JPS6024713A - 前置増幅器 - Google Patents
前置増幅器Info
- Publication number
- JPS6024713A JPS6024713A JP13242383A JP13242383A JPS6024713A JP S6024713 A JPS6024713 A JP S6024713A JP 13242383 A JP13242383 A JP 13242383A JP 13242383 A JP13242383 A JP 13242383A JP S6024713 A JPS6024713 A JP S6024713A
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- JP
- Japan
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- input
- amplifier
- preamplifier
- matching circuit
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はマイクロ波通信機器やＳＨＦ受信機等に利用さ
れ、特にＳＨＦ帯の衛星放送受信機の前置増幅器に応用
される前置増幅器に関するものである。
れ、特にＳＨＦ帯の衛星放送受信機の前置増幅器に応用
される前置増幅器に関するものである。
従来例の構成とその問題点
最近、ＧａＡｓ Ｆ Ｅ Ｔは著しく低雑音化が進み、
１２ＧＨｚ での雑音指数が１．５ｄＢを割るものも開
発さ”れるようになった。このようなＧａＡｓ Ｆ Ｅ
Ｔの低雑音化にともない、ＧａＡｓ Ｆ Ｅ ＴはＳ
ＨＦ受信機の前置増幅器として利用されるようになって
λ１ きている。しかし、ＧａＡｇ Ｆ Ｅ Ｔを前置
増幅器の増幅素子として用いるには解決しなければなら
ない問題点が多々あったＯその最大のものはＧａＡｓＦ
、Ｅ Ｔの雑音指数最小時の入力インビーダンが整合
状態から大きくずれており、ＶＳＷＲが３前後の時に増
幅器としての雑音指数が最小になることである。入力Ｖ
ＳＷＲの大きい前置増幅器をＳＨＦ受信機に用いること
は、ＳＨＦ受信機と、それに接続されるアンテナとの整
合性に問題が生じる。
１２ＧＨｚ での雑音指数が１．５ｄＢを割るものも開
発さ”れるようになった。このようなＧａＡｓ Ｆ Ｅ
Ｔの低雑音化にともない、ＧａＡｓ Ｆ Ｅ ＴはＳ
ＨＦ受信機の前置増幅器として利用されるようになって
λ１ きている。しかし、ＧａＡｇ Ｆ Ｅ Ｔを前置
増幅器の増幅素子として用いるには解決しなければなら
ない問題点が多々あったＯその最大のものはＧａＡｓＦ
、Ｅ Ｔの雑音指数最小時の入力インビーダンが整合
状態から大きくずれており、ＶＳＷＲが３前後の時に増
幅器としての雑音指数が最小になることである。入力Ｖ
ＳＷＲの大きい前置増幅器をＳＨＦ受信機に用いること
は、ＳＨＦ受信機と、それに接続されるアンテナとの整
合性に問題が生じる。
従って、従来は（１）雑音指数が最少になるよ、うに設
計した前置増幅器の入力側に挿入損失の小さいアイソレ
ータを付加してアンテナとの整合性を確保するか、ある
いは（２）前置増幅器の入力インピーダンスを利得整合
に設計してアンテナとの整合性を確保する方法が用いら
れていた。
計した前置増幅器の入力側に挿入損失の小さいアイソレ
ータを付加してアンテナとの整合性を確保するか、ある
いは（２）前置増幅器の入力インピーダンスを利得整合
に設計してアンテナとの整合性を確保する方法が用いら
れていた。
しかし、（１）の方法では挿入損失の非常に少ないアイ
ソレータが必要になるためＳＨＦ受信機の構成が複雑に
なると同時に価格も高くなる。更にはアイソレータの挿
入損失だけＳＨＦ受信機の雑音指数が劣化するという欠
点を有している。（２）の方法では前置増幅器を利得整
合に設計しているため、前置増幅器の雑音指数は雑音整
合時に比較して大きく劣化する。更には入力整合回路が
複雑になるとともに入力整合回路での入力信号の損失が
増大することによる前置増幅器の雑音指数の劣化が大き
くなる等の欠点があった。
ソレータが必要になるためＳＨＦ受信機の構成が複雑に
なると同時に価格も高くなる。更にはアイソレータの挿
入損失だけＳＨＦ受信機の雑音指数が劣化するという欠
点を有している。（２）の方法では前置増幅器を利得整
合に設計しているため、前置増幅器の雑音指数は雑音整
合時に比較して大きく劣化する。更には入力整合回路が
複雑になるとともに入力整合回路での入力信号の損失が
増大することによる前置増幅器の雑音指数の劣化が大き
くなる等の欠点があった。
発明の目的
本発明の目的はアイソレータを使用することなく、しか
もアンテナとの整合性を考慮した入力インピーダンスを
有する雑音指数の劣化が少ない前置増幅器を提供するこ
とを目的とするものである。
もアンテナとの整合性を考慮した入力インピーダンスを
有する雑音指数の劣化が少ない前置増幅器を提供するこ
とを目的とするものである。
発明の構成
本発明の前置増幅器は、この増幅器の段数が通常２段な
いし３段で構成されることに着目し、初段増幅器の入力
整合回路を増幅素子の入力端子のどく近傍に設けた容量
性の先端開放スタブで構成して入力整合回路を簡素化す
るとともに、初段増幅器の入力インピーダンスが雑音整
合に近い状態になるように初段増幅器の入力インピーダ
ンスを設計しζ次段増幅器の入力整合回路を増幅素子の
入力端子のごく近傍に設けた容量性の先端開放スタブと
入力端子から約％波長雑れた位置に設けた容量性の先端
開放スタブとで構成して、次段増幅器の入力ＶＳＷＲが
周波数の高くなるに従って大きくなるように設計すると
ともに、初段増幅器の増幅素子と次段増幅器の増幅素子
間の距離を、初段増幅器と次段増幅器とを接続した時の
初段増幅器の入力ＶＳＷＲが初段増幅器単体で測定した
時の初段増幅器の入力ＶＳＷＲに比べて小さくなるよう
に設定したものである。一 実施例の説明 以下に本発明の詳細な説明する。
いし３段で構成されることに着目し、初段増幅器の入力
整合回路を増幅素子の入力端子のどく近傍に設けた容量
性の先端開放スタブで構成して入力整合回路を簡素化す
るとともに、初段増幅器の入力インピーダンスが雑音整
合に近い状態になるように初段増幅器の入力インピーダ
ンスを設計しζ次段増幅器の入力整合回路を増幅素子の
入力端子のごく近傍に設けた容量性の先端開放スタブと
入力端子から約％波長雑れた位置に設けた容量性の先端
開放スタブとで構成して、次段増幅器の入力ＶＳＷＲが
周波数の高くなるに従って大きくなるように設計すると
ともに、初段増幅器の増幅素子と次段増幅器の増幅素子
間の距離を、初段増幅器と次段増幅器とを接続した時の
初段増幅器の入力ＶＳＷＲが初段増幅器単体で測定した
時の初段増幅器の入力ＶＳＷＲに比べて小さくなるよう
に設定したものである。一 実施例の説明 以下に本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明による前置増幅器の初段増幅器のみを示
す図である。図においてＧａＡｓ Ｆ Ｅ Ｔ等の半導
体増幅素子１のゲート端子２には入力ストリップ線路３
が接続され、ゲート端子２の近傍には、容量性の先端開
放スタブ４，４′からなる入力整合回路が設けられてい
る。半導体増幅素子１のドレイン端子５には出力ストリ
ップ線路６が接続され、ドレイン端子５の近傍には、容
量性の先端開放スタブ７．７７からなる出力整合回路が
設けられている。ここで先端開放スタブ４．イとゲート
端子２間の線路長は、前置増幅器の入力信号の中第２図
は第１図の初段増幅器単体の入力インピーダンスの反射
損失（ｒｅｔｕｒｎ １ｏｓｓ）を示す特性図である。
す図である。図においてＧａＡｓ Ｆ Ｅ Ｔ等の半導
体増幅素子１のゲート端子２には入力ストリップ線路３
が接続され、ゲート端子２の近傍には、容量性の先端開
放スタブ４，４′からなる入力整合回路が設けられてい
る。半導体増幅素子１のドレイン端子５には出力ストリ
ップ線路６が接続され、ドレイン端子５の近傍には、容
量性の先端開放スタブ７．７７からなる出力整合回路が
設けられている。ここで先端開放スタブ４．イとゲート
端子２間の線路長は、前置増幅器の入力信号の中第２図
は第１図の初段増幅器単体の入力インピーダンスの反射
損失（ｒｅｔｕｒｎ １ｏｓｓ）を示す特性図である。
初段増幅器単体での入力インピーダンスの反射損失は低
域側周波数１１．７ＧＨ２では約ｓｄＢ、高域側周波数
１２．２ＧＨｚでは約６ｄＢで、周波数が高くなるに従
って反射損失は小さくなっている。
域側周波数１１．７ＧＨ２では約ｓｄＢ、高域側周波数
１２．２ＧＨｚでは約６ｄＢで、周波数が高くなるに従
って反射損失は小さくなっている。
つ−１１、入力ＶＳＷＲは周波数とともに大きく在って
いる。この時の初段増幅器の入力インピーダンスは雑音
整合時の入力インピーダンスに近い状態に設定されてい
る。なお、初段増幅器単体の出力インピーダンスは生端
開放スタブ７．７’によ叙はぼ整合状態に設定されてい
る。
いる。この時の初段増幅器の入力インピーダンスは雑音
整合時の入力インピーダンスに近い状態に設定されてい
る。なお、初段増幅器単体の出力インピーダンスは生端
開放スタブ７．７’によ叙はぼ整合状態に設定されてい
る。
第３図は本発明による前置増幅器の次段増幅器のみを示
す図である。図において、ＧａＡｓ Ｆ Ｅ Ｔ等の半
導体増幅素子１１のゲート端子１２には入力ストリップ
線路、１３が接続され、ゲート端子１２の近傍に設けら
れた容量性の先端開放スタブ１４置に設けられた容量性
の先端開放スタブ１４′からなる入力整合回路が入カス
トＩＪツブ線路１３に設けられている。半導体増幅素子
１１のドレイン端子１５には出力ストリップ線路１６が
接続され、ドレイン端子１５の近傍には、容量性の先端
開放スタブ１７ 、１７’からなる出力整合回路が設け
られている。ここで先端開放スタブ１４とゲート′端タ
ブ１７ 、１７’とドレイン端子１５間の線路長は第４
図は第２図の次段増幅器の入力インピーダンスの反射損
失を示す特性図である。
す図である。図において、ＧａＡｓ Ｆ Ｅ Ｔ等の半
導体増幅素子１１のゲート端子１２には入力ストリップ
線路、１３が接続され、ゲート端子１２の近傍に設けら
れた容量性の先端開放スタブ１４置に設けられた容量性
の先端開放スタブ１４′からなる入力整合回路が入カス
トＩＪツブ線路１３に設けられている。半導体増幅素子
１１のドレイン端子１５には出力ストリップ線路１６が
接続され、ドレイン端子１５の近傍には、容量性の先端
開放スタブ１７ 、１７’からなる出力整合回路が設け
られている。ここで先端開放スタブ１４とゲート′端タ
ブ１７ 、１７’とドレイン端子１５間の線路長は第４
図は第２図の次段増幅器の入力インピーダンスの反射損
失を示す特性図である。
次段増幅器単体での入力インピーダンスの反射損失は低
域側周波数１１．７ＧＨｚでは約２０ ｄＢ 。
域側周波数１１．７ＧＨｚでは約２０ ｄＢ 。
高域側周波数１２．２ ＧＨｚでは７．ｄＢで、周波数
が高くなるに従って反射損失は大きくなっている。
が高くなるに従って反射損失は大きくなっている。
つまり、入力ＶＳＷＲは周波数とともに太きくなってい
る。
る。
なお、次段増幅器単体の出力インピーダンスは先端開放
スタブ１７，１７’により、はぼ整合状態に設定されて
いる。
スタブ１７，１７’により、はぼ整合状態に設定されて
いる。
第５図は第１図に示された初段増幅器と第３図に示され
た次段増幅器を接続してなる本発明の一実施例を示す２
段増幅器による前置増幅器の平面先端開放ストリップ線
路が平行結合してなるインクディジタル結合線路から構
成されている。そして初段増幅素子１と次段増幅素子１
１間の線路長ｌは（１＋■）λｈ≦ｌ≦（１＋ｉ λｈ
（ここでλ５はＳＨＦ前置増幅器の入力信号の高域側周
波数での波長）の条件が満足されるように設定されてい
る０ 第６図は第５図に示す実施例の入力インピーダンスの反
射損失を示す特性図である。入力インピーダンスの反射
損失は、１１．７ＧＨ２では約１１ｄＢ 、１２．（）
ＧＨｚでは約８ｄＢ、１２．２ＧＨｚでは約９ｄＢであ
る。この特性を、初段増幅器単体の入力インピーダンス
の反射損失を示す第２図と比較すると、第２図では反射
損失の最大値は１２．２ＧＨｚのｅｄＢであるのに対し
て、第６図では反射損失の最大値は１２ 、 ｏｃｉＨ
ｚ でのａｄＢである。
た次段増幅器を接続してなる本発明の一実施例を示す２
段増幅器による前置増幅器の平面先端開放ストリップ線
路が平行結合してなるインクディジタル結合線路から構
成されている。そして初段増幅素子１と次段増幅素子１
１間の線路長ｌは（１＋■）λｈ≦ｌ≦（１＋ｉ λｈ
（ここでλ５はＳＨＦ前置増幅器の入力信号の高域側周
波数での波長）の条件が満足されるように設定されてい
る０ 第６図は第５図に示す実施例の入力インピーダンスの反
射損失を示す特性図である。入力インピーダンスの反射
損失は、１１．７ＧＨ２では約１１ｄＢ 、１２．（）
ＧＨｚでは約８ｄＢ、１２．２ＧＨｚでは約９ｄＢであ
る。この特性を、初段増幅器単体の入力インピーダンス
の反射損失を示す第２図と比較すると、第２図では反射
損失の最大値は１２．２ＧＨｚのｅｄＢであるのに対し
て、第６図では反射損失の最大値は１２ 、 ｏｃｉＨ
ｚ でのａｄＢである。
本実施例では、前置増幅器の入力整合回路は簡単な先端
開放スタブ４，４′のみで構成されておシ、しかも次段
増幅器の入力整合回路を簡単な先端開放スタブ１４，１
４’のみで構成すると同時に、前置増幅器を構成する初
段増幅素子１と次段増幅素子１１間を結ぶストリップ線
路の線路長ｌを（１＋７）λ５≦ｌ≦（１＋荷）λ５の
条件を満足するように設定することにより、前置増幅器
の入力ＶＳＷＲは、初段増幅器単体の入力ＶＳＷＲ−よ
りも小さくなるように改善される。しかも、この時の前
置増幅器の入力ＶＳ、ＷＲの改善による雑音指数の劣化
は、初段増幅器単体の入力ＶＳＷＲの改善に伴なう雑音
指数の劣化に比較して少ｔくて済む。なお、ｌの値が上
記の範囲を超えると、ＶＳＷＲの改善はあ−１：９みら
れず反射損失は第２図に示すように大きい寸まとなる。
開放スタブ４，４′のみで構成されておシ、しかも次段
増幅器の入力整合回路を簡単な先端開放スタブ１４，１
４’のみで構成すると同時に、前置増幅器を構成する初
段増幅素子１と次段増幅素子１１間を結ぶストリップ線
路の線路長ｌを（１＋７）λ５≦ｌ≦（１＋荷）λ５の
条件を満足するように設定することにより、前置増幅器
の入力ＶＳＷＲは、初段増幅器単体の入力ＶＳＷＲ−よ
りも小さくなるように改善される。しかも、この時の前
置増幅器の入力ＶＳ、ＷＲの改善による雑音指数の劣化
は、初段増幅器単体の入力ＶＳＷＲの改善に伴なう雑音
指数の劣化に比較して少ｔくて済む。なお、ｌの値が上
記の範囲を超えると、ＶＳＷＲの改善はあ−１：９みら
れず反射損失は第２図に示すように大きい寸まとなる。
更にｌの値が上記の範囲内であると、前置増幅器の入力
整合回路は構成が簡単で、初段増幅素子１の入力端子２
から約％波長以下の短い位置に形成されているだめ、入
力整合回路の挿入損失による前置増幅器の雑音指数の劣
化を極めて少なく押えられる。
整合回路は構成が簡単で、初段増幅素子１の入力端子２
から約％波長以下の短い位置に形成されているだめ、入
力整合回路の挿入損失による前置増幅器の雑音指数の劣
化を極めて少なく押えられる。
第７図ａ、ｂは本発明の別の実施例を示す構造 □図で
ある。図において９は金属導体で、その一端は入力スト
リップ線路３に接続され、その他端は導波管１０内に突
出している。そして、初段増幅素子１のゲート端子２か
ら金属導体９までの距離は入力信号の中心周波数の半波
長以下に設定している。１８は誘電体基板で、誘電体基
板１８上にストリップ線路で形成された入力整合回路や
出力整合回路等が構成されている。それ以外の構成は第
５図と全く同じである。
ある。図において９は金属導体で、その一端は入力スト
リップ線路３に接続され、その他端は導波管１０内に突
出している。そして、初段増幅素子１のゲート端子２か
ら金属導体９までの距離は入力信号の中心周波数の半波
長以下に設定している。１８は誘電体基板で、誘電体基
板１８上にストリップ線路で形成された入力整合回路や
出力整合回路等が構成されている。それ以外の構成は第
５図と全く同じである。
本実施例では、前置増幅器の入力端子であるゲート端子
２に接続されるストリップ線路３の線路長を入力信号半
波長以下と短かく選ぶと同時に、前置増幅器の入力線路
を導波管構成にすることにより、伝播損失の大きなスト
リップ線路３による前置増幅器の雑音指数の劣化を非常
に少なくできるものである。
２に接続されるストリップ線路３の線路長を入力信号半
波長以下と短かく選ぶと同時に、前置増幅器の入力線路
を導波管構成にすることにより、伝播損失の大きなスト
リップ線路３による前置増幅器の雑音指数の劣化を非常
に少なくできるものである。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、初段増幅器の入力整
合回路が極めて簡素化されているため、入力整合回路に
よる入力信号の損失が少ない。従って前置増幅器の雑音
指数の劣化が少ないと同時に、前置増幅器の回路寸法が
小さくできる。さらに、前置増幅器の入力ＶＳＷＲを、
初段増幅器単体時の入力ＶＳＷＲよシも小さくできると
同時に、前置増幅器の入力ＶＳＷＲの改善による雑音指
数の劣化が少なくて済む。
合回路が極めて簡素化されているため、入力整合回路に
よる入力信号の損失が少ない。従って前置増幅器の雑音
指数の劣化が少ないと同時に、前置増幅器の回路寸法が
小さくできる。さらに、前置増幅器の入力ＶＳＷＲを、
初段増幅器単体時の入力ＶＳＷＲよシも小さくできると
同時に、前置増幅器の入力ＶＳＷＲの改善による雑音指
数の劣化が少なくて済む。
流側の初段増幅器単体の入力インピーダンスの反図は第
３図に示した実施例の次段増幅器単体の入力インピーダ
ンスの反射損失の周波数特性図、第５図は本発明による
前置増幅器の一実施例を示す概略平面図、第６図は第５
図に示した実施例の前置増幅器の入力インピーダンスの
反射損失の周波１．１１・・・・・・増幅素子、３，１
３・・入カストリｙプ線路、４ 、４’ 、 １４ 、
１４・・−・・・入力整合回路、６．１６・・・・・出
力ストリップ線路、７．７’。 １７．１７’・・・・・・出力整合回路、８・・・・・
・直流阻止回路、９・・・・・・金属導体、１０・・・
・・・導波管。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第２図 第３図 第 ４ 図 入カイリ周達数（（ｉＨＨ）第５図 第６図
３図に示した実施例の次段増幅器単体の入力インピーダ
ンスの反射損失の周波数特性図、第５図は本発明による
前置増幅器の一実施例を示す概略平面図、第６図は第５
図に示した実施例の前置増幅器の入力インピーダンスの
反射損失の周波１．１１・・・・・・増幅素子、３，１
３・・入カストリｙプ線路、４ 、４’ 、 １４ 、
１４・・−・・・入力整合回路、６．１６・・・・・出
力ストリップ線路、７．７’。 １７．１７’・・・・・・出力整合回路、８・・・・・
・直流阻止回路、９・・・・・・金属導体、１０・・・
・・・導波管。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第２図 第３図 第 ４ 図 入カイリ周達数（（ｉＨＨ）第５図 第６図
Claims (2)
- （１）入力端子に入力ストリップ線路が接続されるとと
もに一前記入力端子より１波長以内の距離に容量性の先
端開放スタブで構成された入力整合回路が設けられ、出
力端子に出力ストリップ線路が接続されるとともに、前
記出力端子より％波長以内の距離に容量性の先端開放ス
タブで構成された出力整合回路が設けられた初段増幅素
子と、入力端子に入力ストリップ線路が接続されるとと
もに、前記入力端子より％波長以内の距離に設けられた
容量性の先端開放スタブ、および前記入力端子より略号
波長離れた位置に設けられた容量性の先端開放スタブで
構成された入力整合回路を有する次段増幅素子とを備え
、前記初段増幅素子と前記次段増幅素子間の距離ｌを（
１＋、−）λ、≦ｌ≦（１駕）（ここでλｈＦｉ入力信
号の高域側周波数での波長）に設定したことを特徴とす
る前置増幅器。 - （２）初段増幅素子の入力ストリップ線路が、導波管・
ストリップ線路変換器に接続され、前記入力ストリップ
線路の線路長が入力信号の中心周波数の半波長以下に設
定されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
前置増幅器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13242383A JPS6024713A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 前置増幅器 |
| US06/631,468 US4623848A (en) | 1983-07-19 | 1984-07-16 | Microwave preamplifier |
| CA000459128A CA1221748A (en) | 1983-07-19 | 1984-07-18 | Microwave preamplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13242383A JPS6024713A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 前置増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024713A true JPS6024713A (ja) | 1985-02-07 |
| JPH0155773B2 JPH0155773B2 (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=15081025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13242383A Granted JPS6024713A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 前置増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024713A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637781A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-13 | Agency Of Ind Science & Technol | セルラ−ゼ類の回収方法 |
| JP2009021747A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | バンドパス・フィルタ |
| JP2014203846A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | 株式会社東芝 | 高周波半導体モジュール |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP13242383A patent/JPS6024713A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637781A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-13 | Agency Of Ind Science & Technol | セルラ−ゼ類の回収方法 |
| JP2009021747A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | バンドパス・フィルタ |
| JP2014203846A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | 株式会社東芝 | 高周波半導体モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0155773B2 (ja) | 1989-11-27 |
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