JPS6096907A - GaAs FET回路 - Google Patents

GaAs FET回路

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JPS6096907A
JPS6096907A JP20446083A JP20446083A JPS6096907A JP S6096907 A JPS6096907 A JP S6096907A JP 20446083 A JP20446083 A JP 20446083A JP 20446083 A JP20446083 A JP 20446083A JP S6096907 A JPS6096907 A JP S6096907A
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fet
resistor
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Noboru Kusama
草間 昇
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3211Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion in differential amplifiers

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はGaA3半導体ウェファ上にFET 。
抵抗を形成し、それらを接続することによυ作成される
GaAs FET IC,さらに詳しくいえばそれらI
Cのうちアンバランス高周波信号をバランス高周波信号
に変換するGaAs FETのIC回路に関する。
従来、GaA3ウェファを用いたICは、増幅器、ミキ
サの開発が主であシ、バランス信号を必要とするICの
例は少ない。また、グリスケーラにおいても入力信号に
バランス信号を要求する発表がある等、GaAs FE
T IC内部ではバランス信号を作ることが困難である
一方、シリコンバイポーラプロセスを用いたICでは、
アンバランス、バランス変換を行うため差動トランジス
タ回路を用いることが一般的であるが、この場合は高周
波特性が良好でなく、数百MHzまでの動作が限界とな
っている。
第1図にシリコンバイポーラプロセスを用い構成した場
合のアンバランス、バランス変換回路の一例を示す。図
において、40.41は差動トランジスタ、42は定電
流用のトランジスタである。
本回路では入力端子1に単一のアンバランス信号を加え
ると出力端子2,3よシレベルのそろったバランス信号
が得られるが、その周波数は比較的低い周波数に限定さ
れていた。
第2図は、第1図と同じ考えに基づいてQaAsウェフ
ァ上に作ったアンバランス、バランス変換回路の従来例
である。本図においては端子4に電源電圧を加え、端子
1よシ高周波信号を入力して端子2と6に高周波差動信
号を得ることができる。
この回路の特性は、IGHzを超える高い周波数にわた
ってゲインがほぼ一定であシ、両川力の位相差がほぼ1
80度であるという優れた特長を持っているが、両川力
にゲイン差が6D、入力信号と同相側の出力(図中6の
出力点)が数dBゲインが低くなるという欠点があった
本発明の目的は、高周波特性とバランス特性の良好々G
aAsウェファを用いたアンバランス。
バランス変換IC回路を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明によるQaAsFET
回路は、FETと抵抗を同−QaAsウェファ上に形成
し、第1のFE’I’のソース電極およびゲート電極を
それぞれ抵抗を介してまたは直接に接地端子に接続し、
第2と第3のFETのソース電極を共通に、捷たはそれ
ぞれのソース電極に抵抗値の等しい抵抗を直列に接続し
た後に共通に接続し、その共通接続点と第1のFETの
ドレイン電極とを抵抗を介して、またけ直接に接続し、
第2と第3のFETのそれぞれのゲート電極と第1のF
ETのドレイン電極との間に、または第2と第3のFE
Tのそれぞれのゲート電極と前記共通接続点との間に、
それぞれ抵抗を挿入し、第2のFETのゲート電極を高
周波的に接地し、またはウェファ外で高周波的に接地す
るための電極に接続し、第3のFETのゲート電極を高
周波信号を入力するだめの電極に接続し、第2と第3の
FETのドレイン電極を、本IC回路の出力を受け取る
別の回路を介して電源端子に、またはそれぞれ抵抗を介
して電源端子およびそれぞれ出力用の端子に、まだはそ
れぞれ出力用端子に接続して構成しである。
前記構成によれば本発明の目的は完全に達成できる。
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
第3図は本発明によるGaAs FET IC回路の第
1の実施例を示す回路図である。アンバランスの高周波
信号は入力端子5と接地間に加えられるウェファ上に作
られた第3のGaAs FET46の動作によって出力
端子6に逆相の信号が出力される。またこのとき入力の
信号周波数を変化した場合に出力の信号レベルが高い周
波数1でほぼ一定であることがGaAs FETを用い
た場合の特長である。抵抗24に高周波電流が流れ、そ
の結果として端子乙に出力が得られたと・同一の高周波
電流が抵抗21、第1のGaAS FET48を通って
流れる。この電流の流れる通路と他の第2のGaAs 
FET47のソース電流の流れる通路とが同一とみ寿さ
れる限り、第2のGaAs FET47のゲートが高周
波的に接地されているため、第2のGaAs FET4
7のドレイン抵抗25に同一の高周波電流が流れ、しか
も電流の流れる方向が抵抗24の場合と逆方向であるか
ら出力端子6と7の間に対接地間のレベルが同一で、し
かも極性が180度異ガクたバランス信号を得ることが
できる。
以上の説明は、第2図においても成立するはずであり、
上述の考察によれば第2図の回路においても出力端子2
と6の間に対接地間のレベルが同一で、しかも極性が1
80度異ガクだバランス信号を得ることができるはずで
ある。しかし、実際には端子6に得られる信号レベルは
端子2に得られる信号レベルよシ数dB低く、またそれ
は十分低い周波数帯でも同様である。その原因はQa、
AsFETA3のソースを流れる電流の通路とGaAs
FET44のソースを流れる電流の通路とが実際には同
一でないためであると考えられる。
第4図に、第2図の回路のGaAa FET43.44
のソース周辺の回路の等価回路図を示し検討する。図中
、抵抗27はGaA1+ FET43の内部に存在する
ソース抵抗を示し、FET49はそのソース抵抗を除い
た理想FETを示す。
同じく抵抗28はGaAs FET44の内部のソース
抵抗であり、FET50はそれを除く理想FETを示す
。GaAs FET45と抵抗20からなる回路は高周
波的に値の一定な抵抗とみなし、−その等価抵抗を24
で示す。GaAs FETの内部に存在するソース抵抗
27.28の存在のため理想FET49.50のソース
電流の通路はまったく同一であるとはいえずFET50
の理想FETのソースに加わる電流は抵抗29 、27
で分圧された大きさに減じられる。
以上の検討によりQaAs FETの内部に存在するソ
ース抵抗を減するか、GaAs FET45、抵抗20
からなる回路の定電流回路として ′の動作を完全なも
のとさせ、等価抵抗29の値を十分大となせば出力端子
2,6の出力レベルをほぼ同一とし得ると考えられる。
GaA3ウェファ上に作ったFETの内部に存在するソ
ース抵抗はQaAa FETの構造によって定まり、回
路上の変更で左右されない。また、GaAs FETを
用いた定電流回路は、GaAs FETのQmがそれほ
ど大きくないため十分効果的な定電流回路が得られない
本発明の一実施例を示す第3図においては、第2のQa
As FET47のソースに流入する高周波電流の損失
を補正するため、第3のGaAsFET46のゲートと
、第1のQ a A 8 F E T48のドレインと
の間に抵抗22を挿入しである。
この抵抗の存在によって端子5に加えられた入力の高周
波信号は、″第3のGaAs FET46のゲートに加
わるのみならず、抵抗22を通じ第2のGaAs FE
T47のソース側にも補正電圧が加わシ、第2のGaA
s FET47のドレインに流れる高周波電流が増加さ
れ、出力端子6と7のレベルを同一化することができる
。第3図においては回路の対称性を保つために抵抗22
と同様に抵抗26を挿入してあシ、このために第2と第
3のGaAs FET46.47のDC動作点の平衡が
保たれる。本図において、抵抗22゜26の値を選べば
第2と第3のGaAs FET46.47のソースに直
列に抵抗を挿入することもできる。この抵抗の追加によ
って周波数特性がさらに改善される。
第5図に本発明の他の実施例を示す。本実施例は2点鎖
線で囲んだGaAsチップ上の回路と、これに外付けさ
れた端子8に加える電源56、入力端子5のDCカント
コンデンサ64.バイアス用チョークコイル39.端子
5,9へのコモンモードバイアス電圧調整用電源51.
および端子5゜9間のバイアス差動電源52よ多構成さ
れている。
GaAsチップ上の回路では第1のGaAs FET4
Bのドレインに直列に抵抗67がオシ、抵抗67と第2
と第3のGaAa FET46゜47のソースとの接続
点と第2と第3のGaAsFET46,47のゲートと
の間に抵抗65゜66が接続されている。端子5に加え
られた高周波信号は第3のGaAs FET46のゲー
トに加えられドレイン抵抗24を通じて端子6に逆相の
信号が得られる。また、ソースにも同一の電流が流れ一
部損失を受けながら第2のGaAS FET47のソー
スに向う。一方、端子5に加えられた高周波信号の一部
は抵抗65を通じQaAsFETのソースに向う。この
信号によって第2のGaAs FET47のソースに向
う信号レベルが増加されるとともに、第3のGaAs 
FET46のソースにゲートと同相の信号が入力される
ことによって端子6の出力レベルを下げる。対称性を保
つため抵抗36が第2のGaA3 FET47のゲート
とソース間に加えられておシ、第2と第3のGaAs 
FET46,47のDC動作点のバランスが得られる。
本実施例では第2と第3のGaAs FET46.47
のソースを直接抵抗67に接続したが、第3図の実施例
で説明したように、ソースと抵抗!5,36.37の接
続点との間に抵抗を挿入することもできる。また、本図
で示したように、端子5,9のバイアスを調整すること
によってさらに出力端子6,7の間のレベル差を減する
ことができる。コモンモード電圧51を調整することに
よって第2と第3のGaAs FET46,47のDC
平衡を保ったまま出力のバランスを調整することができ
る。また、第2と第3のQaAsFET46.47の製
造上の不平衡分は電源52を調整することによって補正
される。
本例ではバランス信号出力を端子6,7を通じチップ外
拠出されているが、この信号を直接同一チップ内の他の
回路に接続し、一体化をはかることもできる。また、端
子9の高周波的接地端子5のDCカットは、チップ外で
行っているが、これらを同一ウェファ内に入れ、よυ小
形化を図ることもできる。入力信号はチップ外よシ供給
される例を示したが、同一チップ内の別の回路と接続し
、一体化を図ることも可能である。
以上のことから本発明によればGaAs FETの高速
性を利用し、高周波特性の優れた、しかも出力レベルの
バランス性の良いアンバランス。
バランス変換回路をGaAsウェファ上に実現できる。
本発明による回路は、バランス特性の改善。
小形、低価格化などの効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はシリコンバイポーラプロセスを用いたアンバラ
ンス、バランス変換IC回路を示す回路図、第2図は第
1図に基づきGaAsウェファ上に形成したアンバラン
ス、バランス変換IC回路を示す回路図、第3図、第5
図は本発明によるGaAs FET回路の第1.第2の
実施例を示す回路図、第4図は第2図の回路における差
動回路のソース周辺を示す等価回路図である。 1.5・・・入力端子 2.6・・・逆相出力端子 6.7・・・同相出力端子 4.8・・・電源端子 10〜29.55〜67・・・抵 抗 30.32−―・入力DCカント用コンデンサ51.3
4・・・高周波接地用コンデンサ38・・−・・・接地
端子 59 ++ * II 41111バイアス用チヨーク
コイル40〜421Is11シリコンバイポーラトラン
ジスタ 46〜50・・・GaAs FET 51.52・11骨バイアス用電源 56争・・・・・電源 才1 図 才2図 第3図 才4図 第5図 手続補正書 昭和58年特 許 願第204460号2、発明の名称 GaAs FET回路 3、?重工をする者 事件との関係 特許出願人 4、代 理 人 補正の内幕(特願昭58−204460>(1)明細書
第4頁第3行から同第5行の「本発明の目的は、・・・
提供することにある。」を「本発明の目的は、GaAs
ウェファを用い、高周波特性とバランス特性の良好なア
ンバランス、バランス変換IC回路を提供することにあ
る。」に補正する。 (2)明細書第5頁から第14行から同第15行の「加
えられるウェファ上に」を「加えられウェファ上に」に
補正する。 (3)明細書第7頁第13行の「24]を「29jに補
正する。 (4)明細書第8頁第10行の「・・・・得られない。 」の次に以下を加入する。 「また、高周波においては、分布容量を低減せぬ限り、
等価抵抗29の値を大きくすることの効果は小さい。」 (5)明細書第10頁第10行のrFETJを1FET
4.7Jに補正する。 (6)明細書第11頁第15行の[高周波的接地端子5
」を[高周波的接地、および端子5」に補正する。 (7)明細書第13頁第1行のr30.32Jを[30
,32,34Jに補正する。 (8)明細書第13頁第2行のr31,34Jを「31
.33Jに補正する。 以 上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. FETと抵抗を同一〇aAsウェファ上に形成し、第1
    のFETのソース電極およびゲート電極をそれぞれ抵抗
    を介して、または直接に接地端子に接続し、第2と第3
    のF’ E Tのソース電極を共通に、またはそれぞれ
    のソース電極に抵抗値の等しい抵抗を直列に接続した後
    に共通に接続し、その共通接続点と第1のFETのドレ
    イン電極とを抵抗を介して、または直接に接続し、第2
    と第3のFETのそれぞれのゲート電極と第1のFET
    のドレイン電極との間に、または第2と第3のFETの
    それぞれのゲート電極と前記共通接続点との間に、それ
    ぞれ抵抗を挿入し、第2のFETのゲート電極を高周波
    的に接地し、またはウェファ外で高周波的に接地するた
    めの電極に接続し、第3のFETのゲート電極を高周波
    信号を入力するだめの電極に接続し、第2と第30FE
    Tのドレイン電極を、本IC回路の出力を受け取る別の
    回路を介して電源端子に、またはそれぞれ抵抗を介して
    電源端子およびそれぞれ出力用の端子に、またはそれぞ
    れ出力用端子に接続して構成したことを特徴とするGa
    As FET回路。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50152548U (ja) * 1974-06-06 1975-12-18

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS50152548U (ja) * 1974-06-06 1975-12-18

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