、特に、無線通信など高周
波信号を処理する高周波回路素子に関する。
される高周波回路素子に関し、特に、無線通信など高周
波信号を処理す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（例えば、Tsubouchi K;IEEE Trans.Sonics.Ultrason
Vol.32, No.5, P634(1985) 、特開平０６−１２５０３
８号公報、特開平０６−１２５２２６号公報）。
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（例えば、Tsubouchi K;IEEE Trans.Sonics.Ultrason
Vol.32, No.5, P634(1985) 、特開平０６−１２５０３
８号公報、特開平０６−１２５２２６号公報）。
【０００４】従来技術（特開平０６−１２５０３８号公
報）は、図１０に示すように半導体基板５１上に共振子
５２とトランジスタ５３と可変容量ダイオード５４及び
受動部品５５が形成されている。また、この共振子５２
上にはフィルタとして機能させるための電極５６が形成
されている。更に、電極５５と他の部品との電気的接続
のためにはボンディングワイヤ５７が用いられている。
この回路は、可変容量ダイオード５４に与える電圧で発
振周波数を制御しようとするもので、発振回路と共振子
５２を一体化して集積したもので回路の小型化を図った
ものである。
報）は、図１０に示すように半導体基板５１上に共振子
５２とトランジスタ５３と可変容量ダイオード５４及び
受動部品５５が形成されている。また、この共振子５２
上にはフィルタとして機能させるための電極５６が形成
されている。更に、電極５５と他の部品との電気的接続
のためにはボンディングワイヤ５７が用いられている。
この回路は、可変容量ダイオード５４に与える電圧で発
振周波数を制御しようとするもので、発振回路と共振子
５２を一体化して集積したもので回路の小型化を図った
ものである。
【０００５】一方で、高周波回路に使用されるミキサは
主に通信用の変調や復調に用いられている。ミキサは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。こうしたミキサは、通常、図１１
に示すような「ギルバートセル」と呼ばれる回路構成を
とるため９個のトランジスタ３１〜３９を必要とする。
主に通信用の変調や復調に用いられている。ミキサは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。こうしたミキサは、通常、図１１
に示すような「ギルバートセル」と呼ばれる回路構成を
とるため９個のトランジスタ３１〜３９を必要とする。
【０００６】また、他の従来技術（特開平０７−２２８
４８号公報）は、ＧａＡｓのような化合物半導体装置に
おいて、ミキサを小型化することを目的としており、表
面弾性波の伝搬方向とＭＥＳＦＥＴ(Metal Semiconduct
or Field Effect Transistor) の内部で電子の走行する
方向を平行にした高周波半導体素子である。しかしなが
ら、ＭＥＳＦＥＴ１つではミキサの増幅度が高くでき
ず、さらに増幅度が上がるように「ギルバート・セル」
方式を採用することが望まれるようになった。
４８号公報）は、ＧａＡｓのような化合物半導体装置に
おいて、ミキサを小型化することを目的としており、表
面弾性波の伝搬方向とＭＥＳＦＥＴ(Metal Semiconduct
or Field Effect Transistor) の内部で電子の走行する
方向を平行にした高周波半導体素子である。しかしなが
ら、ＭＥＳＦＥＴ１つではミキサの増幅度が高くでき
ず、さらに増幅度が上がるように「ギルバート・セル」
方式を採用することが望まれるようになった。
【０００７】さらに、前記搬送波に関して、ディジタル
通信ではＩ−Ｑ信号を構成する必要がある。ここでＩと
は、搬送波と位相が合っている信号のことであり、Ｑと
は搬送波と位相が９０度ずれている信号のことである。
このＩ−Ｑ信号は携帯電話やＰＨＳで主流の変調方式で
あるＰＳＫには不可欠な信号である。従来は図１２に示
すように、搬送波信号を９０度ずらす移相器を用いる必
要があった。この移相器を省略することができれば、さ
らに回路の小型化に寄与することができる。
通信ではＩ−Ｑ信号を構成する必要がある。ここでＩと
は、搬送波と位相が合っている信号のことであり、Ｑと
は搬送波と位相が９０度ずれている信号のことである。
このＩ−Ｑ信号は携帯電話やＰＨＳで主流の変調方式で
あるＰＳＫには不可欠な信号である。従来は図１２に示
すように、搬送波信号を９０度ずらす移相器を用いる必
要があった。この移相器を省略することができれば、さ
らに回路の小型化に寄与することができる。
【０００８】
【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、ミキサと表面弾性波素子とを同一基板上に設け
たとしても、前述のように従来のギルバートセル方式の
ミキサでは９つのトランジスタを構成する必要があり、
ミキ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いう問題があった。ま
た従来はディジタル通信ではＩ−Ｑ信号を構成するた
め、搬送波信号を９０度ずらす移相器を用いる必要があ
った。
るため、ミキサと表面弾性波素子とを同一基板上に設け
たとしても、前述のように従来のギルバートセル方式の
ミキサでは９つのトランジスタを構成する必要があり、
ミキ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いう問題があった。ま
た従来はディジタル通信ではＩ−Ｑ信号を構成するた
め、搬送波信号を９０度ずらす移相器を用いる必要があ
った。
【０００９】そこで、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、同一基板上に集積
度を上げたミキサを構成すると共に、ミキサの増幅度を
高くできる高周波回路素子を提供することを目的とす
る。さらに、ディジタル通信では搬送波信号のための移
送器を省略できる高周波回路素子を提供し、回路の小型
化を図ることも合わせて目的とする。
問題点に鑑みてなされたものであり、同一基板上に集積
度を上げたミキサを構成すると共に、ミキサの増幅度を
高くできる高周波回路素子を提供することを目的とす
る。さらに、ディジタル通信では搬送波信号のための移
送器を省略できる高周波回路素子を提供し、回路の小型
化を図ることも合わせて目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】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前記表
面弾性波の伝搬方向に差動増幅器の差動対を構成する前
記トランジスタが、少なくとも２つの前記トランジスタ
で構成され、前記トランジスタの内部で電子またはホ−
ルの走行する方向が前記表面弾性波の伝搬方向と平行で
あり、前記２つのトランジスタのゲ−トが前記表面弾性
波フィルタの伝搬方向において表面弾性波の半波長の奇
数倍ずれて各々配置されている。
所定の周波数特性を有する表面弾性波フィルタと前記表
面弾性波の伝搬方向に差動増幅器の差動対を構成する前
記トランジスタが、少なくとも２つの前記トランジスタ
で構成され、前記トランジスタの内部で電子またはホ−
ルの走行する方向が前記表面弾性波の伝搬方向と平行で
あり、前記２つのトランジスタのゲ−トが前記表面弾性
波フィルタの伝搬方向において表面弾性波の半波長の奇
数倍ずれて各々配置されている。
【００１１】また、差動増幅器の能動負荷となるカレン
トミラーを形成する差動対を構成する少なくとも２つの
トランジスタの内部で電子またはホ−ルの走行する方向
が前記表面弾性波の伝搬方向と平行であり、前記２つの
トランジスタのゲ−トが前記表面弾性波フィルタの伝搬
方向において、表面弾性波の半波長の奇数倍ずれて各々
配置される。また、２つの差動増幅器の差動対とカレン
トミラーを形成する他方の差動対のトランジスタが、前
記表面弾性波の伝搬方向において前記表面弾性波の波長
の四分の一の奇数倍ずれて配置される構造とする。
トミラーを形成する差動対を構成する少なくとも２つの
トランジスタの内部で電子またはホ−ルの走行する方向
が前記表面弾性波の伝搬方向と平行であり、前記２つの
トランジスタのゲ−トが前記表面弾性波フィルタの伝搬
方向において、表面弾性波の半波長の奇数倍ずれて各々
配置される。また、２つの差動増幅器の差動対とカレン
トミラーを形成する他方の差動対のトランジスタが、前
記表面弾性波の伝搬方向において前記表面弾性波の波長
の四分の一の奇数倍ずれて配置される構造とする。
【００１２】本発明の構成によれば、表面弾性波フィル
タからの表面弾性波は差動増幅器の差動対を構成する複
数のトランジスタの存在する方向に伝播し、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、この表面弾性波によって各々のトラ
ンジスタの特性が変化することになる。差動対を構成す
る複数のトランジスタはこの表面弾性波の半波長の奇数
倍ずれて配置されているので．表面弾性波によるトラン
ジスタ特性の変化は互いに逆になる。
タからの表面弾性波は差動増幅器の差動対を構成する複
数のトランジスタの存在する方向に伝播し、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、この表面弾性波によって各々のトラ
ンジスタの特性が変化することになる。差動対を構成す
る複数のトランジスタはこの表面弾性波の半波長の奇数
倍ずれて配置されているので．表面弾性波によるトラン
ジスタ特性の変化は互いに逆になる。
【００１３】したがって、差動増幅器の出力は表面弾性
波により大きく制御される。差動対を構成する２のトラ
ンジスタに加えて、差動増幅器の能動負荷となるカレン
トミラーを形成する２つのトランジスタからなる差動対
を同一半導体基板上に配置すると、９つのトランジスタ
からなるギルバート・セル方式のミキサに比べ、トラン
ジスタの数が４つも少ないにもかかわらず、同等な増幅
度を有するミキサ機能を実現できる。
波により大きく制御される。差動対を構成する２のトラ
ンジスタに加えて、差動増幅器の能動負荷となるカレン
トミラーを形成する２つのトランジスタからなる差動対
を同一半導体基板上に配置すると、９つのトランジスタ
からなるギルバート・セル方式のミキサに比べ、トラン
ジスタの数が４つも少ないにもかかわらず、同等な増幅
度を有するミキサ機能を実現できる。
【００１４】したがって、この複数のトランジスタをミ
キ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、各々の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。このように、２
つ以上のトランジスタでミキサを構成することによっ
て、ミキサの増幅度を高くすることが可能になる。
キ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、各々の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。このように、２
つ以上のトランジスタでミキサを構成することによっ
て、ミキサの増幅度を高くすることが可能になる。
【００１５】また、差動増幅器を２つ、互いに表面弾性
波の１／４波長の奇数倍ずれて位置するように構成する
と、各々の差動増幅器が表面弾性波から影響を受けるタ
イミングが１／４波長分ずれるため、２つの差動増幅器
からの出力はディジタル通信で必要なＩ−Ｑ信号を構成
する。
波の１／４波長の奇数倍ずれて位置するように構成する
と、各々の差動増幅器が表面弾性波から影響を受けるタ
イミングが１／４波長分ずれるため、２つの差動増幅器
からの出力はディジタル通信で必要なＩ−Ｑ信号を構成
する。
【００１６】なお、３／４波長分ずれた配置の場合も、
片方を一波長分ずらして考えてみればよく、実は１／４
波長分ずれているのと同じである。従来は搬送波信号を
９０度ずらす移相器を必要としていたが、上記構成によ
って、移相器をも省略することができ、さらに小型化に
寄与することができる。
片方を一波長分ずらして考えてみればよく、実は１／４
波長分ずれているのと同じである。従来は搬送波信号を
９０度ずらす移相器を必要としていたが、上記構成によ
って、移相器をも省略することができ、さらに小型化に
寄与することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら具体的に説明する。図１（ａ）は本発
明の第１の実施形態に係わる高周波回路素子の構造を示
す要部断面斜視図、図１（ｂ）はその要部断面図であ
る。図１（ａ）と図１（ｂ）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を作製し、同じく半導体基板１の他の部
分に成膜されたＭＯＳＦＥＴ(Metal-OxideSemiconducto
rFieldEffectTransistor) ４、５を作製する。前記２つ
のトランジスタは具体的には、例えばＣＭＯＳ(Complem
entaryMOS)型トランジスタで構成する。
面を参照しながら具体的に説明する。図１（ａ）は本発
明の第１の実施形態に係わる高周波回路素子の構造を示
す要部断面斜視図、図１（ｂ）はその要部断面図であ
る。図１（ａ）と図１（ｂ）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を作製し、同じく半導体基板１の他の部
分に成膜されたＭＯＳＦＥＴ(Metal-OxideSemiconducto
rFieldEffectTransistor) ４、５を作製する。前記２つ
のトランジスタは具体的には、例えばＣＭＯＳ(Complem
entaryMOS)型トランジスタで構成する。
【００１８】表面弾性波フィルタ３は、周知のように、
圧電媒質（本実施の形態では誘電体薄膜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（本実施の形態では誘電体薄膜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。
【００１９】半導体基板１上に表面弾性波フィルタ３の
表面弾性波の伝搬方向である左右のうち右側にＭＯＳＦ
ＥＴ４、５が形成される。ＭＯＳＦＥＴ４、５は、周知
のＭＯＳＦＥＴ製造技術を用いて、別々の素子活性領域
の半導体基板１上に各々ＭＯＳＦＥＴ４、５のゲート絶
縁膜を各々形成し、その各々のゲート絶縁膜上にゲート
電極７Ａ、７Ｂとソース８Ａ、８Ｂとドレイン９Ａ、９
Ｂをそれぞれ形成して構成されている。そして、この２
つのＭＯＳＦＥＴ４、５は表面弾性波の半波長の奇数倍
ずれて配置されている。
表面弾性波の伝搬方向である左右のうち右側にＭＯＳＦ
ＥＴ４、５が形成される。ＭＯＳＦＥＴ４、５は、周知
のＭＯＳＦＥＴ製造技術を用いて、別々の素子活性領域
の半導体基板１上に各々ＭＯＳＦＥＴ４、５のゲート絶
縁膜を各々形成し、その各々のゲート絶縁膜上にゲート
電極７Ａ、７Ｂとソース８Ａ、８Ｂとドレイン９Ａ、９
Ｂをそれぞれ形成して構成されている。そして、この２
つのＭＯＳＦＥＴ４、５は表面弾性波の半波長の奇数倍
ずれて配置されている。
【００２０】なお、ＭＯＳＦＥＴ４のソース８Ａとドレ
イン９Ａの位置は逆でもよい。ＭＯＳＦＥＴ５もＭＯＳ
ＦＥＴ４と同様にＭＯＳＦＥＴ５のソース８Ｂとドレイ
ン９Ｂの位置は逆でもよい。
イン９Ａの位置は逆でもよい。ＭＯＳＦＥＴ５もＭＯＳ
ＦＥＴ４と同様にＭＯＳＦＥＴ５のソース８Ｂとドレイ
ン９Ｂの位置は逆でもよい。
【００２１】各々のＭＯＳＦＥＴ４、５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ＭＯＳ
ＦＥＴ４、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ＭＯＳＦＥＴ４、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。
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ＭＯＳ
ＦＥＴ４、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ＭＯＳＦＥＴ４、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。
【００２２】なお、図１（ａ）と図１（ｂ）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Ｃ
ＶＤ法により成膜したものであってもよい。
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Ｃ
ＶＤ法により成膜したものであってもよい。
【００２３】このように構成された高周波回路素子は、
表面弾性波フィルタ３からの表面弾性波によってＭＯＳ
ＦＥＴ４、５の特性が変化するので、ＭＯＳＦＥＴ４、
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。
表面弾性波フィルタ３からの表面弾性波によってＭＯＳ
ＦＥＴ４、５の特性が変化するので、ＭＯＳＦＥＴ４、
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。
【００２４】つまり、ミキサを構成することができる。
例えば、表面弾性波フィルタ３からの表面弾性波を搬送
波とし、ＭＯＳＦＥＴ４、５のゲート電極７Ａ、７Ｂ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、ＭＯＳＦＥＴ４、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。
例えば、表面弾性波フィルタ３からの表面弾性波を搬送
波とし、ＭＯＳＦＥＴ４、５のゲート電極７Ａ、７Ｂ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、ＭＯＳＦＥＴ４、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。
【００２５】具体的には、このミキサは、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。
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。
【００２６】本発明の第２の実施形態を図２〜図６を用
いて説明する。図２は、本発明の差動増幅器を構成する
回路図である。図３はＣＭＯＳ高周波回路素子の構成例
を示す。また、図４は図３の回路を用いたＩ−Ｑ信号回
路のブロック図である。図２に示すように、ディジタル
通信で必要なＩ−Ｑ信号を得るため、差動増幅器の能動
負荷となるカレントミラーを形成する２つのＭＯＳＦＥ
Ｔ１２、１３を、ＭＯＳＦＥＴ４、５と一緒に形成し
て、二つの差動対を構成する。
いて説明する。図２は、本発明の差動増幅器を構成する
回路図である。図３はＣＭＯＳ高周波回路素子の構成例
を示す。また、図４は図３の回路を用いたＩ−Ｑ信号回
路のブロック図である。図２に示すように、ディジタル
通信で必要なＩ−Ｑ信号を得るため、差動増幅器の能動
負荷となるカレントミラーを形成する２つのＭＯＳＦＥ
Ｔ１２、１３を、ＭＯＳＦＥＴ４、５と一緒に形成し
て、二つの差動対を構成する。
【００２７】半導体基板上での具体的な構成は、例えば
図５に示すように、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が作製し、同じく半
導体基板１の他の部分に成膜されたＭＯＳＦＥＴ４、
５、１２、１３を作製する。
図５に示すように、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が作製し、同じく半
導体基板１の他の部分に成膜されたＭＯＳＦＥＴ４、
５、１２、１３を作製する。
【００２８】表面弾性波フィルタ３は、周知のように、
例えば本実施の形態のように誘電体薄膜２の圧電媒質上
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
成する。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。
例えば本実施の形態のように誘電体薄膜２の圧電媒質上
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
成する。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。
【００２９】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。Ｍ
ＯＳＦＥＴ４、５、１２、１３は、周知のＭＯＳＦＥＴ
製造技術を用いて、別々の素子活性領域の半導体基板１
上に各々ＭＯＳＦＥＴ４、５、１２、１３のゲート絶縁
膜を各々形成し、その各々のゲート絶縁膜上にゲート電
極７Ａ、７Ｂ、１４、１５とソース８Ａ、８Ｂ、１６、
１８とドレイン９Ａ、９Ｂ、１７、１９をそれぞれ形成
して構成されている。
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。Ｍ
ＯＳＦＥＴ４、５、１２、１３は、周知のＭＯＳＦＥＴ
製造技術を用いて、別々の素子活性領域の半導体基板１
上に各々ＭＯＳＦＥＴ４、５、１２、１３のゲート絶縁
膜を各々形成し、その各々のゲート絶縁膜上にゲート電
極７Ａ、７Ｂ、１４、１５とソース８Ａ、８Ｂ、１６、
１８とドレイン９Ａ、９Ｂ、１７、１９をそれぞれ形成
して構成されている。
【００３０】各々のＭＯＳＦＥＴ１２、１３もＭＯＳＦ
ＥＴ１２、１３内部で電子の走行する方向が表面弾性波
の伝搬方向と平行であり、表面弾性波の半波長の奇数倍
ずれて位置している。また、カレントミラーを構成する
２つのＭＯＳＦＥＴは表面弾性波の半波長の奇数倍ずれ
て位置しているので、表面弾性波によるＭＯＳＦＥＴ特
性の変化は互いに逆になる。二つの差動対の配置は例え
ば図５では、半導体基板１上に表面弾性波フィルタ３の
表面弾性波の伝搬方向である左右のうち右側にＭＯＳＦ
ＥＴ４、５、１２、１３を形成している。
ＥＴ１２、１３内部で電子の走行する方向が表面弾性波
の伝搬方向と平行であり、表面弾性波の半波長の奇数倍
ずれて位置している。また、カレントミラーを構成する
２つのＭＯＳＦＥＴは表面弾性波の半波長の奇数倍ずれ
て位置しているので、表面弾性波によるＭＯＳＦＥＴ特
性の変化は互いに逆になる。二つの差動対の配置は例え
ば図５では、半導体基板１上に表面弾性波フィルタ３の
表面弾性波の伝搬方向である左右のうち右側にＭＯＳＦ
ＥＴ４、５、１２、１３を形成している。
【００３１】なお、図５ではＭＯＳＦＥＴ１２、１３と
表面弾性波フィルタ３の距離をＭＯＳＦＥＴ４、５と表
面弾性波フィルタ３の距離と１／４波長ずれたほぼ同じ
直線上になるように配置したが、ＭＯＳＦＥＴ１２、１
３は表面弾性波フィルタ３からの距離をＭＯＳＦＥＴ
４、５とほぼ同じ直線上である必要はなく、図６に示す
ようにＭＯＳＦＥＴ４、５の右側にＭＯＳＦＥＴ１２、
１３を配置してもかまわない。図３に示すＣＭＯＳ高周
波回路素子の構成例のように、差動増幅器を２つ、具体
的な配置構成例は図５及び図６に示すように、互いに表
面弾性波の１／４波長の奇数倍ずれて位置するように構
成する。
表面弾性波フィルタ３の距離をＭＯＳＦＥＴ４、５と表
面弾性波フィルタ３の距離と１／４波長ずれたほぼ同じ
直線上になるように配置したが、ＭＯＳＦＥＴ１２、１
３は表面弾性波フィルタ３からの距離をＭＯＳＦＥＴ
４、５とほぼ同じ直線上である必要はなく、図６に示す
ようにＭＯＳＦＥＴ４、５の右側にＭＯＳＦＥＴ１２、
１３を配置してもかまわない。図３に示すＣＭＯＳ高周
波回路素子の構成例のように、差動増幅器を２つ、具体
的な配置構成例は図５及び図６に示すように、互いに表
面弾性波の１／４波長の奇数倍ずれて位置するように構
成する。
【００３２】すると、各々の差動増幅器が表面弾性波か
ら影響を受けるタイミングが１／４波長分ずれるため、
２つの差動増幅器からの出力はＩ−Ｑ信号を構成する。
図４に示すように、移相器を用いずにＩ−Ｑ信号を構成
することができ、さらに小型化に寄与することができ
る。また３／４波長分ずらした場合も、片方を一波長分
ずらして考えてみればよく、実は１／４波長分ずれてい
るのと同じである。この場合も図４に示すように移相器
を省略することができる。
ら影響を受けるタイミングが１／４波長分ずれるため、
２つの差動増幅器からの出力はＩ−Ｑ信号を構成する。
図４に示すように、移相器を用いずにＩ−Ｑ信号を構成
することができ、さらに小型化に寄与することができ
る。また３／４波長分ずらした場合も、片方を一波長分
ずらして考えてみればよく、実は１／４波長分ずれてい
るのと同じである。この場合も図４に示すように移相器
を省略することができる。
【００３３】図２〜図６では差動対にＮＭＯＳＦＥＴを
用いて構成し、カレントミラーをＰＭＯＳＦＥＴを用い
て構成した。本発明の第３の実施形態として図７に示す
ように、図２〜図６の代わりに差動対をＰＭＯＳＦＥＴ
を用いて構成し、カレントミラーをＮＭＯＳＦＥＴを用
いて構成する。この場合の差動増幅器も、図５、図６の
差動増幅器と同等のミキサ機能を実現できた。図８と図
９には、こうしたミキ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８は送信側（変調時）の
機能ブロック図であり、図９は受信側（復調時）の機能
ブロック図である。
用いて構成し、カレントミラーをＰＭＯＳＦＥＴを用い
て構成した。本発明の第３の実施形態として図７に示す
ように、図２〜図６の代わりに差動対をＰＭＯＳＦＥＴ
を用いて構成し、カレントミラーをＮＭＯＳＦＥＴを用
いて構成する。この場合の差動増幅器も、図５、図６の
差動増幅器と同等のミキサ機能を実現できた。図８と図
９には、こうしたミキ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８は送信側（変調時）の
機能ブロック図であり、図９は受信側（復調時）の機能
ブロック図である。
【００３４】まず、図８について説明する。ミキサ１１
は例えば図２または図７に示すように構成され、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。ミキサ１１に入力される搬
送波は図８（ａ）に示すように、表面弾性波フィルタ３
から所定周波数の表面弾性波により形成されている。一
方、図８（ｂ）に示すように、音声がマイクロフォン１
４等、あるいはディジタル通信の場合にはエンコーダ等
によって電気信号に変換され、プリアンプ１５により増
幅された音声信号等の原信号は、ミキサ１１としての例
えばＭＯＳＦＥＴ４、５のゲート電極７Ａ、７Ｂに入力
される。
は例えば図２または図７に示すように構成され、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。ミキサ１１に入力される搬
送波は図８（ａ）に示すように、表面弾性波フィルタ３
から所定周波数の表面弾性波により形成されている。一
方、図８（ｂ）に示すように、音声がマイクロフォン１
４等、あるいはディジタル通信の場合にはエンコーダ等
によって電気信号に変換され、プリアンプ１５により増
幅された音声信号等の原信号は、ミキサ１１としての例
えばＭＯＳＦＥＴ４、５のゲート電極７Ａ、７Ｂに入力
される。
【００３５】ミキサ１１は、搬送波に原信号を乗せて、
図８（ｃ）に示すような変調波を出力する。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。次に、図９について
説明する。この場合にも、図８と同様、ミキサ１８は例
えば図２または図７に示すように構成され、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。ミキサ１８に入力される搬送波
は図９（ａ）に示すように、表面弾性波フィルタ３から
の所定周波数の表面弾性波により形成されている。
図８（ｃ）に示すような変調波を出力する。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。次に、図９について
説明する。この場合にも、図８と同様、ミキサ１８は例
えば図２または図７に示すように構成され、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。ミキサ１８に入力される搬送波
は図９（ａ）に示すように、表面弾性波フィルタ３から
の所定周波数の表面弾性波により形成されている。
【００３６】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、図９（ｂ）に示すような
既変調信号は、ミキサ１８としての例えばＭＯＳＦＥＴ
４、５のゲート電極７Ａ、７Ｂに入力される。ミキサ１
１からの出力信号は低域通過フィルタ２３を経て、図９
（ｃ）に示すような音声信号等の原信号となり、パワー
アンプ２４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、ディジタル通信の場合にはデ
コーダ等を介して音声信号として出力される。
プリアンプ２２で増幅された、図９（ｂ）に示すような
既変調信号は、ミキサ１８としての例えばＭＯＳＦＥＴ
４、５のゲート電極７Ａ、７Ｂに入力される。ミキサ１
１からの出力信号は低域通過フィルタ２３を経て、図９
（ｃ）に示すような音声信号等の原信号となり、パワー
アンプ２４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、ディジタル通信の場合にはデ
コーダ等を介して音声信号として出力される。
【００３７】
【発明の効果】以上、本発明の高周波回路素子によれ
ば、２つ以上のトランジスタでミキサを構成することが
可能であり、また、ＰＳＫ方式に不可欠なＩ−Ｑ信号も
移相器なしで実現できる。このためミキサを小型化でき
るだけでなく、移相器も省略できるため集積度の向上が
図られ、回路の小型化、軽量化に寄与する。
ば、２つ以上のトランジスタでミキサを構成することが
可能であり、また、ＰＳＫ方式に不可欠なＩ−Ｑ信号も
移相器なしで実現できる。このためミキサを小型化でき
るだけでなく、移相器も省略できるため集積度の向上が
図られ、回路の小型化、軽量化に寄与する。
【図１】 図１（ａ）は本発明の第１の実施形態による
高周波回路素子の構造を示す要部断面斜視図であり、図
１（ｂ）は要部断面図である。
高周波回路素子の構造を示す要部断面斜視図であり、図
１（ｂ）は要部断面図である。
【図２】 本発明の第２の実施形態に係わる差動増幅器
の回路図である。
の回路図である。
【図３】 本発明のＣＭＯＳ高周波回路素子の構成例を
示す図である。
示す図である。
【図４】 図３の回路を用いたＩ−Ｑ信号回路のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】 本発明の第２の実施形態に係わるＣＭＯＳ高
周波回路素子の他の構成例を示す図である。
周波回路素子の他の構成例を示す図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態に係わるＣＭＯＳ高
周波回路素子のさらに別の構成例を示す図である。
周波回路素子のさらに別の構成例を示す図である。
【図７】 本発明の第３の実施形態に係わる差動増幅器
の回路図を示す構成例を示す図である。
の回路図を示す構成例を示す図である。
【図８】 同実施形態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。
いた一例を示す機能ブロック図である。
【図９】 同実施形態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。
いた一例を示す機能ブロック図である。
【図１０】従来例を示す高周波回路素子の概略図であ
る。
る。
【図１１】従来例を示すＩ−Ｑ信号回路のブロック図で
ある。
ある。
【図１２】従来の移相器を用いた構成例を示す図であ
る。
る。
１、５１…半導体基板 ２…誘電体薄膜 ３…表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ ４、５…ＭＯＳＦＥＴ ６…すだれ状電極 ７…ゲート電極 ８…ソース ９…ドレイン ５２…共振子 ５３…ＭＯＳＦＥＴ ５４…可変容量ダイオード ５５…受動部品 ５６…電極 ５７…ボンディングワイヤ
Claims (4)
- 【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前記表面弾性波フィルタから発生
した表面弾性波の伝搬方向に複数のトランジスタとが配
置されてなる高周波回路素子において、 前記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となるように配置された前記ト
ランジスタが前記表面弾性波の伝搬方向において、前記
表面弾性波の半波長の奇数倍ずれて配置されていること
を特徴とする高周波回路素子。 - 【請求項２】 請求項１に記載の前記トランジスタが、
少なくとも２つのトランジスタで構成され、前記２つの
トランジスタがＣＭＯＳ型トランジスタであることを特
徴とする高周波回路素子。 - 【請求項３】 請求項１乃至請求項２に記載の前記トラ
ンジスタが、カレントミラーを構成することを特徴とす
る高周波回路素子。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３に記載の前記トラ
ンジスタが、前記表面弾性波の伝搬方向において前記表
面弾性波の波長の四分の一の奇数倍ずれて配置されてい
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 |
|---|---|---|---|
| JP9089592A JPH10284984A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 高周波回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9089592A JPH10284984A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 高周波回路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284984A true JPH10284984A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13975059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9089592A Withdrawn JPH10284984A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 高周波回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10284984A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010226183A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Hitachi Displays Ltd | 多入力一出力回路及び表示装置 |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP9089592A patent/JPH10284984A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010226183A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Hitachi Displays Ltd | 多入力一出力回路及び表示装置 |
| US8576214B2 (en) | 2009-03-19 | 2013-11-05 | Hitachi Displays, Ltd. | Display device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |