JPH11346129A - Microwave amplifier - Google Patents
Microwave amplifierInfo
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- JPH11346129A JPH11346129A JP15155698A JP15155698A JPH11346129A JP H11346129 A JPH11346129 A JP H11346129A JP 15155698 A JP15155698 A JP 15155698A JP 15155698 A JP15155698 A JP 15155698A JP H11346129 A JPH11346129 A JP H11346129A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、広帯域な周波数
特性を有する小型なマイクロ波増幅器に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small-sized microwave amplifier having a wide frequency characteristic.
【0002】[0002]
【従来の技術】広帯域な周波数特性を有するマイクロ波
増幅器に、直列のインダクタと並列のキャパシタを多段
接続したはしご型回路が用いられてきた。そして集中定
数素子を用いることが困難となるマイクロ波帯において
は、インダクタを伝送線路やスパイラルインダクタ、キ
ャパシタを先端開放スタブやMIM(Metal−In
sulator−Metal)キャパシタで構成してい
た。2. Description of the Related Art A ladder circuit in which a series inductor and a parallel capacitor are connected in multiple stages to a microwave amplifier having a wide frequency characteristic has been used. In a microwave band where it is difficult to use a lumped element, an inductor is used as a transmission line or a spiral inductor, and a capacitor is used as an open-end stub or MIM (Metal-In).
(sullator-metal) capacitor.
【0003】図5はIEICE Trans.ELEC
TRON.,VOL.E78−C,Sep.1995,
“A Wideband Monolithic Lo
ssy Match Power Amplifier
Having an LPF/HPF−Combin
ed Interstage Network”にある
広帯域増幅器の整合回路の回路図である。図中、30は
能動素子、31は伝送線路、32はMIMキャパシタ、
33はバイアホールである。伝送線路31は直列のイン
ダクタとして機能し、MIMキャパシタ32は接地を取
るためのバイアホール33と併せて並列のキャパシタと
して機能し、両者は能動素子30に対する整合回路を構
成する。[0005] FIG. 5 shows IEICE Trans. ELEC
TRON. , VOL. E78-C, Sep. 1995,
“A Wideband Monolithic Lo
ssy Match Power Amplifier
Have an LPF / HPF-Combin
ed Interstage Network "is a circuit diagram of a matching circuit of a wide band amplifier. In the figure, 30 is an active element, 31 is a transmission line, 32 is a MIM capacitor,
33 is a via hole. The transmission line 31 functions as a series inductor, the MIM capacitor 32 functions as a parallel capacitor together with a via hole 33 for grounding, and both form a matching circuit for the active element 30.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】広帯域増幅器の整合回
路に用いられるインダクタ、キャパシタからなるはしご
型回路は、集中定数素子を用いることができない高い周
波数帯においては、伝送線路や先端開放スタブを用いた
分布定数回路により構成される。しかし能動素子のイン
ピーダンスが低い場合や周波数帯域が広い場合は、必要
なインダクタ、キャパシタの値が大きくなり、それに伴
い分布定数回路の大型化を招いてしまう問題点があっ
た。A ladder circuit composed of an inductor and a capacitor used in a matching circuit of a broadband amplifier uses a transmission line or an open-end stub in a high frequency band where a lumped element cannot be used. It is composed of a distributed constant circuit. However, when the impedance of the active element is low or when the frequency band is wide, the required values of the inductor and the capacitor are increased, which causes a problem that the size of the distributed constant circuit is increased.
【0005】さらに、インダクタに関してはその値が大
きい場合は分布定数回路の線路長が長くなり、大型とな
るばかりでなくその特性が狭帯域となってしまう問題点
があった。Further, when the value of the inductor is large, there is a problem that the line length of the distributed constant circuit becomes long, so that not only the size becomes large but also the characteristic becomes narrow.
【0006】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、広帯域増幅器の整合回路に求められるイ
ンダクタ、キャパシタを小型な回路で実現し、広帯域な
特性のマイクロ波増幅器を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to realize a microwave amplifier having a wide band characteristic by realizing an inductor and a capacitor required for a matching circuit of a wide band amplifier with a small circuit. And
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るマ
イクロ波増幅器は、基板上に形成されテーパ状に線路幅
が変化するマイクロストリップ線路と、このマイクロス
トリップ線路の側面全面にわたって同様にその幅がテー
パ状に変化する誘電体ブリッジと、前記誘電体ブリッジ
をバイアホールで終端したキャパシタ素子とからなる回
路を用いたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a microwave amplifier comprising a microstrip line formed on a substrate and having a tapered line width, and a microstrip line extending over the entire side surface of the microstrip line. A circuit comprising a dielectric bridge whose width changes in a tapered shape and a capacitor element which terminates the dielectric bridge with a via hole is used.
【0008】請求項2の発明に係るマイクロ波増幅器
は、所定の距離を隔てて配置した2つの伝送線路の間に
金属パターンを離隔して複数配置し、隣接する前記金属
パターンの互いに異なる側の端をエアーブリッジまたは
ボンデイングワイヤで接続して構成したインダクタンス
素子を用いたものである。According to a second aspect of the present invention, in the microwave amplifier, a plurality of metal patterns are arranged between two transmission lines spaced apart from each other by a predetermined distance, and a plurality of metal patterns are arranged on different sides of the adjacent metal patterns. This uses an inductance element whose ends are connected by an air bridge or a bonding wire.
【0009】請求項3の発明に係るマイクロ波増幅器
は、エアーブリッジまたはボンデイングワイヤでスパイ
ラルインダクタンスを構成し、且つ、スパイラルの途中
に接続中継用の金属パターンを設けた回路を用いたもの
である。A microwave amplifier according to a third aspect of the present invention uses a circuit in which a spiral inductance is formed by an air bridge or a bonding wire and a metal pattern for connection relay is provided in the middle of the spiral.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1に係るマイクロ波増幅器の構成図を示すも
のである。この構成図の上面図において、1は一端に対
して他端が先細りなったテーパ線路、2は誘電体ブリッ
ジ、3はバイアホール、8は能動素子である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 shows a configuration diagram of a microwave amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. In the top view of this configuration diagram, reference numeral 1 denotes a tapered line whose other end is tapered with respect to one end, 2 is a dielectric bridge, 3 is a via hole, and 8 is an active element.
【0011】そして、断面図において、4は基板、5は
地導体、6は誘電体、7は導体である。誘電体ブリッジ
2はテーパ線路1、誘電体6、導体7からなっており、
キャパシタ素子として機能する。またテーパ線路1、基
板4、地導体5はマイクロストリップ線路を構成してお
り、能動素子8に対する整合回路として機能する。In the sectional view, 4 is a substrate, 5 is a ground conductor, 6 is a dielectric, and 7 is a conductor. The dielectric bridge 2 comprises a tapered line 1, a dielectric 6, and a conductor 7,
Functions as a capacitor element. Further, the tapered line 1, the substrate 4, and the ground conductor 5 constitute a microstrip line, and function as a matching circuit for the active element 8.
【0012】次に本実施の形態に係るマイクロ波増幅器
の動作を図2に基づいて説明する。同図はインダクタ、
キャパシタのはしご型整合回路により、能動素子のイン
ピーダンスが信号源インピーダンスにインピーダンス変
換される様子を示したスミスチャートである。能動素子
のインピーダンスZFETは通常信号源インピーダンス
Z0より低い値となるため、例えば図中○の地点に位置
する。そして図中に示したインダクタ、キャパシタから
なる回路により図中矢印で示す軌跡を描き、信号源イン
ピーダンスにインピーダンス変換される。Next, the operation of the microwave amplifier according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The figure shows an inductor,
6 is a Smith chart showing how the impedance of an active element is converted into a signal source impedance by a ladder-type matching circuit of a capacitor. Since the impedance ZFET of the active element usually has a lower value than the signal source impedance Z0, it is located at, for example, a point indicated by a circle in FIG. Then, a trajectory indicated by an arrow in the drawing is drawn by a circuit composed of the inductor and the capacitor shown in the drawing, and the impedance is converted into a signal source impedance.
【0013】インピーダンス変換の際、整合回路に必要
な各インダクタの値は能動素子から信号源側に進むにつ
れて大きくなり、各キャパシタの値は逆に小さくなる。
従って図1に示すように、能動素子に近い側はテーパ線
路1、誘電体ブリッジ2の幅を広くしてキャパシタの値
を大きくし、信号源側に進むにつれてその幅を小さくし
てインダクタを大きくした整合回路を用いることで、図
2のようなインピーダンス変換を行うことができる。At the time of impedance conversion, the value of each inductor required for the matching circuit increases from the active element toward the signal source, and the value of each capacitor decreases.
Therefore, as shown in FIG. 1, on the side close to the active element, the width of the tapered line 1 and the dielectric bridge 2 is increased to increase the value of the capacitor, and the width is reduced toward the signal source side to increase the inductor. By using the matching circuit described above, impedance conversion as shown in FIG. 2 can be performed.
【0014】また、誘電体ブリッジ2をテーパ線路1に
沿って配置することで、図1の回路は図2のはしご型回
路を非常に大きい段数で多段接続した回路と見なすこと
ができる。整合回路の帯域幅ははしご型回路の段数の増
加と共に増加するため、キャパシタをMIMキャパシタ
や先端開放スタブを用いて離散的に配置した場合に比べ
て、小型かつ広帯域な整合回路を実現することができ
る。By arranging the dielectric bridge 2 along the tapered line 1, the circuit of FIG. 1 can be regarded as a circuit in which the ladder-type circuit of FIG. Since the bandwidth of the matching circuit increases as the number of stages of the ladder-type circuit increases, it is possible to realize a small and wide-band matching circuit compared to a case where capacitors are discretely arranged using MIM capacitors or open-ended stubs. it can.
【0015】以上のように実施の形態1の構成によれ
ば、整合回路にテーパ線路、誘電体ブリッジとバイアホ
ールからなるインピーダンス変成器を用いることで、広
帯域な特性を有する小型な増幅器を構成することができ
る。As described above, according to the configuration of the first embodiment, a small amplifier having a wide band characteristic is configured by using an impedance transformer composed of a tapered line, a dielectric bridge, and a via hole in a matching circuit. be able to.
【0016】実施の形態2.図3はこの発明の実施の形
態2に係るマイクロ波増幅器の構成を示すものである。
図中、12は短冊形の金属パターン、13はエアブリッ
ジまたはボンディングワイヤ、14は能動素子である。Embodiment 2 FIG. 3 shows a configuration of a microwave amplifier according to Embodiment 2 of the present invention.
In the figure, 12 is a strip-shaped metal pattern, 13 is an air bridge or a bonding wire, and 14 is an active element.
【0017】次に動作について説明する。エアブリッジ
またはボンディングワイヤ13は、伝送線路に比べて小
径にすることができ、また伝送線路と異なり基板から離
れて配置されるため、インダクタ成分が大きく、キャパ
シタ成分が小さい。従って伝送線路より短い長さで所望
のインダクタを得ることができる。Next, the operation will be described. The air bridge or the bonding wire 13 can be made smaller in diameter than the transmission line, and unlike the transmission line, is arranged away from the substrate, so that the inductor component is large and the capacitor component is small. Therefore, a desired inductor can be obtained with a shorter length than the transmission line.
【0018】なお金属パターン12はエアブリッジまた
はボンディングワイヤ13を結ぶ際の中継点として機能
し、エアブリッジまたはボンディングワイヤの物理的強
度を保ち、またインダクタとしての特性の再現性を向上
させる機能を有している。The metal pattern 12 functions as a relay point when connecting the air bridge or the bonding wire 13, has a function of maintaining the physical strength of the air bridge or the bonding wire, and improving the reproducibility of characteristics as an inductor. doing.
【0019】以上のように実施の形態2によれば、整合
回路のインダクタの一部をエアブリッジまたはボンディ
ングワイヤで構成することで、広帯域な特性を有する小
型な増幅器を構成することができる。As described above, according to the second embodiment, by forming a part of the inductor of the matching circuit with an air bridge or a bonding wire, a small amplifier having a wide band characteristic can be formed.
【0020】実施の形態3.図4はこの発明の実施の形
態3に係るマイクロ波増幅器の構成を示すものである。
図中、20は金属パターン、21はエアブリッジまたは
ボンディングワイヤ、22は能動素子である。Embodiment 3 FIG. 4 shows a configuration of a microwave amplifier according to Embodiment 3 of the present invention.
In the figure, 20 is a metal pattern, 21 is an air bridge or a bonding wire, and 22 is an active element.
【0021】次に動作について説明する。エアブリッジ
またはボンディングワイヤ21は、伝送線路に比べて小
径にすることができ、また伝送線路と異なり基板から離
れて配置されるため、インダクタ成分が大きく、キャパ
シタ成分が小さい。従ってそれらをスパイラル状に配置
することで、伝送線路で構成されるスパイラルインダク
タに比べてより小さな面積で所望のインダクタを得るこ
とができる。Next, the operation will be described. The air bridge or bonding wire 21 can be made smaller in diameter than the transmission line and, unlike the transmission line, is arranged away from the substrate, so that the inductor component is large and the capacitor component is small. Therefore, by arranging them in a spiral shape, a desired inductor can be obtained with a smaller area than a spiral inductor formed by a transmission line.
【0022】なお金属パターン20はエアブリッジまた
はボンディングワイヤ21を結ぶ際の中継点として機能
し、エアブリッジまたはボンディングワイヤ21の物理
的強度を保ち、またインダクタとしての特性の再現性を
向上させる機能を有している。The metal pattern 20 functions as a relay point when connecting the air bridge or the bonding wire 21 to maintain the physical strength of the air bridge or the bonding wire 21 and to improve the reproducibility of characteristics as an inductor. Have.
【0023】以上のように実施の形態3によれば、整合
回路のインダクタを、スパイラル状に配置したエアブリ
ッジまたはボンディングワイヤで構成することで、広帯
域な特性を有する小型な増幅器を構成することができ
る。As described above, according to the third embodiment, by forming the inductor of the matching circuit with an air bridge or a bonding wire arranged in a spiral shape, it is possible to form a small amplifier having a wide band characteristic. it can.
【0024】[0024]
【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に示すような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【0025】請求項1の発明によれば、基板上に形成さ
れテーパ状に線路幅が変化するマイクロストリップ線路
と、このマイクロストリップ線路の側面全面にわたって
同様にその幅がテーパ状に変化する誘電体ブリッジと、
前記誘電体ブリッジをバイアホールで終端したキャパシ
タ素子とからなる回路を用いたので、広帯域な特性を有
する小型な増幅器を構成することができるという効果が
ある。According to the first aspect of the present invention, a microstrip line formed on a substrate and having a line width that changes in a tapered manner, and a dielectric body whose width similarly changes in a tapered shape over the entire side surface of the microstrip line. A bridge,
Since a circuit including the dielectric bridge and a capacitor element terminated with a via hole is used, there is an effect that a small amplifier having wideband characteristics can be configured.
【0026】請求項2の発明によれば、所定の距離を隔
てて配置した2つの伝送線路の間に金属パターンを離隔
して複数配置し、隣接する前記金属パターンの互いに異
なる側の端をエアーブリッジまたはボンデイングワイヤ
で接続して構成したインダクタンス素子を用いたので、
広帯域な特性を有する小型な増幅器を構成することがで
き、また伝送線路より短い長さで所望のインダクタを得
ることができるという効果がある。According to the second aspect of the present invention, a plurality of metal patterns are arranged apart from each other between two transmission lines arranged at a predetermined distance, and the ends of the adjacent metal patterns on different sides are air-connected. Since an inductance element configured by connecting with a bridge or a bonding wire was used,
There is an effect that a small amplifier having broadband characteristics can be formed, and a desired inductor can be obtained with a shorter length than the transmission line.
【0027】また、金属パターンはエアブリッジまたは
ボンディングワイヤを結ぶ際の中継点として機能し、エ
アブリッジまたはボンディングワイヤの物理的強度を保
ち、またインダクタとしての特性の再現性を向上させる
ことができるという効果がある。Further, the metal pattern functions as a relay point when connecting the air bridge or the bonding wire, thereby maintaining the physical strength of the air bridge or the bonding wire and improving the reproducibility of characteristics as an inductor. effective.
【0028】請求項3の発明によれば、エアーブリッジ
またはボンデイングワイヤでスパイラルインダクタンス
を構成し、且つ、スパイラルの途中に接続中継用の金属
パターンを設けた回路を用いたので、広帯域な特性を有
する小型な増幅器を構成することができ、また伝送線路
で構成されるスパイラルインダクタより小さな面積で所
望のインダクタを得ることができるという効果がある。According to the third aspect of the present invention, since a spiral inductance is constituted by an air bridge or a bonding wire and a circuit pattern for connecting and connecting is provided in the middle of the spiral, a wide band characteristic is obtained. There is an effect that a small amplifier can be formed, and a desired inductor can be obtained with a smaller area than a spiral inductor formed by a transmission line.
【図1】 この発明の実施の形態1を示すマイクロ波増
幅器の図である。FIG. 1 is a diagram of a microwave amplifier according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の実施の形態1の動作の説明に用い
るスミスチャートである。FIG. 2 is a Smith chart used for describing the operation of the first embodiment of the present invention.
【図3】 この発明の実施の形態2を示すマイクロ波増
幅器の図である。FIG. 3 is a diagram of a microwave amplifier according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 この発明の実施の形態3を示すマイクロ波増
幅器の図である。FIG. 4 is a diagram of a microwave amplifier according to a third embodiment of the present invention.
【図5】 従来の広帯域増幅器の構成例を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional wideband amplifier.
1 テーパ線路、2 誘電体ブリッジ、3、33 バイ
アホール、4 基板、5 地導体、6 誘電体、7 導
体、8、14、22、30 能動素子、12、20 金
属パターン、13、21 エアブリッジまたはボンディ
ングワイヤ、31 伝送線路、32 MIMキャパシ
タ。Reference Signs List 1 tapered line, 2 dielectric bridge, 3, 33 via hole, 4 substrate, 5 ground conductor, 6 dielectric, 7 conductor, 8, 14, 22, 30 active element, 12, 20 metal pattern, 13, 21 air bridge Or bonding wires, 31 transmission lines, 32 MIM capacitors.
Claims (3)
基板上に形成されテーパ状に線路幅が変化するマイクロ
ストリップ線路と、このマイクロストリップ線路の側面
全面にわたって同様にその幅がテーパ状に変化する誘電
体ブリッジと、前記誘電体ブリッジをバイアホールで終
端したキャパシタ素子とからなる回路を用いたことを特
徴とするマイクロ波増幅器。In a matching circuit of a microwave amplifier,
A microstrip line formed on a substrate and having a tapered line width, a dielectric bridge having a tapered width over the entire side surface of the microstrip line, and a via hole terminating the dielectric bridge. A microwave amplifier using a circuit comprising a capacitor element formed as described above.
所定の距離を隔てて配置した2つの伝送線路の間に金属
パターンを離隔して複数配置し、隣接する前記金属パタ
ーンの互いに異なる側の端をエアーブリッジまたはボン
デイングワイヤで接続して構成したインダクタンス素子
を用いたことを特徴とするマイクロ波増幅器。2. A matching circuit for a microwave amplifier, comprising:
An inductance element in which a plurality of metal patterns are arranged apart from each other between two transmission lines arranged at a predetermined distance, and ends of adjacent metal patterns on different sides are connected by an air bridge or a bonding wire. A microwave amplifier, comprising:
エアーブリッジまたはボンデイングワイヤでスパイラル
インダクタンスを構成し、且つ、スパイラルの途中に接
続中継用の金属パターンを設けた回路を用いたことを特
徴とするマイクロ波増幅器。3. A matching circuit for a microwave amplifier,
A microwave amplifier comprising a circuit in which a spiral inductance is formed by an air bridge or a bonding wire and a metal pattern for connection relay is provided in the middle of the spiral.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15155698A JP3588415B2 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Microwave amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15155698A JP3588415B2 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Microwave amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11346129A true JPH11346129A (en) | 1999-12-14 |
JP3588415B2 JP3588415B2 (en) | 2004-11-10 |
Family
ID=15521115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15155698A Expired - Fee Related JP3588415B2 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Microwave amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3588415B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004328190A (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Renesas Technology Corp | High frequency power amplifier module |
-
1998
- 1998-06-01 JP JP15155698A patent/JP3588415B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004328190A (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Renesas Technology Corp | High frequency power amplifier module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3588415B2 (en) | 2004-11-10 |
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