JPS5884510A - Ｆｅｔ装置を用いたｒｆ増巾回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般にＲＦ増巾回路に係り、特に、大利得の１
つのトランジスタとして働く１対のトランジスタを用い
たＲＦ増巾器に係る。

砒化ガリウムのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）装置を
ＲＦ増巾回路に用いることは公知であシ、これらの装置
はマイクロ波増巾器の分野に特に有用である。然し乍ら
、公知の増巾回路は比較的複雑であり、回路内の砒化ガ
！ノウムトランジスタの性能によって最大利得が制限さ
れる。砒化ガリウムのＦＥＴは典型的に非ドープの砒化
ガリウムの絶縁基体と、ドープされた砒化ガリウムの薄
い表面層又はエピタキシャル層とを備えている。ＦＥＴ
装置のソース領域及びドレイン領域の上の表面層上にオ
ーミック接触部が互いに離れて設けられ、これらのオー
ミック接触部の中間の表面層にショットキー接触部が形
成され、これはＦＥＴの制御ゲートとして働く。

本発明の目的は改良されたＲＦ増巾器を提供することで
ある。

本発明の別の目的は大きな増巾利得を有するＲＦ増巾器
を提供することである。

本発明の特徴は１つの装置として働く１対のＦＥＴ装置
を用いることにある。

簡単に説明すれば、本発明によるモノリシックＲＦ増巾
器はオ冒及び■族の物質のよう々半導体物質の本体を備
えている。このモノリシック本体には、ソース、ゲート
及びドレイン接触部を有する第１のＦＥＴと、ソース、
ゲート及びドレイン接触部を有する第２のＦＥＴとが形
成される。第１のＦＥＴのゲート接触部とソース接触部
との間に入力信号を結合する手段が設けられ、第２のＦ
ＥＴのドレイン接触部とソース接触部との間から出力信
号を受は取る手段が設けられる。

ＲＦ受動回路網は、第１のＦＥＴを牙２のＦＥＴに相互
接続し、このＲＦ受動回路網は、オＩ　ＦＥＴのドレイ
ンと第２ＦＥＴのゲートとの間に接続された第１及び第
２の直列接続の伝送線と、この第１及び第２の伝送線の
共通端子と回路のアース電位との間に相互接続された第
３の伝送線とを備えている。

好ましい実施例では、この接続手段は、更に、第１ＦＥ
Ｔ。のソースを第１電位に接続する並列の第１抵抗及び
第１キヤパシタと、第２ＦＥＴのソースを第１電位に接
続する第２キヤパシタと、オ６の伝送線を第１電位に接
続する並列の第２抵抗及びツェナーダイオードとを備え
ている。第２抵抗は牙３キャパシタを第２キヤパシタ及
びツェナーダイオードへ相互接続する。

別の実施例では、受動回路網接続手段は、更に、全ての
作動電位を１つの印加電位から取シ出す手段を備えてい
る。第１ＦＥＴのソースと回路アースとの間には第１抵
抗及び第１キヤパシタが並列に接続される。オ６の伝送
線と回路アースとの間には牙２キャパシタ及びツェナー
ダイオードが並列に接続される。第２ＦＥＴのソースと
回路アースどの間には第３キヤパシタ４ｊ接続される。

第２抵抗は第３キヤパシタを第２キヤパシタ及びツェナ
ーダイオードへ相互接続する。第２ＦＥＴのドレインと
回路アースとの間には１つの電位が印加される。

本発明及びその更に別の目的及び特命は添付図面を参照
した以下の詳細な説明よシ容易に明らかとｋろう。

さて添付図面を説明すれば、牙１図は本発明によるＲＦ
増巾器の１実施例の回路図である。この増巾器は第１の
電界効果トランジスタ１０と、第２の電界効果トランジ
スタ１２と、参照番号１４で一般的に４．示されたＲＦ
相互接続・整合手段とを備えており、この手段はトラン
ジスタ１０と１２とを電気的に相互接続する。

外力端子１６はバンドワイヤ１８を経てトランジスタ１
０のゲートへ接続され、トランジスタ１０のソースは信
号（ＲＦ）アースへ接続される。

直流電圧の接点２０はインダクタ２２を経てトランジス
タ１２のドレイン及び増巾器出力端子２４に接続される
。トランジスタ１２０ソースは信号（ＲＦ）アースへ接
続される。

ＲＦ接続手段１４は第１の伝送線２６及び第２の伝送＃
Ｊ２８を備え、これらはトランジスタ１０のドレインと
トランジスタ１２のゲートとの間に直列に接続されてい
る。第３の伝送線３０は直列接続された伝送Ｉｗ２６．
２８の共通端子と信号（ＲＦ）アースとに接続される。

第２図を参照して以下に述べるようにモノリシック回路
形態においては、伝送線がマイクロストリップ−より成
り、その長さ及びインピーダンスは増巾器の作動周波数
によって決定される。

第２図は第１図のＲＦ増巾器をモノリシック集積回路で
実施した場合の斜視図である。牙Ｉ及びＶ族の物質はキ
ャリキの移動度が高いので、この回路はマイクロ波に利
用する場合には砒化ガリウム等の基体に形成されるのが
好ましい。この実施例では、砒化ガリウムの基体４０は
その１端に形成された第１トランジスタ１０と、その他
端に形成された牙２トランジスタ１２とを有５している
。

これらのトランジスタは一般構造のものであり、成る厚
みのＮ型物質を形成するようにスズ（砒化ガリウムの場
合）のよう々適当なドープ剤でドープされたエピタキシ
ャル層にソース領域及びドレイン領斌が形成される。ソ
ース接触部４１及びドｖ　イｙ　Ｗ　触部４３　ハ金−
ゲルマニウムーニッケル合金のようなオーミック接触物
質でアシ、ゲート接触部はアルミニウム金属化部分４２
によって形成されたショットキーバリヤである。同様に
、トランジスタ１２はオーミックソース接触部４４と、
ショットキーバリヤ接触部４５と、オーミックドレイン
接触部４６とを有している。

ＲＦ接続手段は、砒化ガリウム基体の下面に設けられた
金属プレート５０及び基体上面に設けられた導電性パタ
ーン２６，２Ｂ及び３０を含むマイクロストリップで構
成される。Ｘバンドの使用目的（即ち７−１．３　ＧＨ
ｚ　）の場合は、伝送線２６．０インピーダンスが９０
Ωでその長さが４３ミル（’１．［］８１１１１）であ
り、伝送線２８のインピーダンスが９０Ωでその長さが
１９ミル（０，４８１１１）であり、そして伝送線′５
０のインピーダンスが９・、０Ωでその長さが３７ミル
（０，９３１１１１）である。伝送線２８は導電性金属
ブリッジ５２によってトランジスタ１２のゲート接触部
４５へ接続され、ブリッジ５２は伝送線２８とゲート接
触部４５との接触点のみにおいて砒化ガリウム本体−一
物理的に接触する。

牙３図は第２図の装置に対する利得対作動周波数のグラ
フである。破線６０及び６２は１つの電界効果トランジ
スタを有する砒化ガリウムの対応増巾回路の利得を表わ
しておシ、そして実線６１及び６３は第２図の増巾器の
利得を表″わしている。

第２図の回路の利得は単１トランジスタの増巾回路の利
得よシも約ＯｄＢ大きいことが明らかであろう。

第４図はＲＦアース及びＤＣアースの両方を与える付加
的なバイアス回路を第１図の回路に含ませた本発明の別
の実施例の電気回路図である。この実施例では、トラン
ジスタ１０のソースは並列なキャパシタ７０及び抵抗７
１を経て回路アースに接続され、トランジスタ１０のゲ
ートはインダクタ７５ｔｌ−経て回路アースに接続され
る。伝送線３０はキャパシタ７２を経て回路アースに接
続され、ツェナーダイオード７３はキャパシタ７２にま
たがる最大電圧を制限するようにキャパシタ７２１に分
路する。トランジスタ１２のソースはキャパシタ７４を
経てアースされ、抵抗７５はキャパシタ７４とキャパシ
タ７２とツェナーダイオード７３とを相互接続する。直
流電圧の接点２０はインダクタ２２を経てトランジスタ
１２のドレインに接続される。この１つの直流接点２０
は牙４図の回路網を経て両トランジスタ１２及び１，１
０に直流バイアスを与、ｔＪ。

本発明によるＲＦ増巾器は１９８１年７月発行の雑誌Ｍ
ＩＣＲＯＷＡＶＥＳに示されたように業界の認可を受け
ている。本発明の回路は大きな利得を与え、作動中安定
であることが示されている。本増巾器は一般の半導体技
術を用いて容易に製造され、本回路は所望の作動周波数
に容易に調整できる。

本回路は単１の共通ソースの砒化ガリウム電界効果１ラ
ンジスタ増巾器と同様に機能するが、利得が大きく且つ
逆方向のアイソレーションが改善されている。

特定の実施例について本発明を説明したが、これは本発
明を解説するものであって本発明をこれに限定するもの
ではない。本発明の真の精神及び範囲から逸脱すること
なく種々の修正や変更がなされ得ることが当業者に明ら
かであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例によるＲＦ増巾器の電気回路
図、 第２図は第１図の回路をモノリシック集積回路形態で示
した斜視図、 第３図は第２図の実施例に対する利得対作動周波数のグ
ラフ、そして 第４図は本発明の別の実温゛論の電気回路図である。 １０・・・第１の電界効果トランジスタ１２・・・第２
の電界効果トランジスタ１４・・・ＲＦ相互接続・整合
手段 １６・・・入力端子 ２０・・・直流電圧接点 ２２・・・インダクタ ２４・・・出力端子 ２６・・・第１の伝□送線 ２８・・・第２の伝送線 ３０・・・第３の伝送線 第１頁の続き ０発　明　者　リチャード・プレイシー・ゴールド アメリカ合衆国マサチューセラ ツ州０１８０３バーリントン・キャ ムブリッジ・ストリート８０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ソース接触部、ドレイン接触部及びゲート接触部
   を有する牙１のＦＥＴと、 ソース接触部、ドレイン接触部及びゲート接触部を有す
   る第２のＦＥＴ、、 上記オＩ　ＦＥＴの上記ゲート接触部に入力信号を与え
   る手段と、 上記オｌＦＥＴの上記ソース接触部を第１電位に接続す
   る手段と、 上記第２ＦＥＴの上記ソース接触部を第２電位に接続す
   る手段と、 上記第２　ＦＥＴの上記ドレイン接触部ｔ−オ６電位に
   接続する手段と、 上記第ｌＦＥＴ１に上記第２ＦＥＴに接続する接続手段
   であって、上記オＩ　ＦＥＴの上記ドレイン接触部と上
   記第２Ｆ’ＥＴの上記ゲート接触部との間に接続された
   第１及び第２の直列接続の伝送線、及びこれらの第１及
   び第２伝送線の共通端子と第４電位とに相互接続された
   オ６の伝送線とを備えているよう々接続手段と、 上記第２ＦＥＴの上記ドレイン接触部から出力信号を取
   り出す手段とを具備したことを特徴とするＲＦ増巾器。 ２、上記オｌＦＥＴ及び上記第２ＦＥＴはモノリシック
   半導体本体に形成され、上記第１伝送線、上記第２伝送
   線及び上記第３伝送線はマイクロストリップより成る特
   許請求の範囲第１項に記載のＲＦ増巾器。 ３、上記半導体本体は牙ｌ及び■族の半導体物質より成
   り、上記マイクロストリップは上記本体の片面に設けら
   れたアースプレートと、上記本体の反対面に設けられた
   導電性パターンとを備えている特許請求の範囲第１項に
   記載のＲＦ増巾器。 ４、　上記接続手段は、更に、上記オＩＦ、ＥＴの上記
   ソースを上記第１電位に接続する並列の第１抵抗及び第
   １キヤパシタと、上記第２ＦＥＴの上記ソースを上記第
   １電位に接続する第２キャパシタと、上記オ６の伝送線
   を上記第１電位に接続する並列の第２の抵抗及びツェナ
   ーダイオードと、上記第３キヤパシタを上記第２キヤパ
   シタ及び上記ツェナーダイオードに相互接続する第２抵
   抗とを備えた特許請求の範囲牙１項に記載のＲＦ増巾器
   。