JPH10322141A - 高周波電力増幅器およびそれを用いた無線通信装置 - Google Patents

高周波電力増幅器およびそれを用いた無線通信装置

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JPH10322141A
JPH10322141A JP9129491A JP12949197A JPH10322141A JP H10322141 A JPH10322141 A JP H10322141A JP 9129491 A JP9129491 A JP 9129491A JP 12949197 A JP12949197 A JP 12949197A JP H10322141 A JPH10322141 A JP H10322141A
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frequency
voltage supply
power supply
circuit
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Isao Nasuno
功 那須野
Yohei Ichikawa
洋平 市川
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層基板を用い、高周波特性の向上を図った
高周波電力増幅器およびそれを用いた無線通信装置を提
供する。 【解決手段】 回路基板に、２段構成からなる増幅器を
構成する。この回路基板の第３層13をＧＮＤ層である第
２層12と第４層14間に形成し、第３層13に入力整合回路
2a内の信号伝送線路5a、前段増幅用トランジスタ1aの電
源電圧供給回路4a内の電圧供給線路9a、後段増幅用トラ
ンジスタ1bの電源電圧供給回路4b内の電圧供給線路9b
と、これらの線路間にＧＮＤ部31〜34を設けることで、
信号伝送線路と増幅用トランジスタの電圧供給線路間、
電圧供給線路間に高周波的なアイソレーションをとるこ
とができ、発振の防止、高周波特性の向上を図ることが
できる。また、整合回路の信号伝送線路を高周波的なア
イソレーションがとられている状態で内層に構成するこ
とができるため、高周波増幅器の占有面積を小型化が図
れる。また線路間にＧＮＤ部の接続をビアホールで行う
ことにより、さらに高周波的なアイソレーションがとる
ことができ、占有面積の小型化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波増幅器およ
びそれを用いた無線通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の無線通信装置における２段
構成の高周波電力増幅器の回路構成図を示す。図３にお
いて、1a，1bはそれぞれ前段増幅用トランジスタ，後段
増幅用トランジスタ、2a，2b，2cはそれぞれ入力部，段
間部，出力部の整合回路であり、それぞれ信号伝送線路
5a，5b，5cおよびコンデンサ、コイル、抵抗の集中定数
素子6a，6b，6cから構成される。3a，3bはそれぞれ前段
増幅用トランジスタ1a，後段増幅用トランジスタ1bのバ
イアス供給回路であり、それぞれ電圧供給線路7a，7b、
集中定数素子8a，8bから構成される。4a，4bはそれぞれ
前段増幅用トランジスタ1a，後段増幅用トランジスタ1b
の電源電圧供給回路であり、電圧供給線路9a，9b、およ
び集中定数素子10a，10bから構成される。
【０００３】図４は、従来の高周波電力増幅器を構成す
る４層からなる回路基板の層構造図であり、図４の各部
記号は図３の各部と対応している。ここで、回路基板
は、第１〜４層11〜14からなり、第３層13に前段増幅用
トランジスタ、後段増幅用トランジスタ1a，1bの電源電
圧供給回路4a，4b内の電圧供給線路9a，9b、入力整合回
路2a内の信号伝送線路5aを構成している。第１層11に第
３層13に構成した電源電圧供給回路4a，4b内の電圧供給
線路9a，9bと入力整合回路2a内の信号伝送線路5a以外の
高周波電力増幅器を構成する要素を含む。第２層12、第
４層14をグランド(ＧＮＤ)層として構成されており、ス
ルーホール101，102，103，104により電気的に接続され
ている。
【０００４】電源電圧供給回路4a，4b内の電圧供給線路
9a，9bをＧＮＤ層である第２層12と第４層14間の第３層
13に構成する。これにより、電圧供給線路9a，9bと第１
層11上に構成された整合回路2a，2b，2c内の信号伝送線
路間での相互作用を少なくすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図４に示
す高周波電力増幅器の構成では、前段増幅用トランジス
タ1aの電源電圧供給線路と後段増幅用トランジスタ1bの
電源電圧供給線路間や前段あるいは後段増幅用トランジ
スタの電源電圧供給線路と整合回路内の信号伝送線路間
に相互干渉が起こり、発振や歪み劣化が生じやすいとい
う問題点を有していた。
【０００６】また、高周波電力増幅器が形成されている
同一基板上に、高周波電力増幅器以外の回路が形成され
ている場合に、高周波電力増幅器の電源電圧供給線路や
信号伝送線路を形成している同一層に、無線通信装置を
構成する高周波増幅器以外の回路の電源電圧供給線路や
信号伝送線路を形成すると、高周波電力増幅器の電源電
圧供給線路や信号伝送線路と、高周波増幅器以外の回路
部品の電源電圧供給線路や信号伝送線路との間に高周波
的なアイソレーションがとれず、高周波特性の劣化が生
じやすいという問題点を有していた。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、小型化および高周波特性の向上を実現
することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決し目的を達成するために、上面および下面が導体層で
あり、内部に(Ｎ−２)層の導体層を持つＮ層回路基板
と、増幅用トランジスタと、集中定数素子と、信号伝送
線路と、バイアス供給線路と、電源電圧供給線路を有
し、第ｉ(１＜ｉ＜Ｎ)層と第ｋ(ｉ＜ｋ≦Ｎ)層をＧＮＤ
層とし、第ｊ(ｉ＜ｊ＜ｋ)層に前記増幅用トランジスタ
の電源電圧供給回路内の電圧供給線路と、前記電源電圧
供給線路の周囲に第ｉ層および第ｋ層と電気的に接続さ
れたＧＮＤ部を有している。
【０００９】本発明によれば、内層に構成された増幅用
トランジスタの電源電圧供給回路間、および電源電圧供
給回路と信号伝送線路間にＧＮＤ部を設けることで、高
周波的なアイソレーションをとることができ、発振の防
止、高周波特性の劣化を防ぐことができるという作用を
有する。
【００１０】また、整合回路内の信号伝送線路を、高周
波的なアイソレーションが取れている状態で内層に構成
することができ、高周波増幅器の占有面積を小型化でき
るという作用を有する。
【００１１】また、内層に構成された増幅用トランジス
タの電源電圧供給回路間、および電源電圧供給回路と信
号伝送線路間のＧＮＤ部の接続を層間のビアホールを用
いることにより、さらに高周波的なアイソレーションが
取ることができ、高周波増幅器の占有面積の小型化を図
ることができる。
【００１２】また、同一基板上に高周波増幅器以外の周
辺回路を構成する場合には、内層でのアイソレーション
を取ることにより、この周辺回路の電源供給線路や信号
伝送線路に対してアイソレーションが取ることができ、
高周波特性の劣化を防ぐことができるという作用を有す
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明するが、上面および下面が
導体層である４層からなる回路基板の場合について説明
する。
【００１４】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における２段構成の高周波電力増幅器の回路基板
の構成図である。図中11〜14は第１〜４層である。
【００１５】図１に示した２段構成の高周波電力増幅器
において、第２層12、第４層14はスルーホール部を除き
全面ＧＮＤである。
【００１６】高周波増幅器を構成する要素の内、前段増
幅用トランジスタ1a，後段増幅用トランジスタ1b、入力
整合回路2a内の集中定数素子6a、段間整合回路2b、出力
整合回路2c、バイアス供給回路3a，3b、および電源電圧
供給回路4a，4b内の集中定数素子5b，5cが、回路基板の
第１層11に構成されている。
【００１７】第３層13は第２層12，第４層14のＧＮＤ層
間にある。前段増幅用トランジスタ1a，後段増幅用トラ
ンジスタ1bの電源電圧供給回路4a，4b内の電圧供給線路
9a，9b、入力整合回路2a内の信号伝送線路5a、ＧＮＤ層
である第２層12と第４層14とスルーホール101，102，10
3，104により電気的に接続されたそれぞれのＧＮＤ部3
1，32，33，34は回路基板の第３層13に構成されてい
る。
【００１８】次に動作を説明すると、高周波信号は、入
力整合回路2aを通り、前段増幅用トランジスタ1aに入力
する。前段増幅用トランジスタ1aにより増幅された高周
波信号は、段間整合回路2bを通り、後段増幅用トランジ
スタ1bに入力する。後段増幅用トランジスタ1bにより増
幅された高周波信号は出力整合回路2cに入力する。
【００１９】バイアス供給回路3a，3bにより、それぞれ
前段増幅用トランジスタ1a、後段増幅用トランジスタ1b
にバイアス電圧が供給される。
【００２０】電源電圧供給回路4a，4bにより、それぞれ
前段増幅用トランジスタ1a、後段増幅用トランジスタ1b
に電源電圧が供給される。
【００２１】また、第３層13には段間整合回路2b、出力
整合回路2c内の各々の信号伝送線路5b，5cの一部あるい
は全部を含めても良い。
【００２２】第２層12と第４層14間の第３層13にドレイ
ン電源電圧供給回路4a，4b内の電圧供給線路9a，9b、入
力整合回路2a内の信号伝送線路5a以外に、電圧供給線路
間にＧＮＤ部33、電圧供給線路9aと入力整合回路内の信
号伝送線路5a間にＧＮＤ部32、入力整合回路内の信号伝
送線路5aの入力側にＧＮＤ部31、後段増幅用トランジス
タ1bの電源電圧供給回路4b内の電圧供給線路9bの出力側
にＧＮＤ部34を構成する。
【００２３】このように、電圧供給線路9a，9bの周囲に
ＧＮＤ層を設けることにより、高周波的なアイソレーシ
ョンが取れ、発振および高周波特性の劣化を防ぐことが
できる。
【００２４】また、高周波的なアイソレーションが取れ
た状態で、入力整合回路2aの信号伝送線路を第３層13に
構成できるため、高周波特性の劣化を招くことなしに、
第１層11での高周波増幅器の占める面積を小さくするこ
とができる。
【００２５】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２における２段構成の高周波電力増幅器の回路基板
の構成図である。ビアホール201，202，203，204によ
り、第３層に設けたＧＮＤ部31，32，33，34とＧＮＤ層
である第２層12を接続し、ビアホール205，206，207，2
08により、第３層に設けたＧＮＤ部31，32，33，34とＧ
ＮＤ層である第４層14を接続する。
【００２６】前記図１のようなＧＮＤ間をスルーホール
101〜104により接続した場合には、第１層11に構成する
増幅用トランジスタや集中定数素子の部品の実装位置お
よび、バイアス供給回路内の電圧供給線路や信号伝送線
路の形成箇所に制限が生じるが、層間ビアホールを用い
ることで表層の部品や線路配置の制限が少なくなり、占
有面積の小型化を図ることができる。
【００２７】さらに層間ビアホールは表層のパターンに
関係なく形成でき、図１のようなＧＮＤ間をスルーホー
ルを用いる場合より接続箇所を多く取ることができるの
で、ＧＮＤを強く取ることができる。従って、より高周
波的なアイソレーションを取ることができ、より発振お
よび高周波特性の劣化を防ぐことができる。
【００２８】なお、上記実施の形態では、回路基板構成
が４層からなる２段構成の高周波増幅器の場合で述べた
が、回路基板が５層以上のＮ層で構成される回路基板の
場合でも同様の構成ができ、１段あるいは３段以上で構
成される高周波増幅器でも同様の構成ができる。ただ
し、５層以上の基板に構成される場合、第ｉ(１＜ｉ＜
ｊ)層と第ｋ(ｉ＜ｋ≦Ｎ)層がＧＮＤ層、第ｊ(ｉ＜ｊ＜
ｋ)層に前段増幅用トランジスタ1a、後段増幅用トラン
ジスタ1bの電源電圧供給回路を構成されていることを必
要とする。また、第Ｎ層をＧＮＤとしない場合、第Ｎ層
に増幅用トランジスタや、集中定数素子や、バイアス供
給回路を形成しても構わない。
【００２９】また、高周波電力増幅器が形成されている
同一多層基板上に、高周波電力増幅器以外の回路が形成
され、高周波電力増幅器の電源電圧供給線路や信号伝送
線路を形成している同一層に、無線通信装置を構成する
高周波増幅器以外の回路の電源電圧供給線路や信号伝送
線路を形成する場合に、上記高周波電力増幅器の構成を
取ることによって、電源電圧供給線路や信号伝送線路
と、高周波増幅器以外の回路部品の電源電圧供給線路や
信号伝送線路との間に高周波的なアイソレーションが取
れ、高周波特性の劣化を防ぐことができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
層に構成された増幅用トランジスタの電源電圧供給線路
間、および電源電圧供給線路と信号伝送線路間にＧＮＤ
部を設けることで、高周波的なアイソレーションを取る
ことができ、発振の防止、高周波特性の劣化を防ぐこと
ができるという効果が得られる。
【００３１】また、整合回路内の信号伝送線路を、高周
波的なアイソレーションが取れている状態で内層に構成
することができ、高周波増幅器の占有面積を小型化でき
るという効果が得られる。
【００３２】また、内層に構成された増幅用トランジス
タの電源電圧供給線路間、および電源電圧供給線路と信
号伝送線路間のＧＮＤ部の接続を層間のビアホールを用
いることにより、さらに高周波的なアイソレーションが
取ることができ、高周波増幅器の占有面積の小型化を図
ることができる。
【００３３】また、同一基板上に高周波増幅器以外の周
辺回路を構成する場合に、内層でのアイソレーションを
取ることにより、この周辺回路の電源供給線路や信号伝
送線路に対してアイソレーションが取ることができ、高
周波特性の劣化を防ぐことができるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波増幅器の
回路基板の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２における高周波増幅器の
回路基板の構成を示す図である。
【図３】従来例の２段構成の高周波増幅器の回路基板の
構成を示す図である。
【図４】従来の高周波増幅器の回路基板の構成を示す図
である。
【符号の説明】
1a…前段増幅用トランジスタ、 1b…後段増幅用トラン
ジスタ、 2a，2b，2c…整合回路、 3a，3b…バイアス
供給回路、 4a，4b…電源電圧供給回路、 5a，5b，5c
…信号伝送線路、 6a，6b，6c，8a，8b，10a，10b…集
中定数素子、 7a，7b，9a，9b…電圧供給線路、 11〜
14…回路基板の第１〜４層、 31〜34…ＧＮＤ部、 10
1〜104…スルーホール、 201〜208…ビアホール。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上面および下面が導体層であり、少なく
    とも内部に(Ｎ−２)層の導体層を持つＮ層回路基板と、
    増幅用トランジスタと、電源電圧供給回路を有し、かつ
    第ｉ(１＜ｉ＜Ｎ)層と第ｋ(ｉ＜ｋ≦Ｎ)層をグランド層
    とし、第ｊ(ｉ＜ｊ＜ｋ)層に前記増幅用トランジスタの
    電源電圧供給回路内の電源電圧供給線路と、前記電源電
    圧供給線路の周囲に第ｉ層および第ｋ層とを電気的に接
    続されたグランド層を有することを特徴とする高周波電
    力増幅器。
  2. 【請求項２】 前記Ｎ層回路基板の第ｊ層に、信号伝送
    線路を有することを特徴とする請求項１記載の高周波電
    力増幅器。
  3. 【請求項３】 前記Ｎ層回路基板の第ｊ層の前記信号伝
    送線路の周囲に第ｉ層および第ｋ層と電気的に接続され
    たグランド層を有することを特徴とする請求項１記載の
    高周波電力増幅器。
  4. 【請求項４】 前記Ｎ層回路基板上の２個以上の増幅用
    トランジスタのそれぞれの電源電圧供給線路間に第ｉ層
    および第ｋ層と電気的に接続されたグランド層を有する
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１
    項記載の高周波電力増幅器。
  5. 【請求項５】 前記Ｎ層回路基板の第ｉ層と、第ｊ層の
    グランド層と、第ｋ層は、層間のビアホールにより電気
    的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし請
    求項４のいずれか１項記載の高周波電力増幅器。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５記載の高周波増幅器が形成
    されている前記Ｎ層回路基板上に、前記増幅器以外の回
    路部品が実装されていることを特徴とする無線通信装
    置。
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