JPH11298264A - 高周波電力増幅回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱性の改善を図った高周波電力増幅回路装
置を提供する。 【解決手段】 ２枚のセラミック基板１１ａ，１１ｂを
積層してセラミック多層回路基板１１を構成し、上層の
第１セラミック基板１１ａの上面に入力側整合回路２１
と出力側整合回路２３を互いに分離して形成し、下層の
第２セラミック基板１１ｂの上面にバイアス回路２４を
形成し、多層回路基板１１上に半導体素子２２を実装す
る。このときバイアス回路２４は出力側整合回路２３の
形成領域と重なる領域内に形成する。多層回路基板１１
は必要最小限の２枚の基板を積層してなるため、その厚
さは必要最小限の厚さに設定可能となり、半導体素子２
２の放熱性が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波通信機器に
用いられる高周波電力増幅回路装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器の発達に伴い、１つの機
能を持つ回路を小型回路基板上に構成したハイブリッド
モジュールが用いられている。このようなハイブリッド
モジュールとしては特定の機能を持つものが多種類存在
し、必要に応じて新しい機能を持つモジュールも作られ
ている。

【０００３】このようなハイブリッドモジュールは１つ
の機能を集積した小型部品として扱われており、親回路
基板上に半田付け実装されて用いられ、装置組立て作業
の簡略化や装置の小型化等に大いに貢献している。

【０００４】ハイブリッドモジュールは、単層或いは多
層の回路基板と、この回路基板に形成された配線用導
体、及び回路基板に実装された複数の回路部品から構成
されている。回路基板としては、ガラスエポキシ等の材
料を用いたものもあるが、近年ではセラミックを用いた
ものが主流を占め、更に単層から多層にすることによっ
てモジュール自体の小型化が図られている。

【０００５】さらに、近年の移動体通信システムに用い
られている携帯電話、自動車電話等の高周波通信機器の
普及とその小型化に伴って、高周波電力増幅用ハイブリ
ッドモジュール（以下、高周波電力増幅回路装置と称す
る）が製造され、高周波通信機器の親回路基板上に実装
して用いられるようになった。

【０００６】上記の高周波電力増幅回路装置は、図２に
示すように、入力側整合回路２１、電解効果トランジス
タ等の半導体素子２２、出力側整合回路２３、及びバイ
アス回路２４から構成され、通常大電力を扱う回路であ
る。

【０００７】この様な大電力を扱う高周波電力増幅回路
装置を小型化するためには、放熱性を高める必要がある
ので、放熱性の良いセラミック多層基板が用いられてい
る。

【０００８】従来の高周波電力増幅回路装置の例とし
て、特開平８−３３５８３６号公報及び特開平９−９３
０４９号公報にその構成の詳細が開示されている。

【０００９】これらの従来例の高周波電力増幅回路装置
は、図３に示すように、第１乃至第３セラミック基板２
６ａ〜２６ｃを積層してなるセラミック多層回路基板２
６の上面に半導体素子２２等の電子部品を実装すること
により構成されている。

【００１０】また、最上層に設けられた第１セラミック
基板２６ａの上面には、電力増幅用の電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）等の半導体素子２２が実装されると共に
入力側及び出力側の整合回路２１，２３が形成されてい
る。

【００１１】第２セラミック基板２６ｂの上面には周縁
部を除くほぼ全面に接地導体からなるグランド層２７が
形成され、第３セラミック基板２６ｃの上面にはλ／４
線路２４ａ等からなるバイアス回路２４が形成されてい
る。

【００１２】さらに、第３セラミック基板２６ｃの下面
には、周縁部を除くほぼ全面に接地導体２８が形成され
ている。

【００１３】前述のように整合回路２１，２３とバイア
ス回路２４との間にグランド層２７を設けることによ
り、整合回路２１とバイアス回路２５との間における信
号の干渉を防止している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来例の高周波電力増幅回路装置では、セラミック多
層回路基板２６の内層にグランド層２７を設けているた
め、グランド層２７が形成される第２セラミック基板２
６ｂの厚さだけ多層回路基板２６の厚みが増してしま
う。

【００１５】このため、多層回路基板２６の上面に実装
されている半導体素子２２等が発した熱の放熱性が低下
していた。

【００１６】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、放熱
性の改善を図った高周波電力増幅回路装置を提供するこ
とにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、多層回路基板上に実装された高周波電力
増幅用の半導体素子を備えると共に、前記半導体素子の
入力端子と回路入力端子との間に介在された入力側整合
回路と、前記半導体素子の出力端子と回路出力端子との
間に介在された出力側整合回路と、前記半導体素子の出
力端子と電源端子との間に介在されたバイアス回路とが
前記多層回路基板に形成されてなり、前記回路入力端子
から入力された高周波信号を前記半導体素子によって増
幅して前記回路出力端子から出力する高周波電力増幅回
路装置において、前記多層回路基板は、前記入力側整合
回路と前記出力側整合回路とが互いに分離された状態で
表面に形成された基板及び前記バイアス回路が表面に形
成された基板の２枚の基板を、一方の基板表面の回路が
内層となるように積層してなり、且つ、前記バイアス回
路は前記出力側整合回路の形成領域と重なる領域内に形
成されていると共に、前記多層回路基板の裏面に遮蔽用
の接地導体が設けられている高周波電力増幅回路装置を
提案する。

【００１８】該高周波電力増幅回路装置によれば、前記
入力側整合回路と出力側整合回路とが多層回路基板の面
方向に離して形成され、さらに出力側整合回路とバイア
ス回路が前記多層回路基板の厚さ方向に重ねて形成され
ているので、前記入力側整合回路と前記バイアス回路と
は重ならない。これにより、入力側整合回路を流れる増
幅前の高周波信号と、前記出力側整合回路及びバイアス
回路を流れる増幅後の高周波信号との間の干渉が防止さ
れる。また、前記多層回路基板は必要最小限の２枚の基
板を積層してなるため、多層回路基板の厚さは必要最小
限の厚さに設定可能となり、前記半導体素子の放熱性が
高められる。さらに、本装置を任意の機器の親回路基板
上に実装したときも、前記多層回路基板の裏面に設けら
れた接地導体によって、親回路基板に形成されている回
路と本装置の高周波電力増幅回路との間が遮蔽され、こ
れらの回路間の誘導或いは容量結合による信号の干渉を
防止できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態の高
周波電力増幅回路装置を示す概略分解斜視図である。図
において、前述した従来例と同一構成部分は同一符号を
もって表す。即ち、１０は高周波電力増幅回路装置（以
下、電力増幅回路装置と称する）で、第１及び第２セラ
ミック基板１１ａ，１１ｂを積層してなるセラミック多
層回路基板（以下、多層回路基板と称する）１１の上面
に半導体素子２２等の電子部品を実装することにより構
成されている。

【００２０】上層に設けられた第１セラミック基板１１
ａの上面には、電力増幅用の電界効果トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）等の半導体素子２２がほぼ中央部に実装されると
共に、半導体素子２２を境とした一方の側に入力側整合
回路２１が形成され、他方の側に出力側整合回路２３が
形成されている。

【００２１】一方、下層の第２セラミック基板１１ｂの
上面には、出力側整合回路２３の形成位置と重なる領域
内にλ／４線路２４ａ等からなるバイアス回路２４が形
成され、装置外部からバイアス回路２４を介して通電す
ることにより半導体素子２２の出力側がバイアスされ
る。

【００２２】さらに、第２セラミック基板１１ｂの下
面、即ち多層回路基板１１の底面には、周縁部を除くほ
ぼ全面に接地導体２８が形成されている。

【００２３】これらの第１及び第２セラミック基板１１
ａ，１１ｂを積層することにより、バイアス回路２４が
内層に形成された多層回路基板１１が構成される。

【００２４】また、多層回路基板１１の側面には複数の
リードレス電極１２が設けられ、これらのリードレス電
極１２のそれぞれが、増幅対象となる高周波信号を入力
側整合回路２１に入力するための回路入力端子、半導体
素子２２によって増幅され出力側整合回路２３によって
インピーダンス整合された信号を外部に出力するための
回路出力端子、バイアス回路２４に電源を接続する電源
端子及び接地端子となっている。

【００２５】上記構成よりなる電力増幅回路装置１０に
よれば、多層回路基板１１は必要最小限の２枚のセラミ
ック基板１１ａ，１１ｂを積層して構成されているた
め、多層回路基板１１の厚さは必要最小限の厚さに設定
可能となり、従来例の多層回路基板よりも厚みを薄くす
ることができ、半導体素子２２の放熱性を高めることが
できる。

【００２６】また、入力側整合回路２１と出力側整合回
路２３とを半導体素子２２を挟んで互いに分離するよう
に形成すると共に、出力側整合回路２３とほぼ重なるよ
うにバイアス回路２４を形成したので、入力側整合回路
２１とバイアス回路２３とが重ならない。これにより、
入力側整合回路２１を流れる増幅前の高周波信号と、出
力側整合回路２３及びバイアス回路２４を流れる増幅後
の高周波信号との間の干渉、或いは半導体素子２２の入
力側と出力側との間の信号の回り込みを防止することが
でき、電力利得の低下、動作不安定等の特性劣化を生ず
ることがない。

【００２７】さらに、本装置１０を任意の高周波機器の
親回路基板上に実装した場合、多層回路基板１１の裏面
に設けられた接地導体２８によって、親回路基板に形成
されている回路と本装置１０の高周波電力増幅回路との
間が遮蔽され、これらの回路間の誘導或いは容量結合に
よる信号の干渉を防止することができる。

【００２８】尚、上記実施形態では、多層回路基板１１
の上面に入力側及び出力側整合回路２１，２３を形成
し、バイアス回路２４を内層に形成したが、これに限定
されることはなく、多層回路基板１１の上面にバイアス
回路２４を形成し、入力側及び出力側整合回路２１，２
３を内層に形成しても同様の効果を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
層回路基板が必要最小限の２枚の基板を積層してなるた
め、多層回路基板の厚さは必要最小限の厚さに設定可能
となり、前記多層基板に実装される半導体素子の放熱性
が高められる。また、入力側整合回路と出力側整合回路
が多層回路基板の面方向に互いに離して形成され、さら
に出力側整合回路とバイアス回路が前記多層回路基板の
厚さ方向に重ねて形成されているので、前記入力側整合
回路を流れる増幅前の高周波信号と、前記出力側整合回
路及びバイアス回路を流れる増幅後の高周波信号との間
の干渉が防止され、電力利得の低下、動作不安定等の特
性劣化を防止することができる。さらに、本装置を任意
の機器の親回路基板上に実装したときも、前記多層回路
基板の裏面に設けられた接地導体によって、親回路基板
に形成されている回路と本装置の高周波電力増幅回路と
の間が遮蔽され、これらの回路間の誘導或いは容量結合
による信号の干渉を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の高周波電力増幅回路装置
を示す概略分解斜視図

【図２】従来例の高周波電力増幅回路を示す図

【図３】従来例の高周波電力増幅回路装置を示す概略分
解斜視図

【符号の説明】

１０…高周波電力増幅回路装置、１１…セラミック多層
回路基板、１１ａ…第１セラミック基板、１１ｂ…第２
セラミック基板、１２…リードレス電極、２１…入力側
整合回路、２２…半導体素子、２３…出力側整合回路、
２４…バイアス回路、２４ａ…λ／４線路、２８…接地
導体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 正信 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 鐸木 哲哉 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層回路基板上に実装された高周波電力
   増幅用の半導体素子を備えると共に、前記半導体素子の
   入力端子と回路入力端子との間に介在された入力側整合
   回路と、前記半導体素子の出力端子と回路出力端子との
   間に介在された出力側整合回路と、前記半導体素子の出
   力端子と電源端子との間に介在されたバイアス回路とが
   前記多層回路基板に形成されてなり、前記回路入力端子
   から入力された高周波信号を前記半導体素子によって増
   幅して前記回路出力端子から出力する高周波電力増幅回
   路装置において、 前記多層回路基板は、前記入力側整合回路と前記出力側
   整合回路とが互いに分離された状態で表面に形成された
   基板及び前記バイアス回路が表面に形成された基板の２
   枚の基板を、一方の基板表面の回路が内層となるように
   積層してなり、 且つ、前記バイアス回路は前記出力側整合回路の形成領
   域と重なる領域内に形成されていると共に、 前記多層回路基板の裏面に遮蔽用の接地導体が設けられ
   ていることを特徴とする高周波電力増幅回路装置。