KR20010034823A - Coplanar oscillator circuit structures - Google Patents

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Abstract

소스(40) 및 게이트(36) 단자 사이에 삽입되는 공통 드레인(38)이 포함되는 구조의 공통 드레인 발진기가 형성되도록, 플립 칩 금속화 패턴 및 베이스 기판 금속화 패턴을 가지는 발진기 회로(20)가 형성된다. 상기 발진기 회로는 고주파에서 발진기 전력 및 위상 잡음을 저하시키는 와류 인덕턴스 요소를 감소시키도록, 유효 RF 공통 참조를 제공한다.The oscillator circuit 20 having the flip chip metallization pattern and the base substrate metallization pattern is formed such that a common drain oscillator having a structure including a common drain 38 inserted between the source 40 and the gate 36 terminals is formed. Is formed. The oscillator circuit provides an effective RF common reference to reduce eddy current inductance components that degrade oscillator power and phase noise at high frequencies.

Description

동평면 발진기 회로 구조물{COPLANAR OSCILLATOR CIRCUIT STRUCTURES}Coplanar Oscillator Circuit Structures {COPLANAR OSCILLATOR CIRCUIT STRUCTURES}

3-단자 능동 소자를 이용하는 거의 대부분의 발진기에서, 입력으로부터 출력까지 단일 경로가 요구된다. 3-단자 능동 소자 발진기로의 입력은 입력 전류/전압 위상과 두 개의 출력 전류 운반 단자를 포함한다. 상기 두 개의 출력 전류 운반 단자는 저주파에서 동상 또는 이상(반전) 전류를 가진다. 효과적으로는 직류 전류를 가진다. 마이크로파 FET의 경우에, 제어 입력이 게이트이고 반전 출력이 드레인이다. 큰 출력 전력을 제공하기 위해 일반적으로 사용되는 대형 공통 소스 FET에서, 게이트 단자가 회로에 연결되고, 상기 회로는 드레인 단자와 연결하기 위해 복귀 이전에 큰 거리로 확장되는 역방향 경로를 가진다. 게이트와 반전 단자에 연결된 전류 경로와 연관된 어떤 와류 인덕턴스나 커패시턴스는 가용한 발진기 주파수 응답을 제한할 수 있다.In almost all oscillators using three-terminal active elements, a single path from input to output is required. The input to the three-terminal active device oscillator includes an input current / voltage phase and two output current carrying terminals. The two output current carrying terminals have in phase or abnormal (inverting) current at low frequencies. Effectively it has a direct current. In the case of a microwave FET, the control input is a gate and the inverted output is a drain. In large common source FETs commonly used to provide large output power, a gate terminal is connected to the circuit, and the circuit has a reverse path extending over a large distance before returning to connect with the drain terminal. Any eddy current inductance or capacitance associated with the current path connected to the gate and inverting terminals can limit the available oscillator frequency response.

기존 발진기 회로는 기판에 형성되는 피드백 회로와 공진자에 능동 소자를 연결하기 위해 와이어 본드를 사용해왔다. 밀리미터 주파수에서, 가장 짧은 와이어 본드는 파장의 1/10일 수 있다. 와이어 본드는 높은 와류 인덕턴스를 가지는 루프처럼 작용하기도 한다. 왜냐하면, 역방향 전류를 운반하는 전도체로부터 상대적으로 멀리 떨어져 있기 때문이다. 이러한 루프는 수용불가한 방사 손실을 삽입할 수 있다.Conventional oscillator circuits have used wire bonds to connect active elements to feedback circuits and resonators formed on the substrate. At millimeter frequencies, the shortest wire bond can be one tenth of the wavelength. Wire bonds also act like loops with high vortex inductances. This is because they are relatively far from the conductor carrying the reverse current. Such a loop can inject unacceptable radiation losses.

600-2500 미크론 센터의 리드를 리드 소자가 가진다. 이 소자의 리드는 마이크로 주파수에서 손실을 가지는 글래스-금속, 세라믹, 또는 플라스틱 밀봉을 통과한다. 손실과 와류 인덕턴스를 감소시키기 위해, 리드 소자와 와이어 본드를 제거하는 것이 장점이다. 플립-칩이나 범프 본드 칩은 매우 낮으면서도 균일한 와류 인덕턴스를 가진다.The lead element has a lead of 600-2500 micron center. The lead of the device passes through a glass-metal, ceramic, or plastic seal that has a loss at microfrequency. In order to reduce losses and vortex inductance, it is an advantage to eliminate lead elements and wire bonds. Flip-chip or bump bond chips have very low uniform eddy current inductances.

다른 기존 회로 구조는 능동 3-단자 소자에 연결될 관련 스트립라인이나 마이크로스트립 전도체 공명 및 피드백 회로가 형성되는 기판을 사용해왔다. 마이크로스트립 회로는 기판의 한 측부의 신호 라인과 기판의 다른 측부의 접지 평면 사이의 전계에 추가 유전 손실과 저장 자기 에너지를 일반적으로 가진다. 고주파 발진기에서 마이크로스트립 회로를 제거하는 것이 한가지 장점이다. 유전체에 전계가 덜 연결되기 때문에 동평면 회로는 낮은 유전 손실을 가지고, 보다 가깝게 이격된 전도체 사이에 전계가 집중되기 때문에 낮은 방사 손실을 가진다.Other existing circuit structures have used substrates in which associated striplines or microstrip conductor resonance and feedback circuits are to be connected to active three-terminal devices. Microstrip circuits generally have additional dielectric loss and stored magnetic energy in the electric field between the signal line on one side of the substrate and the ground plane on the other side of the substrate. One advantage is the elimination of microstrip circuits from high frequency oscillators. Coplanar circuits have low dielectric losses because less electric field is connected to the dielectric, and lower radiation losses because the electric field is concentrated between more closely spaced conductors.

공통-드레인 회로 구조는 고주파 회로에서 자주 사용된다. 왜냐하면, 개선된 이득-주파수 특성이 제공되기 때문이다. FET 발진기의 공통 단자와 연관된 회로 경로의 와류 인덕턴스와 커패시턴스는 게이트-드레인 회로와 연관된 인덕턴스와 대형 지연에 영향을 미친다. 이는 지연 및 인덕턴스로 인해 주파수 제한을 일으킨다. 공통 단자에 연결되는 전류 경로의 손실은 초과 위상 잡음을 유발할 수 있다.Common-drain circuit structures are often used in high frequency circuits. This is because improved gain-frequency characteristics are provided. Vortex inductance and capacitance in the circuit path associated with the common terminal of the FET oscillator affect the inductance and large delay associated with the gate-drain circuit. This causes frequency limitations due to delay and inductance. Loss of the current path to the common terminal can cause excess phase noise.

소형 FET 소자의 어레이로부터 배치되는 대형 FET 소자가 소형 FET 소자에 비해 발진기의 낮은 위상 잡음을 부여한다. 왜냐하면, FET 어레이의 요소로부터 주사 방지된 신호가 통계적으로 간섭성으로 조합되기 때문이다. 그러나, 소형 FET의 어레이로부터 대형 소자를 조립하는 것은 소자 단자에서 소자단자까지 상대적으로 긴 신호 경로를 유발할 수 잇다. 긴 경로로 인해 와류 인덕턴스가 커지고 방사 손실을 증가시켜, 대형 구조의 이득을 감소시킨다.Large FET devices placed from an array of small FET devices impart lower phase noise of the oscillator compared to small FET devices. This is because the signals that are anti-scanned from the elements of the FET array are statistically coherently combined. However, assembling large devices from an array of small FETs can result in a relatively long signal path from device terminals to device terminals. Long paths increase vortex inductance and increase radiation loss, reducing the gain of large structures.

집적 회로 소자 어레이의 개별 소자가 임피던스 정합이나 전력 조합을 위해 입력/출력 신호를 조합하도록 튜닝/임피던스 정합 회로의 한 개 이상의 서브세트에 각각 연결되는, 조합된 회로 구조가 공지되어 있다. 회로에 연결되는 반복 회로 서브세트의 예가 모힌켈 외 다수에게 허여된 미국 특허 5,623,231 호에 기술된다.Combined circuit structures are known, in which individual elements of an integrated circuit element array are each connected to one or more subsets of tuning / impedance matching circuits to combine input / output signals for impedance matching or power combination. Examples of repeating circuit subsets connected to the circuit are described in US Pat. No. 5,623,231 to Morhinkel et al.

모힌켈 외 다수는 칩의 공통 표면 위 선택 위치에 배치되는 다수의 FET와 다수의 관련 단자를 가지는 공통-소스 마이크로파 증폭기 칩을 보여준다. 관련 회로는 기판 위에 형성되고, 칩 위의 소자 단자에 상응하는 다수의 단자를 가진다. 기판 위의 입력 신호 라인과 출력 신호 라인이 관련 단자에 연결되고, 다중 입력 및 출력 라인이 조합된다.Mohinkel et al. Show a common-source microwave amplifier chip having a number of FETs and a number of related terminals disposed at select locations on the chip's common surface. The associated circuit is formed on the substrate and has a plurality of terminals corresponding to the device terminals on the chip. An input signal line and an output signal line on the substrate are connected to related terminals, and multiple input and output lines are combined.

모힌켈 외 다수는 다중 FET 쌍의 게이트 단자에 연결되는 조합 회로로부터 신호 입력을 가지는 공통-소스 증폭기를 보여준다. FET 쌍의 드레인 단자로부터 신호 출력은 출력 신호 라인 상에서 조합된다. 금속화 패턴이 이러한 회로용으로 발진기를 제작하기 위해 드레인으로부터 게이트까지 연결되면, 패턴은 긴 경로를 가질 것이다.Mohinkel et al show a common-source amplifier with signal inputs from combination circuits connected to the gate terminals of multiple FET pairs. The signal output from the drain terminal of the FET pair is combined on the output signal line. If the metallization pattern is connected from drain to gate to fabricate an oscillator for this circuit, the pattern will have a long path.

공통-드레인 마이크로파 회로의 예가 웨이드 외 다수에게 허여된 미국 특허 4,135,168 호에 도시된다. 웨이드는 기판 주위에서 관련 회로에 소스 및 게이트 연결을 가지는 공통-드레인 FET 회로를 도시한다. 드레인 연결은 소스-게이트 회로의 금속화 일부가 아니면서 동평면도 아닌 대형 열잠식 포스트로 만들어진다. 게이트로부터 드레인까지 그리고 소스로부터 드레인까지의 전류에 대한 확장 역경로는 주요한 직렬 인덕턴스와 분로 커패시턴스를 유발한다.Examples of common-drain microwave circuits are shown in US Pat. No. 4,135,168 to Wade et al. Wade shows a common-drain FET circuit having source and gate connections to associated circuitry around the substrate. The drain connection is made of large thermally eroded posts that are not coplanar but part of the metallization of the source-gate circuit. The extended reverse path for the current from gate to drain and from source to drain introduces significant series inductance and shunt capacitance.

요컨데, 대형 기존 공통-소스 소자는 입력 및 출력 단자에 공진자 및 피드백 회로를 연결하기 위해 필요한 대형 물리적 배열과 연관된 손실 및 와류 인덕턴스에 대한 문제점을 가진다. 기존 공통-드레인 회로에서, 게이트로부터 드레인까지, 그리고 소스로부터 드레인까지 역방향 전류에 대한 긴 신호 경로가 물리적 배치의 특징이다.In short, large conventional common-source devices have problems with losses and vortex inductances associated with large physical arrangements needed to connect resonators and feedback circuits to input and output terminals. In conventional common-drain circuits, long signal paths for reverse current from gate to drain and from source to drain are a feature of physical placement.

기존 밀리미터/마이크로파 평면 회로는 게이트-드레인 및 소스-드레인 회로의 긴 RF 연결의 인덕턴스와 커패시턴스에 관한 불필요한 본드 와이어나 마이크로스트립 방사 손실을 보여주었다. 짧은 연결과 낮은 와류성을 가지는 발진기를 만들기 위해 사용될 수 있는 저와류 공통-드레인 회로 구조를 가지는 것이 장점일 것이다.Conventional millimeter / microwave planar circuits have shown unnecessary bond wires or microstrip radiation losses related to inductance and capacitance of long RF connections in gate-drain and source-drain circuits. It would be advantageous to have a low vortex common-drain circuit structure that can be used to make oscillators with short connections and low eddy currents.

본 발명은 집적 회로에 연결되는 금속화 패턴을 가지는 기판에 장착되는 다중 능동 소자를 포함하는 집적 회로 플립-칩 회로에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 공통 단자로의 와류 연결을 감소시킨 금속화 패턴을 포함하여 다중 상호연결 반복 셀로 구축되는 밀리미터-파 집적 발진기 회로와 특히, 동평면 발진기 회로 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated circuit flip-chip circuit comprising multiple active elements mounted on a substrate having a metallization pattern connected to the integrated circuit. In particular, the present invention relates to millimeter-wave integrated oscillator circuits constructed with multiple interconnect repeating cells, including metallization patterns with reduced vortex connections to common terminals, and in particular coplanar oscillator circuit structures.

본 발명의 목적과 장점을 이해하기 위해, 다음의 실시예가 첨부 도면을 참고로 하여 설명될 것이다.In order to understand the objects and advantages of the present invention, the following embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따르는 기본 동평면 공통-드레인 발진기 회로의 평면도.1 is a plan view of a basic coplanar common-drain oscillator circuit according to the present invention;

도 2는 기본 동평면 공통-드레인 발진기 회로의 선택적 실시예의 평면도.2 is a plan view of an alternative embodiment of a basic coplanar common-drain oscillator circuit.

도 3은 발명에 따르는 공통-드레인 발진기 동평면 회로 어레이에 연결되는 한쌍의 소자의 평면도.3 is a plan view of a pair of devices connected to a common-drain oscillator coplanar circuit array in accordance with the invention.

도 4는 본 발명에 따르는 조합 셀 발진기 회로 어레이(50)의 실시예 도면.4 illustrates an embodiment of a combination cell oscillator circuit array 50 in accordance with the present invention.

도 5는 본 발명에 따르는 동평면 공통-드레인 발진기 어레이의 선택적 예 도면.5 is an optional example diagram of a coplanar common-drain oscillator array in accordance with the present invention.

도 6은 본 발명에 따르는 동평면 공통-드레인 발진기 어레이의 또다른 실시예의 도면.6 is a diagram of another embodiment of a coplanar common-drain oscillator array in accordance with the present invention.

도 7은 본 발명에 따르는 공통-드레인 발진기 회로 어레이의 실시예 도면.7 illustrates an embodiment of a common-drain oscillator circuit array in accordance with the present invention.

도 8은 본 발명에 따르는 공통-드레인 발진기 회로 어레이의 실시예 도면.8 illustrates an embodiment of a common-drain oscillator circuit array in accordance with the present invention.

도 9는 도 10의 게이트-드레인 공진자 회로의 회로도.FIG. 9 is a circuit diagram of the gate-drain resonator circuit of FIG. 10. FIG.

도 10은 본 발명에 따르는 공통-드레인 발진기 실시예의 커패시터 동평면 캐버티 공진자의 평면도.10 is a plan view of a capacitor coplanar cavity resonator of a common-drain oscillator embodiment in accordance with the present invention.

도 11은 본 발명에 따르는 공통 드레인 커패시터 동평면 캐버티 공진자 발진기의 이중 공진자 실시예 도면.11 is a diagram of a dual resonator embodiment of a common drain capacitor coplanar cavity resonator oscillator in accordance with the present invention.

본 발명의 동평면 공통-드레인 발진기 회로 구조는 게이트-드레인 및 소스-드레인 회로의 역방향 라인과 연관된 와류 인덕턴스 및 커패시턴스를 크게 감소시킨다. 특정 3-단자 소자 형태가 주어질 때, 본 발명은 이전의 발진기보다 더 낮은 위상 잡음과 더 넓은 튜닝 범위를 가지며 더 높은 주파수에서 작동하는 발진기를 제작한다.The coplanar common-drain oscillator circuit structure of the present invention greatly reduces the eddy current inductance and capacitance associated with the reverse lines of the gate-drain and source-drain circuits. Given a particular three-terminal device form, the present invention produces oscillators that operate at higher frequencies with lower phase noise and wider tuning range than previous oscillators.

본 발명의 제 1 실시예는 평면 기판에 연결되는 단일 3-단자 플립-칩 능동 소자이다. 제 1, 2 동평면 전도체를 가지는 공명 회로(공진자)가 기판 위에 형성된다. 연결 영역 내의 제 1, 2 인접 단부로의 플립-칩 본드에 의해 각각 제 1, 2 전도체가 게이트(제어) 단자와 드레인(반전) 단자에 연결된다. 제 3, 4 동평면 전도체를 가지는 피드백 회로가 기판 위에 형성된다. 연결 영역 내의 제 3, 4 인접 단부로의 다른 플립-칩 본드에 의해 제 3, 4 전도체가 소스 단자와 공통 드레인 단자에 각각 연결된다. 제 1 전도체와 제 3 전도체가 고통 드레인에 연결되는 제 2 전도체와 제 4 전도체의 한 측부에 배치된다.The first embodiment of the present invention is a single three-terminal flip-chip active element connected to a planar substrate. Resonance circuits (resonators) having first and second coplanar conductors are formed on the substrate. The first and second conductors are respectively connected to the gate (control) terminal and the drain (inverting) terminal by flip-chip bonds to the first and second adjacent ends in the connection region. Feedback circuits having third and fourth coplanar conductors are formed over the substrate. The third and fourth conductors are respectively connected to the source terminal and the common drain terminal by different flip-chip bonds to the third and fourth adjacent ends in the connection region. The first and third conductors are disposed on one side of the second and fourth conductors connected to the pain drain.

기본 발진기의 제 2 실시예는 공통 드레인에 연결되는 동평면 제 2, 4 전도체의 반대 측부에 배치되는 제 1(게이트), 3(소스) 동평면 전도체를 가진다.The second embodiment of the basic oscillator has first (gate), third (source) coplanar conductors disposed on opposite sides of the coplanar second and fourth conductors connected to a common drain.

두 실시예의 제 1, 2 전도체는 게이트/드레인 소자 단자에 연결되는 공진자의 일부를 형성한다. 두 실시예의 제 3, 4 전도체는 소스/드레인 소자 단자에 연결되는 피드백 회로의 일부를 형성한다. 두 예에서, 게이트/드레인 및 소스/드레인 단자 쌍에 공명 및 피드백 회로를 연결함에 관련된 최소의 와류 인덕턴스 및 커패시턴스가 존재한다.The first and second conductors of both embodiments form part of the resonator connected to the gate / drain element terminals. The third and fourth conductors of both embodiments form part of a feedback circuit connected to the source / drain element terminals. In both examples, there is a minimum of vortex inductance and capacitance associated with connecting the resonance and feedback circuits to the gate / drain and source / drain terminal pairs.

기본 발진기의 사본을 복제하고 인접 측부에서 사본을 함께 합침으로서 대형 발진기가 조립될 수 있다. 대형 능동 게이트 폭을 가지는 FET는 출력 전력 증가와 위상 잡음 감소에 있어 중요하다. 3-단자 플립-칩 소자의 상응하는 어레이에 연결되는 기판 위의 평면 회로 결합 어레이로 기본 공명 및 피드백 회로를 조합함으로서 임피던스 정합과 전력 조합이 제공된다.A large oscillator can be assembled by duplicating a copy of the primary oscillator and joining the copies together on the adjacent side. FETs with large active gate widths are important for increasing output power and reducing phase noise. Impedance matching and power combinations are provided by combining the fundamental resonance and feedback circuits into a planar circuit coupling array on a substrate that is connected to a corresponding array of three-terminal flip-chip elements.

발명의 한 실시예는 인접 쌍 소자의 소스 및 게이트 전극을 가지는 플립-칩 본딩된 공통-드레인 FET의 어레이이다. 인접 쌍의 소스 및 게이트 전극이 어레이의 반대편 측부의 공통 소스 및 게이트 단자와 이격되어 연결된다. 연결된 쌍의 드레인 전극이 인접 쌍의 반대편 측부에 배치된다. 소스 및 게이트 연결 소자 쌍은 선형 어레이로 배열될 수 있고, 각각의 쌍은 인접 쌍의 드레인 전극에 공통된 소자 단자에 연결되는 한 개 이상의 드레인 전극을 가진다.One embodiment of the invention is an array of flip-chip bonded common-drain FETs having source and gate electrodes of adjacent pair elements. Adjacent pairs of source and gate electrodes are connected apart from the common source and gate terminals on the opposite side of the array. Drain electrodes of the connected pair are disposed on opposite sides of the adjacent pair. The source and gate connection element pairs may be arranged in a linear array, each pair having one or more drain electrodes connected to device terminals common to the drain electrodes of adjacent pairs.

조합 회로 공진자 및 피드백 동평면 회로가 절연 기판 위에 다수의 전도체 단자와 함께 형성된다. 각각의 조합된 공진자 및 피드백 회로는 다수의 인접 상호연결 셀로 구축될 수 있다. 셀은 서로 복사될 수 있고, 또는 셀로부터 인접 셀로 수정될 수도 있다. 이 논의를 위해 기판에 형성되는 동평면 패턴을 포함하여, 다수의 상호연결 서브회로 구조 중 하나를 셀이라는 용어가 의미한다.A combination circuit resonator and a feedback coplanar circuit are formed with a plurality of conductor terminals on an insulating substrate. Each combined resonator and feedback circuit may be constructed of multiple adjacent interconnect cells. The cells may be copied to each other or may be modified from a cell to an adjacent cell. The term cell means one of a number of interconnect subcircuit structures, including coplanar patterns formed on a substrate for this discussion.

각각의 동평면 회로의 각각의 셀은 인접 단일 또는 공통-드레인 역방향 단자 간의 단일 전도체 단자를 가질 수 있다. 그러므로 각각의 회로의 각각의 셀은 셀과 각각의 인접 셀 사이에 공통-드레인 역방향 단자를 가진다.Each cell of each coplanar circuit may have a single conductor terminal between adjacent single or common-drain reverse terminals. Thus each cell of each circuit has a common-drain reverse terminal between the cell and each adjacent cell.

소자 단자 및 전도체 단자는 다음과 같이 배열된다. 즉, 플립-칩 어레이 소자 단자가 기판 전도체 단자에 연결될 때, 공진자 단자가 두 개의 상응하는 게이트/드레인 단자에 연결된다. 상응하는 피드백 셀의 피드백 단자가 각각의 쌍의 상응하는 소스/드레인 단자에 연결된다. 공진자 및 피드백 셀의 공통-드레인 역방향 단자는 소자 쌍의 공통 드레인에 각각 연결된다.The element terminals and conductor terminals are arranged as follows. That is, when the flip-chip array element terminal is connected to the substrate conductor terminal, the resonator terminal is connected to two corresponding gate / drain terminals. The feedback terminal of the corresponding feedback cell is connected to the corresponding source / drain terminal of each pair. The common-drain reverse terminals of the resonator and feedback cell are respectively connected to the common drain of the device pair.

그러므로 개별 소자쌍의 공진자 및 피드백 회로 셀은 공진자나 피드백 회로에서 임피던스 정합이나 전력 조합, 또는 분리 목적으로 배열될 수 있다. FET를 이러한 조합 회로에 연결되는 작은 복합 쌍으로 분할하는 것은 고주파 실행을 가능하게 한다. 왜냐하면, 상호연결 소자쌍의 치수가 더 작고 그러므로 더 작은 소자-레벨 와류 커패시턴스 및 인덕턴스를 가지기 때문이다.Therefore, the resonator and feedback circuit cells of the individual device pairs can be arranged for impedance matching, power combination, or separation in the resonator or feedback circuit. Dividing the FET into small complex pairs that are connected to this combination circuit allows for high frequency performance. This is because the dimensions of the interconnect element pairs are smaller and therefore have smaller element-level vortex capacitances and inductances.

인접 셀간의 공통 드레인이나 공통 신호 역방향 라인은 각각의 소자 쌍에 대한 임피던스 정합망의 일부로 작용하고, 표유 와류 인덕턴스 및 커패시턴스를 최소화하는 장점을 제공한다.A common drain or common signal reverse line between adjacent cells acts as part of the impedance matching network for each pair of devices, providing the advantage of minimizing stray eddy current inductance and capacitance.

인접 쌍간의 공통-드레인 단자가 분리되거나 공진자 및 피드백 회로와 같은 기판에 공통 동평면 접지 세그먼트에 의해 연결되는, 발명의 특정 예가 설명된다.Specific examples of the invention are described in which common-drain terminals between adjacent pairs are separated or connected by common coplanar ground segments to substrates such as resonators and feedback circuits.

다른 수의 능동 쌍을 가지는 관련 공진자 및 피드백 기능을 형성하기 위해 한 개의 공통-드레인 단자에 연결을 생략할 수 있는 공진자 및 피드백 회로의 예가 설명된다.An example of a resonator and feedback circuit is described which may omit the connection to one common-drain terminal to form an associated resonator and feedback function having a different number of active pairs.

본 발명의 공통-드레인 발진기의 한 실시예는 서로얽힌 커패시터를 가지는 게이트 공진자 셀을 포함한다. 본 발명의 한 개의 게이트 공진자에 대한 특정 실시예는 3차원 캐버티 공진자에 비교될 수 있는 동평면 프레임을 포함한다. 평면 캐버티나 동평면 캐버티라는 용어는 고주파 발진기 분야에서 잘 알려진 3차원 캐버티의 2차원 대응물로 여기서 사용된다. 서로 얽혀 충전적으로 연결되는 두 세트에 배열되는 긴 전도체 세그먼트로 형성되는 동평면 커패시터를 포함하는 구멍을 동평면 프레임이 형성한다. 한 세트의 인접 단부가 분리 입력 신호 제어 단자에 개별적으로 연결한다. 각각의 입력 신호 제어 단자는 FET 복합 어레이의 인접 FET 쌍의 게이트(제어하는) 전극에 연결한다. 이러한 게이트 연결 FET의 각각의 쌍의 소스(제어되는) 전극이 조합 소스-드레인 회로의 피드백 단자 중 한 개 이상에 연결된다.One embodiment of the common-drain oscillator of the present invention includes a gate resonator cell having an intertwined capacitor. A particular embodiment of one gate resonator of the present invention includes a coplanar frame that can be compared to a three dimensional cavity resonator. The term planar cavity or coplanar cavity is used herein as the two-dimensional counterpart of three-dimensional cavities well known in the field of high frequency oscillators. The coplanar frame forms a hole comprising a coplanar capacitor formed of elongated conductor segments arranged in two sets that are intertwined and charged together. One set of adjacent ends is individually connected to a separate input signal control terminal. Each input signal control terminal connects to a gate (controlling) electrode of adjacent FET pairs of the FET composite array. Each pair of source (controlled) electrodes of this gate connection FET is connected to one or more of the feedback terminals of the combination source-drain circuit.

소자에 연결되는 게이트-소스 쌍은 다음과 같이 어레이에 배열된다. 즉, 각각의 소자 쌍의 드레인(제어되는) 전극은 쌍의 게이트-소스 단자에 수직으로 쌍으로부터 반대편으로 오프셋된다. 소자 인접 쌍의 드레인 전극은 공통 소자 드레인 단자에 연결된다. 동평면 공통-드레인 연결 세그먼트는 모든 공통 드레인 단자를 연결시킨다. 드레인 세그먼트는 동평면 캐버티 프레임의 일부로서, 발진기 공진자의 일부를 형성한다.Gate-source pairs connected to the device are arranged in an array as follows. That is, the drain (controlled) electrode of each pair of elements is offset from the pair to the opposite side perpendicular to the pair of gate-source terminals. The drain electrodes of the element adjacent pairs are connected to a common element drain terminal. Coplanar common-drain connection segments connect all common drain terminals. The drain segment is part of the coplanar cavity frame and forms part of the oscillator resonator.

공통 드레인 세그먼트의 한 측부에 소스 단자가 배치되고 다른 한 측부에 게이트 단자가 배치된다. 소스 단자는 소스 회로의 동평면 소스 역방향 전도체와 병렬로 이격되어 동평면 피드백 신호 전도체에 연결된다. 소스 역방향 전도체는 최소 와류로 소스 회로에 대한 제어되는 임피던스 기능을 형성하는 공통-드레인 세그먼트에 연결된다.Source terminals are disposed on one side of the common drain segment and gate terminals are disposed on the other side. The source terminal is spaced in parallel with the coplanar source reverse conductor of the source circuit and connected to the coplanar feedback signal conductor. The source reverse conductor is connected to a common-drain segment that forms a controlled impedance function for the source circuit with minimal vortex.

흥미로운 주파수 범위에서 유도 요소를 형성하는 중앙 동평면 전도체는 튜닝 버랙터의 한 전극과 커패시터 세그먼트의 제 2 세트 말단부의 정션 아이에 연결된다. 버랙터의 다른 한 개의 전극은 캐버티 프레임에 연결된다.A central coplanar conductor forming an inductive element in the interesting frequency range is connected to one electrode of the tuning varactor and the junction eye of the second set end of the capacitor segment. The other electrode of the varactor is connected to the cavity frame.

커패시터, 유도 요소, 버랙터, 그리고 FET 입력은 접지 드레인 발진기 회로까지 공진자를 형성한다.Capacitors, inductive elements, varactors, and FET inputs form resonators down to the ground-drain oscillator circuit.

커패시터 세그먼트, FET, 그리고 프레임은 선택 주파수에서 공명 동평면 캐버티를 제공하고, 중앙 전도체와 게이트 전극 간의 동일한 신호 전류 분리를 제공한다. 연결된 충전적 세그먼트에 의해 중앙 전도체로부터 신호 전류를 병렬 분할하는 것은 복합 어레이에 대한 개선된 발진기 출력 전력과 위상 잡음 성능을 제공한다.Capacitor segments, FETs, and frames provide resonant coplanar cavities at select frequencies and provide the same signal current separation between the center conductor and the gate electrode. Parallel splitting of signal current from the central conductor by connected charging segments provides improved oscillator output power and phase noise performance for the composite array.

발명을 실행하기 위한 모드Mode for carrying out the invention

제 1 전도체의 한 부분이 능동 소자의 제어 입력에 연결되고, 능동 소자의 반전 단자에 연결되는 또다른 전도체와 인접하게 위치하는 회로 구조를 본 발명이 제공한다. 제 1 전도체의 또다른 부분은 능동 소자의 비반전 단자에 연결되는 또다른 전도체에 인접하게 위치한다. 이러한 구조(20)가 도 1에 도시된다. 회로 구조(20)는 평면 표면(22A)을 가지는 절연 기판(22)을 포함한다. 플립-칩 집적 회로(24)는 회로(24) 주변부 내에 점선으로 표시되는 연결 영역(24a)을 형성한다. 회로(24)는 표면(22a)에 본딩된 플립-칩인 3-단자 능동 소자(26)를 포함한다.The present invention provides a circuit structure in which a portion of the first conductor is connected to the control input of the active element and located adjacent to another conductor connected to the inverting terminal of the active element. Another portion of the first conductor is located adjacent to another conductor connected to the non-inverting terminal of the active element. This structure 20 is shown in FIG. 1. The circuit structure 20 includes an insulating substrate 22 having a planar surface 22A. The flip-chip integrated circuit 24 forms a connection region 24a indicated by a dotted line in the periphery of the circuit 24. The circuit 24 comprises a three-terminal active element 26 which is a flip-chip bonded to the surface 22a.

이 연속 동평면 전도체는 기판(22a) 위에 형성되어 각각 단자 사이에 연결된다. 제 2 전도체(32)는 제 1 전도체(30)의 한 측부에 인접하게 배치된다. 제 1 전도체(30)는 플립-칩 소자 단자(38)의 인접 플립-칩 연결부(30a)로부터 소자(26)의 반대편 측부의 반대편 말단부(30b, 30c)까지 확장된다. 전도체(32)는 제 1 전도체(30)의 말단부(30b)와 동일한 방향으로 인접부(32)로부터 말단부(32b)까지 확장된다.These continuous coplanar conductors are formed on the substrate 22a and are connected between the terminals, respectively. The second conductor 32 is disposed adjacent to one side of the first conductor 30. The first conductor 30 extends from the adjacent flip-chip connection 30a of the flip-chip element terminal 38 to the opposite end portions 30b, 30c on the opposite side of the element 26. Conductor 32 extends from adjacent portion 32 to distal portion 32b in the same direction as distal portion 30b of first conductor 30.

또다른 전도체(34)가 전도체(30)에 인접하게 배치된다. 전도체(34)는 전도체(30)의 말단부(30c)와 동일 방향으로 단자(30a)에 인접한 인접부(34a)로부터 말단부(34b)까지 확장된다. 인접부(34a)는 연결 영역(24a) 내의 소자 단자(40)에 플립-칩 본딩된다. 전도체(32, 34)는 전도체(30)의 동일 측부에 배치된다.Another conductor 34 is disposed adjacent the conductor 30. Conductor 34 extends from proximal portion 34a adjacent to terminal 30a to distal portion 34b in the same direction as distal portion 30c of conductor 30. Adjacent portion 34a is flip-chip bonded to element terminal 40 in connection region 24a. Conductors 32, 34 are disposed on the same side of conductor 30.

소자(26)는 입력 신호 제어 전극(26a), 전극(26a)에 의해 제어되는 반전 신호 운반 전극(26b), 그리고 전극(26a)의 제어 신호에 의해 제어되는 비-반전 신호 운반 전극(26c)를 포함한다. 반전 전극(26b)은 전극(26a)의 제어 신호에 역전 관계를 가지는 신호를 운반한다. 전극(26a, 26b, 26c)은 소자 단자(36, 38, 40)에 연결되고, 소자 단자(36, 38, 40)는 전도체 단자(32a, 30a, 34a)에 각각 플립-칩 연결된다.Element 26 includes an input signal control electrode 26a, an inverted signal carrier electrode 26b controlled by electrode 26a, and a non-inverted signal carrier electrode 26c controlled by a control signal of electrode 26a. It includes. The inversion electrode 26b carries a signal having an inverse relationship with the control signal of the electrode 26a. Electrodes 26a, 26b, 26c are connected to device terminals 36, 38, 40, and device terminals 36, 38, 40 are flip-chip connected to conductor terminals 32a, 30a, 34a, respectively.

소자(26)는 GaAs FET, 쌍극성 정션 트랜지스터, PBT, HTB, 등일 수 있다. 소자(26)가 FET인 경우에, 입력 신호 제어 단자(36)는 게이트이고, 반전 단자(38)는 드레인이며, 비-반전 단자(40)는 소스이다. 다음의 내용에서 GaAs FET가 가정된다.Device 26 may be a GaAs FET, bipolar junction transistor, PBT, HTB, or the like. In the case where element 26 is a FET, input signal control terminal 36 is a gate, inverting terminal 38 is a drain, and non-inverting terminal 40 is a source. GaAs FET is assumed in the following.

반전 및 비-반전 전극에서 전류를 제어하는 제어 전극을 바탕으로 하여 본 발명이 기술된다. 테비닌의 정리를 이용하여 전압이나 전류 소스로 전기 회로가 나타날 수 있으므로, 설명은 전압 제어를 이용하여 이루어진다(미국, 뉴욕, 맥그로오-힐 출판사, 쿠(Kuh)와 패터슨(Pederson)의 "회로 합성 원리", 1959년, 51쪽).The present invention is described on the basis of a control electrode that controls the current in the inverting and non-inverting electrodes. Since the electrical circuit can appear as a voltage or current source using the Thebinin's theorem, explanations are made using voltage control ("Circuits" by Kuh and Paterson, New York, McGraw-Hill Publishers, USA). Synthesis Principles, 1959, 51).

단자(36, 38, 40)는 연결 영역(24a) 내에 위치한다. 플립-칩 소자의 외곽 주변부는 소자의 플립-칩 본딩이 이루어지는 영역을 형성한다.Terminals 36, 38 and 40 are located in the connection area 24a. The outer periphery of the flip-chip device forms an area where flip-chip bonding of the device is made.

동평면 전도체(30, 32, 34)의 크기, 형태, 공간은 소자 단자 쌍(36과 38, 38과 40)에 제어 임피던스 특성을 제공하도록 배열될 수 있다. 단자(38)는 인접 쌍의 전도체(30a, 30b)(32a, 32b)(30a, 30c)(34a, 34b)에 의해 형성되는 동평면 회로의 공통 단자이다. 그러므로, 인접부(30a, 32a)로부터 말단부(30b, 32b)가지, 그리고 인접부(30a, 34a)로부터 말단부(30c, 34b)까지 동평면 회로 경로와 연관된 최소 와류 인덕턴스 및 커패시턴스가 존재한다.The size, shape, and spacing of the coplanar conductors 30, 32, 34 may be arranged to provide control impedance characteristics to the device terminal pairs 36, 38, 38, and 40. Terminal 38 is a common terminal of a coplanar circuit formed by adjacent pairs of conductors 30a, 30b, 32a, 32b, 30a, 30c, 34a, 34b. Therefore, there is a minimum vortex inductance and capacitance associated with the coplanar circuit path from the abutments 30a, 32a to the distal ends 30b, 32b, and from the abutments 30a, 34a to the distal ends 30c, 34b.

두 개의 동평면 전도체 회로(42, 44)가 플레이팅, 마스킹, 그리고 에칭과 같은 기존 수단에 의해, 또는 증착 및 패터닝에 의해 기판(22) 위에 배치된다. 제 1 회로(42)가 동평면 전도체 단부(30b, 32b)의 확장부로 연결된다. 제 2 회로(44)는 동평면 전도체 단부(30c, 34b)의 확장부로 연결된다.Two coplanar conductor circuits 42 and 44 are disposed on the substrate 22 by conventional means such as plating, masking, and etching, or by deposition and patterning. The first circuit 42 is connected to the extensions of the coplanar conductor ends 30b, 32b. The second circuit 44 is connected to the extensions of the coplanar conductor ends 30c, 34b.

본 발명의 공통 드레인 FET 발진기 실시예에서, 회로(42)는 공진자 회로일 수 있고, 회로(44)는 단자(30a)에 공통 드레인 연결을 가지는 피드백 회로일 수 있다. 이는 동평면 회로의 일부로 동평면 연결 전도체(30, 32, 그리고 30, 34)를 배열함으로서 소자(26)와 두 회로(42, 44) 간의 최소 와류 인덕턴스 및 커패시턴스를 제공한다.In a common drain FET oscillator embodiment of the present invention, circuit 42 may be a resonator circuit, and circuit 44 may be a feedback circuit having a common drain connection to terminal 30a. This provides the minimum eddy inductance and capacitance between element 26 and the two circuits 42, 44 by arranging the coplanar connecting conductors 30, 32, and 30, 34 as part of the coplanar circuit.

바이어스 연결은 도시되지 않으나 단자 및 적절한 전원 사이에 RF 차단 회로 요소를 가지는 본드 와이어나 공기 브리지 또는 다른 전도 트레이스로 달성될 수 있다.Bias connections may be achieved with bond wires or air bridges or other conducting traces having an RF blocking circuit element between the terminal and a suitable power source, although not shown.

동평면 전도체(30, 32, 그리고 30, 34)는 서로 전자기적으로 연결되어 공진자 및 피드백 회로(42, 44)를 각각 형성한다. 연결된 부분(30, 32, 그리고 30, 34)은 균일한 폭과 공간의 간단한 동평면 직선 전도체와 그 조합을 포함할 수 있다. 칩 커패시터, 저항, 또는 인덕터와 같은 추가 성분이 포함될 수 있다. 상기 추가 성분은 기판(22) 위에 장착되고, 본드 와이어, 공기 브리지, 또는 다른 동평면 플립-칩 단자 연결부에 의해 연결된다.Coplanar conductors 30, 32, and 30, 34 are electromagnetically connected to each other to form resonators and feedback circuits 42, 44, respectively. The connected portions 30, 32, and 30, 34 may comprise simple coplanar straight conductors of uniform width and space and combinations thereof. Additional components such as chip capacitors, resistors, or inductors may be included. The additional component is mounted on the substrate 22 and connected by bond wires, air bridges, or other coplanar flip-chip terminal connections.

드레인 단자(38)는 연결 지점(30a)에서 공진자(42)와 피드백 회로(44) 사이에 공통 RF 연결을 형성한다. 전도체(30, 32, 그리고 30, 34)는 주어진 소스 드레인, 그리고 게이트 단자 배치에 대해 무작위적으로 짧을 수 있고, 그래서 공진자 회로(42)와 게이트-드레인 연결부간의, 그리고 피드백 회로(44)와 소스-드레인 연결부간의 와류 인덕턴스를 최소화한다.Drain terminal 38 forms a common RF connection between resonator 42 and feedback circuit 44 at connection point 30a. Conductors 30, 32, and 30, 34 may be randomly short for a given source drain, and gate terminal arrangement, so between resonator circuit 42 and gate-drain connections, and with feedback circuit 44 Minimize eddy inductance between the source and drain connections.

능동 소자의 와류 요소가 도시되지는 않지만, 발진기의 동등 회로 일부를 형성한다고 알려져 있다. 플립-칩 능동 소자는 광선 리드 또는 와이어 본드 소자에 비해 매우 낮은 유도 와류 요소를 가진다. 가장 중요한 와류 요소는 단자간 커패시턴스이다. 즉, 게이트-드레인, 게이트-소스, 그리고 드레인-소스간의 커패시턴스이다.The vortex element of the active element is not shown, but is known to form part of the equivalent circuit of the oscillator. Flip-chip active devices have very low induced vortex elements compared to light lead or wire bond devices. The most important vortex element is the terminal-to-terminal capacitance. That is, capacitance between gate-drain, gate-source, and drain-source.

동평면 회로와 소형 능동 소자간을 연결하기 위해 CPW의 치수가 조절되기 때문에 동평면 전송 라인이나 동평면 도파관(CPW)의 임피던스 특성이 일정하게 유지될 수 있다. 공진자 쌍과 피드백 쌍으로 3-단자를 분리시킴과 함께, 공통 드레인(반전) 단자를 가지는 것이 본 발명의 특성이다. 이는 3-단자 플립-칩 능동 소자로의 연결에서 와류 인덕턴스 및 방사 손실을 최소화한다.Since the dimensions of the CPW are adjusted to connect the coplanar circuit and the small active device, the impedance characteristics of the coplanar transmission line or the coplanar waveguide (CPW) can be kept constant. It is a feature of the present invention to separate the three terminals into a resonator pair and a feedback pair and to have a common drain (inverting) terminal. This minimizes eddy current inductance and radiation losses in the connection to three-terminal flip-chip active devices.

도 2에서, 본 발명의 선택적인 실시예(20')가 도시된다. 이때 같은 요소는 같은 번호로 표시된다. 발진기(20')는 도 1의 발진기의 모든 요소를 포함한다. 이에 추가하여, 전도체(30)의 세그먼트(30d)가 단자(36, 40) 간을 통과하여, 전도체(34) 반대편 측부의 말단부(30c')에서 피드백 회로(44)에 연결된다. 이 경우에, 전도체(30, 32, 그리고 30, 34)에 최소 와류 인덕턴스가 존재한다.2, an alternative embodiment 20 'of the present invention is shown. At this time, the same element is indicated by the same number. Oscillator 20 'includes all elements of the oscillator of FIG. In addition, a segment 30d of the conductor 30 passes between the terminals 36, 40 and is connected to the feedback circuit 44 at the distal end 30c ′ on the side opposite the conductor 34. In this case, there is a minimum vortex inductance in the conductors 30, 32, and 30, 34.

공진자와 피드백 회로(42, 44)는 동평면 슬롯라인 회로, 슬롯 스트립 회로, 동평면 도파관 회로, 동평면 스트립 회로, 동평면 전송 라인 회로, 그리고 동평면 전도체를 사용하는 다른 회로를 가지는 회로 그룹으로부터 선택될 수 있고, 그 조합일 수도 있다.The resonator and feedback circuits 42 and 44 are groups of circuits having coplanar slot line circuits, slot strip circuits, coplanar waveguide circuits, coplanar strip circuits, coplanar transmission line circuits, and other circuits using coplanar conductors. May be selected from, and combinations thereof.

대형 어레이 회로는 도 1 및 2에 도시되는 기본 회로의 인접 미러 이미지를 반복하고 결합함으로서 구축될 수 있다. 도 3은 도 1이나 2의 패턴의 미러 이미지 사본을 반복하고 결합시키는 예로서 한쌍의 소자를 조합한 예를 도시한다. 도 4-6은 아래에 기술되는 바와 같이 도 1이나 2의 패턴의 미러 이미지 사본을 반복하고 결합하는 예이다.Large array circuits can be built by iterating and combining adjacent mirror images of the basic circuits shown in FIGS. 1 and 2. 3 shows an example of combining a pair of elements as an example of repeating and combining a mirror image copy of the pattern of FIGS. 1 or 2. 4-6 are examples of repeating and combining mirror image copies of the pattern of FIGS. 1 or 2 as described below.

도 3에서, 도 1에 도시되는 회로 구조의 또다른 실시예(20")가 도시된다. 추가적인 3-단자 소자(28)가 플립-칩 회로(24)에 형성된다. 소자(28)는 동일한 제어 단자(36)와 비-반전 단자(40)에 각각 연결되는 게이트 전극(28a)과 소스 전극(28c)을 가진다. 소자(28)의 반전 또는 드레인 전극(28b)은 제 2 공통 드레인 플립-칩 단자(39)에 연결된다.In Fig. 3, another embodiment 20 "of the circuit structure shown in Fig. 1 is shown. An additional three-terminal element 28 is formed in the flip-chip circuit 24. The element 28 is the same. A gate electrode 28a and a source electrode 28c are respectively connected to the control terminal 36 and the non-inverting terminal 40. The inverting or drain electrode 28b of the element 28 has a second common drain flip- Is connected to the chip terminal 39.

제 4 공통 전도체(30')는 공통 인접 지점(30a')에서 결합되는 반대편 말단부(30c', 30b')를 가진다. 말단부(30c')는 피드백 회로(44)에 연결되고, 말단부(30b')는 공진자(42)에 연결된다. 전도체(30')는 공통 지점(30a')에서 플립-칩 단자(39)에 연결된다. 전도체 세그먼트(30d)는 게이트 단자(36)와 소스 단자(40) 사이에 위치하여 두 공통 드레인 단자(38, 39)를 연결한다.The fourth common conductor 30 'has opposing distal ends 30c', 30b 'that are joined at a common adjacent point 30a'. The distal end 30c 'is connected to the feedback circuit 44, and the distal end 30b' is connected to the resonator 42. Conductor 30 'is connected to flip-chip terminal 39 at a common point 30a'. Conductor segment 30d is positioned between gate terminal 36 and source terminal 40 to connect two common drain terminals 38, 39.

동평면 회로 단자, 동평면 전도체, 그리고 소자 전극 및 단자의 구조는 도 3에 도시되는 바와 같이 대칭으로 배열될 수 있다. 대칭 구조는 신호 전류를 분할시키고, 관련 소자 단자 및 전도체에서 동등하게 합한다. 게이트 전도체(32)로부터 게이트 전극(26a, 28a)으로 게이트 신호 전류를 동등하게 분할하고 드레인 및 소스 전극(26b, 28b, 26c, 28c) 전극으로부터 드레인 및 소스 전도체(30, 30', 34)로 각각 드레인 및 소스 신호를 동등하게 합하는 것이 일반적으로 필요하다.The structures of the coplanar circuit terminals, the coplanar conductors, and the element electrodes and terminals can be arranged symmetrically as shown in FIG. The symmetrical structure divides the signal currents and sums equally at the relevant device terminals and conductors. The gate signal current is equally divided from the gate conductor 32 to the gate electrodes 26a and 28a and from the drain and source electrodes 26b, 28b, 26c and 28c to the drain and source conductors 30, 30 'and 34. It is generally necessary to sum the drain and source signals equally, respectively.

도 3의 공진자(42)는 전도체(30, 32, 그리고 30', 32)을 포함하는 조합 회로의 구조를 가질 수 있다. 도 3의 피드백 회로(44)는 전도체(30, 34, 그리고 30', 34)를 포함하는 조합 회로의 구조를 가질 수 있다. 소자(26, 28)의 전극과 전도체(30, 32, 34, 30')의 크기, 형태, 공간은 회로(42, 44)와 조합하여, 게이트, 드레인, 소스 전극에 직류 전류를 동등하게 흐르게하도록 배열될 수 있다.The resonator 42 of FIG. 3 may have a structure of a combination circuit including conductors 30, 32, and 30 ′, 32. The feedback circuit 44 of FIG. 3 may have a structure of a combination circuit including conductors 30, 34, and 30 ′, 34. The size, shape, and space of the electrodes of the elements 26, 28 and the conductors 30, 32, 34, 30 'are combined with the circuits 42, 44 to allow direct current flow to the gate, drain, and source electrodes equally. Can be arranged to

소자의 대형 어레이가 발명에 따라 구축될 수 있다. 도 4에서, 본 발명에 따라 제작되는 공통 드레인 발진기 회로(50)를 형성하기 위한 기본 회로 어레이의 실시예가 도시된다. 발진기(50)는 FET 어레이의 게이트-드레인 측부에 연결되는 높은 Q 게이트-드레인 발진기 회로(50)를 형성하기 위해 기본 회로 어레이의 실시예가 도시된다. 발진기(50)는 평탄 표면(56)을 가지는 플립-칩 집적 회로(54)를 포함한다. 회로(54)는 J-쌍의 인접 3-단자 능동 소자의 종방향 어레이(52)(1, 2, ..., 2j-1, 2j, ...2J)를 포함한다. J는 발진기(50) 신호에 대한 바람직한 출력 전력, 크기, 또는 위상 잡음을 위해 선택되는 정수이고, j는 1-J까지를 나타내는 지표이다.Large arrays of devices can be constructed in accordance with the invention. 4, an embodiment of a basic circuit array for forming a common drain oscillator circuit 50 fabricated in accordance with the present invention is shown. Oscillator 50 is shown an embodiment of a basic circuit array to form a high Q gate-drain oscillator circuit 50 that is connected to the gate-drain side of the FET array. Oscillator 50 includes flip-chip integrated circuit 54 with flat surface 56. Circuit 54 includes longitudinal arrays 52 (1, 2, ..., 2j-1, 2j, ... 2J) of adjacent three-terminal active elements of the J-pair. J is an integer selected for the desired output power, magnitude, or phase noise for the oscillator 50 signal, and j is an indicator representing up to 1-J.

본 설명의 목적을 위해, 능동 소자는 GaAs FET로 간주될 수 있다. 다른 소자도 물론 사용될 수 있다. 설명을 위해, 또다른 정수 지표 I는 각각의 소자에 번호를 할당하고, 1-2J까지의 범위를 가진다. 각각의 쌍 j는 개별 소자 (52I), (52(I+1))에 상응한다. 이때 I = 2j-1이다. 각각의 소자 I는 게이트나 전류 제어 전극 (57I), 이격된 드레인이나 반전 위상 전류-운반 전극 (59I), 그리고 이격된 소스나 동상 전류-운반 전극 (64I)를 포함한다. 소자 게이트, 드레인, 소스 전극은 상응하는 게이트 단자 어레이(58)의 게이트 단자(58j), 드레인 단자 어레이(62)의 드레인 단자(62j), 그리고 소스 단자 어레이(66)의 소스 단자(66j)에 각각 연결된다. 게이트, 소스, 그리고 드레인 단자(58, 62 66)가 어레이(56) 표면에 형성되고 아래에서 설명된다.For the purposes of this description, an active device can be considered a GaAs FET. Other devices may of course be used. For illustration purposes, another integer indicator I assigns a number to each device and ranges from 1-2J. Each pair j corresponds to an individual element 52I, 52 (I + 1). Where I = 2j-1. Each device I includes a gate or current control electrode 57I, a spaced drain or inverted phase current-carrying electrode 59I, and a spaced source or in-phase current-carrying electrode 64I. The device gate, drain, and source electrode are connected to the gate terminal 58j of the corresponding gate terminal array 58, the drain terminal 62j of the drain terminal array 62, and the source terminal 66j of the source terminal array 66. Each is connected. Gate, source, and drain terminals 58, 62 66 are formed on the surface of the array 56 and described below.

아래의 설명에서, FET 어레이 단자는 동평면으로 형성되어, 중간 용접 범프, 볼, 등을 이용해 기판의 장착면과 같은 인접 평면 표면 위에 배치되는 상응하는 기판 전도체 단자에 장착될 수 있다.In the description below, the FET array terminals may be coplanar and mounted to corresponding substrate conductor terminals disposed on adjacent planar surfaces such as the mounting surface of the substrate using intermediate weld bumps, balls, and the like.

회로(54a)의 경계는 FET 전극과 FET 단자를 덮는 연결 영역을 형성한다. 회로(54a)는 양쪽 반대편 측부와 인접부를 갖춘 장방형이다.The boundary of the circuit 54a forms a connection region covering the FET electrode and the FET terminal. The circuit 54a is rectangular with both opposite sides and adjacent portions.

소자(52(1), 52(2))의 제 1 쌍은 전기적으로 공유되는 게이트 단자(58(1))에 연결되는 게이트 전극(57(1), 57(2)) 각각을 가진다. 제 2 쌍의 소자는 공유 게이트 단자(58(2))에 연결되는 게이트 전극(57(3), 57(4))을 각각 가진다. 소자(52(2j-1), 52(2j)) 쌍은 소자 각각 사이에 배치되는 공유 게이트 단자(58(j))에 연결되는 게이트 전극(57(2j-1), 57(2j))을 각각 가진다. 게이트 단자(58(j))는 다음과 같이 정렬된다. 즉, 게이트 단자 어레이(58)가 FET 어레이(52)의 한 측부에 병렬로 배치된다. 발진기의 출력 전력은 게이트 측부나 소스 측부로부터 얻을 수 있음에도, 게이트 전극(57(I))은 입력 전극으로 간주된다. 게이트 단자 어레이(58)를 가지는 소자 어레이(52)의 한 측부는 공진자 측부로 간주된다.The first pair of elements 52 (1), 52 (2) has respective gate electrodes 57 (1), 57 (2) connected to electrically shared gate terminals 58 (1). The second pair of elements has gate electrodes 57 (3) and 57 (4), respectively, connected to the shared gate terminal 58 (2). The pair of elements 52 (2j-1), 52 (2j) connects the gate electrodes 57 (2j-1), 57 (2j) connected to the shared gate terminal 58 (j) disposed between the elements, respectively. Have each. Gate terminal 58 (j) is arranged as follows. That is, the gate terminal array 58 is disposed in parallel on one side of the FET array 52. Although the output power of the oscillator can be obtained from the gate side or the source side, the gate electrode 57 (I) is regarded as an input electrode. One side of the element array 52 having the gate terminal array 58 is considered the resonator side.

인접 소자(52(2j-1), 52(2j))의 소스 전극(64(2j-1), 64(2j))은 소스 단자 어레이(66)를 형성하기 위해 정렬되는 공유 소스 단자(66(j))에 유사하게 연결될 수 있다. 소스 단자 어레이(66)는 어레이(52)에 병렬로 정렬되고, 어레이(52)의 바대편이나 피드백 측부에 배치된다.Source electrodes 64 (2j-1) and 64 (2j) of adjacent elements 52 (2j-1) and 52 (2j) are shared source terminals 66 (aligned to form source terminal array 66). j)). The source terminal array 66 is aligned in parallel with the array 52 and is disposed on the bar side or feedback side of the array 52.

소자(52(2j-1), 52(2j))에 연결되는 게이트 및 소스 각각의 쌍의 드레인 전극(59(2j-1), 59(2j))은 게이트 및 소스 전극 사이에 이로부터 오프셋되게 배치되고, 소자 어레이(52)의 반대편 단부를 향해 위치한다.The pair of drain electrodes 59 (2j-1), 59 (2j) of the gate and source, respectively, connected to the elements 52 (2j-1), 52 (2j) are offset therefrom between the gate and source electrodes. And positioned toward the opposite end of the element array 52.

제 1 드레인 전극(59(1))은 어레이(52)의 한 단부에 배치되고, 최종 드레인 전극(59(2J))은 어레이(52)의 반대편 단부에 배치된다. 제 1 드레인 전극(59(1))은 어레이(52)의 하 단부에 배치되는 제 1 드레인 단자(62(1))에 연결된다. 최종 드레인 전극(59(2J))은 어레이(52)의 반대편 단부에 배치되는 최종 드레인 단자(62(J+1))에 연결된다.The first drain electrode 59 (1) is disposed at one end of the array 52, and the final drain electrode 59 (2J) is disposed at the opposite end of the array 52. The first drain electrode 59 (1) is connected to the first drain terminal 62 (1) disposed at the lower end of the array 52. The final drain electrode 59 (2J) is connected to the final drain terminal 62 (J + 1) disposed at the opposite end of the array 52.

소자의 인접 쌍(j, j+1)은 제 1 쌍(j)의 제 2 소자(52(2j))의 드레인 전극(59(2j))과, 제 2 쌍(j+1)의 제 1 소자(52(2j+1))의 드레인 전극(59(2j+1))은 인접쌍(j, j+1) 사이의 공유 드레인 단자(62(j+1))에 인접하게 연결된다.Adjacent pairs j, j + 1 of the elements are the drain electrode 59 (2j) of the second element 52 (2j) of the first pair j, and the first of the second pair j + 1. Drain electrode 59 (2j + 1) of element 52 (2j + 1) is connected adjacent to shared drain terminal 62 (j + 1) between adjacent pairs j, j + 1.

1 ≤k ≤J+1 일때, 드레인 단자(62(k))는 어레이(52)의 측부와 병렬로 드레인 단자 어레이(62)를 형성하도록 정렬된다. 드레인 단자의 어레이(62)는 게이트 단자 어레이(58)와 소스 단자 어레이(66) 사이의 연결 영역(54) 내에 배치된다.When 1 ≦ k ≦ J + 1, the drain terminals 62 (k) are aligned to form the drain terminal array 62 in parallel with the sides of the array 52. The array 62 of drain terminals is disposed in the connection region 54 between the gate terminal array 58 and the source terminal array 66.

평탄면(86)을 가지는 절연 기판(82)은 앞서 소자의 J 쌍의 단자 어레이(58, 62, 66)에 상응하는 게이트 전도체 세그먼트(90(j)), 드레인 전도체 세그먼트(92k), 그리고 소스 전도체 세그먼트(94(j)의 세 개의 서로얽힌 종방향 어레이(90, 92, 94)를 포함한다. 이때, 1 ≤k ≤J+1이고, 1 ≤j ≤J이다.The insulating substrate 82 having the flat surface 86 is formed of the gate conductor segment 90 (j), the drain conductor segment 92k, and the source, which correspond to the J pair of terminal arrays 58, 62, 66 of the device. Three interlaced longitudinal arrays 90, 92, 94 of conductor segment 94 (j), wherein 1 ≦ k ≦ J + 1 and 1 ≦ j ≦ J.

각각의 드레인 전도체 세그먼트(92(j))는 반대편 말단부(92a, 92b) 사이 중앙의 연결 영역(54a) 내에 위치하는 드레인 전도체 단자(96(j))를 포함한다. 각각의 게이트 및 소스 전도체 세그먼트(90j, 94j)는 각각 인접부와 말단부를 가진다. 각각의 게이트 및 소스 전도체 세그먼트(90j, 94j)는 연결 영역(54a) 내의 인접부에 각각 연결되는 게이트 전도체 단자(98j)와 소스 전도체 단자(100j)를 각각 포함한다. 게이트 전도체 단자(98j)와 소스 전도체 단자(100(j))는 드레인 전도체 단자(96j)와 드레인 전도체 단자(96(j+1)) 사이에 인접하게 각각 배치된다. 공통 드레인 전도체 세그먼트(92c(j))는 각각의 쌍 j의 공유 드레인 단자(96(j), 96(j+1)) 사이에 연결되어 연속 백본(92c)(backbone)을 형성할 수 있다.Each drain conductor segment 92 (j) includes a drain conductor terminal 96 (j) located in a connection region 54a centered between opposing distal ends 92a, 92b. Each gate and source conductor segment 90j, 94j has a proximal and distal end, respectively. Each gate and source conductor segment 90j and 94j includes a gate conductor terminal 98j and a source conductor terminal 100j respectively connected to adjacent portions in the connection region 54a, respectively. Gate conductor terminal 98j and source conductor terminal 100 (j) are respectively disposed adjacent between drain conductor terminal 96j and drain conductor terminal 96 (j + 1). The common drain conductor segment 92c (j) may be connected between the shared drain terminals 96 (j) and 96 (j + 1) of each pair j to form a continuous backbone 92c.

드레인 전도체 단자(96j), 게이트 전도체 단자(98j), 그리고 소스 전도체 단자(100j) 각각은 다음과 같이 위치한다. 즉, 플립-칩 회로(54)의 표면(56)이 깊나(82)의 표면(86)에 정렬될 때, 전도체 단자와 칩 단자 사이의 전도 접촉(가령, 게이트 전극 단자(58j)에 대한 게이트 전도체 단자(98j), 드레인 전극 단자(62j)에 대한 드레인 전도체 단자(96j), 그리고 소스 전극 단자(66j)에 대한 소스 전도체 단자(100j))은 전도 범프나 볼같이 전도체 상호연결에 의해 구축될 수 있다.Each of the drain conductor terminal 96j, the gate conductor terminal 98j, and the source conductor terminal 100j is located as follows. That is, when the surface 56 of the flip-chip circuit 54 is deep and aligned with the surface 86 of the 82, the gate to the conductive contact between the conductor terminal and the chip terminal (eg, the gate electrode terminal 58j) Conductor terminal 98j, drain conductor terminal 96j to drain electrode terminal 62j, and source conductor terminal 100j to source electrode terminal 66j) may be constructed by conductor interconnection such as conductive bumps or balls. Can be.

각각의 게이트 전도체 세그먼트(90j)와 소스 전도체 세그먼트(94j)는 게이트 전도체 단자(98j)와 소스 전도체 단자(100j)로부터 말단부까지 각각 말단까지 반대편으로 연장된다.Each gate conductor segment 90j and source conductor segment 94j extend oppositely from the gate conductor terminal 98j and the source conductor terminal 100j to their respective ends.

드레인 전도체(92)의 어레이는 다음과 같이 정렬된다. 즉, 전도체(92j)의 말단부(92a(j))가 중앙 단자(96j)로부터 게이트 단자(90j)와 게이트 단자(98j)까지 한 방향으로 연장된다. 전도체(92j)의 말단부(92b(j))는 중앙 단자(96j)로부터 소스 전도체(94j) 및 소스 단자(66j)까지 반대방향으로 연장된다. 게이트 전도체 어레이(90)와 소스 전도체 어레이(94)는 게이트 전도체(90j)와 소스 전도체(94j)가 드레인 전도체(92j, 92(j+1)) 사이에서 이격되도록 배열된다.The array of drain conductors 92 are arranged as follows. That is, the terminal portion 92a (j) of the conductor 92j extends in one direction from the center terminal 96j to the gate terminal 90j and the gate terminal 98j. The distal end 92b (j) of the conductor 92j extends in the opposite direction from the center terminal 96j to the source conductor 94j and the source terminal 66j. The gate conductor array 90 and the source conductor array 94 are arranged such that the gate conductor 90j and the source conductor 94j are spaced apart between the drain conductors 92j and 92 (j + 1).

제 1 동평면 조합 공진자 회로(102)는 기판 표면(82) 위에 형성되어 게이트 세그먼트 말단부(90j)와 드레인 세그먼트 말단부(92a(j))에 연결된다. 제 2 동평면 조합 피드백 회로(104)는 기판 표면(82) 위에 형성되어 소스 세그먼트의 말단부(94j)와 드레인 세그먼트 말단부(92b(j))에 연결된다.A first coplanar combination resonator circuit 102 is formed over the substrate surface 82 and connected to the gate segment distal end 90j and the drain segment distal end 92a (j). A second coplanar combination feedback circuit 104 is formed over the substrate surface 82 and connected to the distal end 94j and the drain segment distal end 92b (j) of the source segment.

드레인 세그먼트(92j)와 조합된 각각의 게이트 세그먼트(90j)는 조합 회로(102)의 일부를 형성한다. 드레인 세그먼트(92(j+1))와 조합된 각각의 게이트 세그먼트(90j)는 조합 회로(102)의 또다른 부분을 형성한다.Each gate segment 90j in combination with the drain segment 92j forms part of the combination circuit 102. Each gate segment 90j in combination with drain segment 92 (j + 1) forms another portion of combination circuit 102.

드레인 세그먼트(92j)와 조합된 각각의 소스 세그먼트(94j)는 조합 회로(104)의 일부를 형성한다. 드레인 세그먼트(92(j+1))와 조합된 각각의 소스 세그먼트(94j)는 조합 회로(104)의 또다른 부분을 형성한다.Each source segment 94j in combination with the drain segment 92j forms part of the combination circuit 104. Each source segment 94j in combination with drain segment 92 (j + 1) forms another portion of combination circuit 104.

어레이(90, 92, 94)의 각각의 전도체 세그먼트는 폭 Wi와, 길이 Li를 가진다. 인접 세그먼트 쌍 I, j 각각 사이에, 공간 Sij가 존재한다. 어레이(90, 92, 94)의 개별 세그먼트의 치수 Li, Wi와 그 인접 세그먼트에 대한 공간 Sij는 바람직한 임피던스 반전(정합), 일련의 자체 인덕턴스, 커플링 인덕턴스 및 커패시턴스, 그리고 션트 커패시턴스를 인접 세그먼트에, 그리고 인접 공통 드레인 세그먼트에 제공하도록 선택될 수 있고, 게이트-드레인(102)이나 소스-드레인(104) 회로 각각의 일부로 병합될 수 있다.Each conductor segment of the arrays 90, 92, 94 has a width Wi and a length Li. Between each adjacent pair of segments I, j, there is a space Sij. The dimensions Li, Wi of the individual segments of the arrays 90, 92, 94 and the spatial Sij for the adjacent segments provide the desired impedance inversion (matching), a series of self inductances, coupling inductances and capacitances, and shunt capacitances in the adjacent segments. And may be selected to provide adjacent common drain segments, and may be incorporated into each of the gate-drain 102 or source-drain 104 circuitry.

드레인 단자 어레이(62)의 한 측부에 게이트 단자 어레이(58)가 배치되고, 드레인 단자 어레이(62)의 반대편 측부에 소스 단자 어레이(66)가 배치된다. 그러므로, 기판 표면을 따라 공통-드레인 단자(62j)로의 전도 접근은 드레인 단자 어레이(62)의 측부 중 하나로부터 이용가능하다. 이는 어레이(52) 트랜지스터의 게이트-드레인이나 소스-드레인 단자에 연결되는 임피던스 반전 회로나, 튜닝용 공통-드레인 연결부의 일부로 연결되는 공통-드레인 단자와 통신하는 와류 인덕턴스 및 커패시턴스를 최소화하기 위해 중요하다.The gate terminal array 58 is disposed on one side of the drain terminal array 62, and the source terminal array 66 is disposed on the opposite side of the drain terminal array 62. Therefore, conductive access to the common-drain terminal 62j along the substrate surface is available from one of the sides of the drain terminal array 62. This is important for minimizing eddy inductance and capacitance in communication with the impedance reversal circuit connected to the gate-drain or source-drain terminals of the array 52 transistors, or the common-drain terminals connected as part of the tuning common-drain connection. .

회로(102, 104)는 동평면 슬롯라인 회로, 동평면 슬롯라인 스트립 회로, 동평면 도파관 회로, 동평면 스트립 전송 라인 회로, 그리고 동평면 전도체를 이용하는 다른 회로를 포함하는 회로 그룹으로부터 선택될 수 있고 그 조합일 수도 있다.Circuits 102 and 104 may be selected from a group of circuits including coplanar slotline circuits, coplanar slotline strip circuits, coplanar waveguide circuits, coplanar strip transmission line circuits, and other circuits using coplanar conductors. It may be a combination thereof.

회로(102, 104)와 전도체 세그먼트의 치수 및 공간은 공통-드레인 연결부(62j)가 효과적으로 동상에 있도록 각각의 게이트 전극(57I)에 거의 동일한 진폭 및 위상 전류 신호를 제공하도록 선택될 수 있다.The dimensions and spacing of the circuits 102 and 104 and the conductor segments can be selected to provide nearly equal amplitude and phase current signals to each gate electrode 57I such that the common-drain connection 62j is effectively in phase.

본 발명의 발진기 실시예(50)에서, 게이트 공진자 회로(102)는 주파수를 결정하고, 게이트 세그먼트 쌍(90j, 92a(j), 90j, 92a(j+1))에 각각 입력 임피던스 반전을 제공하도록 배열될 수 있다. 소스 회로(104)는 소스 및 드레인 세그먼트 쌍(94j, 92j, 94j, 92(j+1)) 사이의 피드백 및 드레인-소스 커패시턴스 증가를 제공하는 드레인-소스 피드백 조합 회로이다.In the oscillator embodiment 50 of the present invention, the gate resonator circuit 102 determines the frequency and applies input impedance inversion to the gate segment pairs 90j, 92a (j), 90j, 92a (j + 1), respectively. Can be arranged to provide. Source circuit 104 is a drain-source feedback combination circuit that provides feedback and drain-source capacitance increase between source and drain segment pairs 94j, 92j, 94j, 92 (j + 1).

출력 전력은 한 개 이상의 전도체 세그먼트(90j, 92j, 또는 94j)의 유도 및 충전적 연결에 의해, 또는 한 개 이상의 세그먼트에 리드를 연결함으로서, 발진기(50)로부터 도출될 수 있다. 다중 쌍 소자(52I)의 병렬 조합이나 푸쉬-풀 조합은 인접쌍간의 상호 연결 저항을 더함으로서, 그리고 윌킨슨 컴바이너와 인접쌍의 출력 전력을 적절하게 조합함으로서, 이루어질 수 있다. 대칭 소스 및 드레인 구조를 가지는 FET, 즉, 게이트 및 드레인 사이와 동일한 소스 및 게이트 사이의 채널 치수 및 도핑 농도를 가지는 FET는 게이트 및 드레인 패드 사이에 위치하는 소스 패드로 표시되는 중앙 단자 패드로 만들어지는 것이 일반적이다. 본 발명의 실시예에서 이러한 FET를 사용하기 위하여, FT로의 전압 바이어스는 공통-소스 대신에 공통 -드레인으로 중앙 패드를 작동시킨다.The output power may be derived from the oscillator 50 by inductive and charging connection of one or more conductor segments 90j, 92j, or 94j, or by connecting leads to one or more segments. Parallel or push-pull combinations of the multiple pair elements 52I can be achieved by adding interconnect resistance between adjacent pairs, and by properly combining the Wilkinson combiner and output power of the adjacent pair. FETs with symmetrical source and drain structures, that is, FETs with the same channel dimensions and doping concentrations between the gate and drain as the source and gate, are made of a central terminal pad represented by a source pad located between the gate and drain pad. Is common. To use this FET in an embodiment of the present invention, the voltage bias to the FT actuates the center pad with common-drain instead of common-source.

일부 FET는 비대칭 소스 및 드레인 구조를 가질 수 있다. 즉, 소스 저항을 증가시키지 않으면서 드레인-소스 전압 항복을 증가시키기 위해 수정된 측방 형태나 도핑 프로파일을 가질 수 있다. 이러한 비대칭 FET의 금속 배열은 다음과 같이 배열된다. 즉, 게이트 및 소스 단자에 대해 드레인 전극이 기판 전도체 단자에 연결되도록 중앙에 위치할 수 있다.Some FETs may have an asymmetric source and drain structure. That is, it can have a modified lateral shape or doping profile to increase drain-source voltage breakdown without increasing source resistance. The metal arrangement of such asymmetrical FETs is arranged as follows. That is, the drain electrode may be centrally located with respect to the gate and source terminals so as to be connected to the substrate conductor terminal.

드레인 전도체 세그먼트(92c(j))는 감소 연결 커패시턴스가 드레인 및 게이트 또는 드레인 및 소스 사이에 생기는 것이 바람직한 경우에 생략될 수 있다.Drain conductor segment 92c (j) may be omitted if it is desired that a reduced connection capacitance occur between the drain and gate or between the drain and source.

세그먼트(92c(j))의 연속 연결에 의해 제공되는 드레인 백본(backbone)은 불요한 진동 모드를 억제하기 위해 게이트 회로(102)와 소스 회로(104)에 공유 전도체를 제공한다. 한 개 이상의 중간 드레인 전도체 세그먼트(92c(j))가 주파수 결정 회로(102, 104)에 의해 요구되는 바와 같이 삭제될 수 있다.The drain backbone provided by the continuous connection of the segments 92c (j) provides a shared conductor to the gate circuit 102 and the source circuit 104 to suppress unwanted vibration modes. One or more intermediate drain conductor segments 92c (j) may be deleted as required by the frequency determining circuits 102 and 104.

피드백 소스 회로(104)의 신호를 적절히 조합함으로서 푸쉬-풀 또는 직렬 출력을 얻을 수 있다. 더 양호한 위상 잡음을 가지는 발진기 구축을 위해 이러한 조합을 반복함으로서 대형 어레이가 생길 수 있다.By properly combining the signals of the feedback source circuit 104, a push-pull or series output can be obtained. By repeating this combination to build an oscillator with better phase noise, a large array can result.

게이트 및 소스 단자 연결부(98j, 100j) 사이에 삽입되고, 게이트 및 소스 전도체 세그먼트(90j, 94j)와 함께 말단으로 확장되는 드레인 전도체 세그먼트(92j)에 연결되는, 공통-드레인 단자 연결(96j)은 공통-드레인 전도체 세그먼트를 다라 초과 회로 경로 길이에 의해 영향을 받는 최소 손실 및 지연으로, 소스-드레인 및 게이트-드레인 연결부에서 튜닝, 컴바이닝, 그리고 매칭 회로로 공통-드레인 트랜지스터를 연결시킨다.The common-drain terminal connection 96j, inserted between the gate and source terminal connections 98j and 100j and connected to the drain conductor segment 92j that extends distal with the gate and source conductor segments 90j and 94j, The common-drain transistors are connected from the source-drain and gate-drain connections to the tuning, combining, and matching circuits at the source-drain and gate-drain connections with a minimum loss and delay influenced by the excess-drain conductor segments.

도 5에서, 도 4의 발진기(50)의 변형인 발진기(300)가 도시된다. 발진기(300)는 인접쌍의 FET 선형 어레이로 배치되는 집적 회로 칩(302)을 포함한다. 어레이(302)는 반대 단부간에 반대 소스-드레인 측부와 게이트-드레인 측부를 형성하는 반대편 단부를 가지고, 연결 영역(302a)을 형성한다.In FIG. 5, oscillator 300, which is a variation of oscillator 50 of FIG. 4, is shown. Oscillator 300 includes integrated circuit chips 302 disposed in adjacent pairs of FET linear arrays. The array 302 has opposite ends forming opposite source-drain sides and gate-drain sides between opposite ends, forming a connection region 302a.

평탄면(301)을 가지는 기판(301)은 동평면 게이트-드레인 튜닝 회로(305)와 소스-드레인 피드백 회로(307)를 포함한다. 게이트-드레인 튜닝 회로(305)는 연결 영역(302a) 내의 공유 드레인 단자(306(1), 306(3), 306(5))에 연결하는 동평면 드레인 전도체(312(1), 312(3), 312(5))로 이루어진다. 반대편 말단부(312(1)a, (2)a, 3(a), 312(1)b, (2)b, (3)b)는 연결부(306(1), (3), (5))로부터 다른 방향으로 확장된다.The substrate 301 having the flat surface 301 includes a coplanar gate-drain tuning circuit 305 and a source-drain feedback circuit 307. Gate-drain tuning circuit 305 connects coplanar drain conductors 312 (1) and 312 (3) to shared drain terminals 306 (1), 306 (3) and 306 (5) in connection region 302a. ), 312 (5)). Opposite distal ends 312 (1) a, (2) a, 3 (a), 312 (1) b, (2) b, (3) b) are connections 306 (1), (3), (5) ) In the other direction.

드레인 전도체(312(1), 312(3), 312(5))는 게이트 전도체(314(1), 314(2))에 의해 각각 분리된다. 게이트 전도체(314(1), 314(2))는 인접부와 말단부를 가지며, 인접부 각각은 반대방향 브랜치(318(1)a, 318(1)b, 318(2)a, 318(2)b)의 공유 단부 중 하나에 연결된다. 브랜치(318(1)a, 318(1)b, 318(2)a, 318(2)b)의 다른 하나의 단부는 공유 게이트 단자(308(1), 308(2), 308(3), 308(4))에 각각 연결된다. 동평면 튜닝 요소 T1은 전도체(312(1)과 314(1), 312(3)과 314(1), 312(3)과 314(2), 314(2)와 312(5)) 사이에 배치된다. 동평면 드레인 전도체(312(1), 312(3), 312(5))와 게이트 전도체(314(1), 314(2))는 다중 전도체 동평면 도파관 게이트-드레인 회로(305)의 일부를 형성한다.Drain conductors 312 (1), 312 (3), and 312 (5) are separated by gate conductors 314 (1) and 314 (2), respectively. Gate conductors 314 (1) and 314 (2) have abutments and distal ends, each of which has opposite branches 318 (1) a, 318 (1) b, 318 (2) a and 318 (2). is connected to one of the shared ends of b). The other ends of branches 318 (1) a, 318 (1) b, 318 (2) a, and 318 (2) b are shared gate terminals 308 (1), 308 (2), and 308 (3). , 308 (4), respectively. Coplanar tuning element T1 is located between conductors 312 (1) and 314 (1), 312 (3) and 314 (1), 312 (3) and 314 (2), 314 (2) and 312 (5). Is placed. Coplanar drain conductors 312 (1), 312 (3), 312 (5) and gate conductors 314 (1), 314 (2) may form part of a multiconductor coplanar waveguide gate-drain circuit 305. Form.

드레인 전도체(312(1), 312(3), 312(5))는 소스-드레인 회로(307)를 향해 말단부(312(1)b, 312(3)b, 312(5)b)까지 확장된다. 두 개의 추가적인 드레인 전도체(312(2), 312(4))는 연결 영역(302(a)) 내의 추가 공유 드레인 단자(306(2), 306(4))에 인접 단부에서 연결된다. 전도체(312(2), 312(4))는 소스 회로(307) 방향으로 연장되어 그 일부를 형성한다.Drain conductors 312 (1), 312 (3), and 312 (5) extend toward end 312 (1) b, 312 (3) b, 312 (5) b toward source-drain circuit 307 do. Two additional drain conductors 312 (2), 312 (4) are connected at the adjacent ends to additional shared drain terminals 306 (2), 306 (4) in the connection region 302 (a). Conductors 312 (2) and 312 (4) extend in the direction of source circuit 307 to form a portion thereof.

인접부와 말단부를 가지는 동평면 소스 전도체(316(1,2,3,4))는 동평면 드레인 전도체 쌍(312(1)과 312(2), 312(2)와 312(3), 312(3)가 312(4), 312(4)와 312(5)) 사이에 각각 이격된다. 동평면 소스 전도체(316(1, 2, 3, 4)) 사이에 공간적으로 이격된 튜닝 요소 T2가 배치된다. 소스 전도체(316(1, 2, 3, 4))의 인접부는 연결 영역(302a) 내에 공유 소스 단자(310(1, 2, 3, 4))에 연결된다. 소스 전도체(316)의 말단부는 공유 필드 금속(320)에 연결된다. 동평면 드레인 전도체(312(1, 2, 3, 4, 5))와 소스 전도체(316(1, 2, 3, 4)), 필드 금속(320), 그리고 튜닝 요소 T2는 다중 동평면 도파관 피드백 회로(307)의 일부를 형성한다.Coplanar source conductors 316 (1,2,3,4) having adjacent and distal ends are coplanar drain conductor pairs 312 (1) and 312 (2), 312 (2) and 312 (3), 312. (3) is spaced apart between 312 (4), 312 (4) and 312 (5), respectively. A spatially spaced tuning element T2 is disposed between the coplanar source conductors 316 (1, 2, 3, 4). Adjacent portions of the source conductors 316 (1, 2, 3, 4) are connected to the shared source terminal 310 (1, 2, 3, 4) in the connection region 302a. The distal end of the source conductor 316 is connected to the shared field metal 320. Coplanar drain conductor 312 (1, 2, 3, 4, 5) and source conductor 316 (1, 2, 3, 4), field metal 320, and tuning element T2 provide multiple coplanar waveguide feedback Part of the circuit 307 is formed.

동평면 칩 어레이(302)는 네쌍의 FET를 가지고, 공유 게이트-소스 단자 쌍(308(1)과 310(1), 308(2)와 310(2), 308(3)과 310(3), 308(4)와 310(4))에 각각 연결되는 공유 게이트 및 공유 소스 플립 칩을 가진다. 각각의 FET 쌍은 인접 드레인 단자쌍(306(1)과 306(2), 306(2)와 306(3), 306(3)과 306(4), 306(4)와 306(5))에 연결되는 드레인 플립 칩을 각각 가진다.Coplanar chip array 302 has four pairs of FETs, shared gate-source terminal pairs 308 (1) and 310 (1), 308 (2) and 310 (2), 308 (3) and 310 (3) 308 (4) and 310 (4), respectively, with a shared gate and a shared source flip chip. Each FET pair is an adjacent drain terminal pair 306 (1) and 306 (2), 306 (2) and 306 (3), 306 (3) and 306 (4), 306 (4) and 306 (5) Each has a drain flip chip connected to it.

동평면 공통 드레인 백본(312)은 동평면 드레인 전도체(312(1), 212(2), 312(3), 312(4), 312(5)) 사이에 연결된다. 이는 발진기 회로(300)로부터 유효 RF 공통을 형성한다.The coplanar common drain backbone 312 is connected between the coplanar drain conductors 312 (1), 212 (2), 312 (3), 312 (4), and 312 (5). This forms an effective RF common from the oscillator circuit 300.

출력 전력 Po는 인쇄 트레이스, 리드 와이어나 에어 브리지, 전송 라인 세그먼트 등으로 연결될 수 있고, 게이트 회로(305)나 소스 회로(307)에 연결된다.The output power Po may be connected to a printed trace, lead wire or air bridge, transmission line segment, or the like, and connected to the gate circuit 305 or the source circuit 307.

세그먼트(312, 314, 316, 318)의 치수 W, L, S와, 튜닝 요소 T1, T2는 바람직한 피드백 및 바람직한 튜닝 주파수를 얻도록 선택될 수 있다.The dimensions W, L, S of the segments 312, 314, 316, 318 and the tuning elements T1, T2 can be selected to obtain the desired feedback and the desired tuning frequency.

선택적인 튜닝 회로는 단일 개방 회로 반파 또는 1/4파 전송 라인이나 단락된 1/4파 공진자와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서 도 5의 다중 동평면 도파관(305) 대신에 사용될 수 있다.An optional tuning circuit may be used in place of the multiple coplanar waveguide 305 of FIG. 5 in another embodiment of the present invention, such as a single open circuit half wave or quarter wave transmission line or a shorted quarter wave resonator. .

본 발명에 따르는 동평면 공통 드레인 발진기(400)의 선택적인 예가 도 6에 도시되고, 도 5와 유사한 요소는 유사한 번호로 표시된다.An alternative example of coplanar common drain oscillator 400 according to the present invention is shown in FIG. 6, with elements similar to FIG. 5 being denoted by like numerals.

게이트 전도체(314)의 인접 단부는 게이트 공진자 회로(305'), FET 어레이(302), 그리고 소스 회로(307')를 둘러싸는 내부를 가지는 전도 프레임(320')에서 종료된다.An adjacent end of the gate conductor 314 terminates in a conducting frame 320 'having an interior surrounding the gate resonator circuit 305', the FET array 302, and the source circuit 307 '.

종방향 외부 드레인 전도체 세그먼트(312'(1)a,b), (312'(3)a,b)는 도 5의 이전 외부 드레인 세그먼트(312(1)), 312(5))를 대치한다. 세그먼트(312'(1)a), (312'(3)a)의 반대편 말단부는 수직 단부 세그먼트(320'a)의 반대편 단부와 드레인 단자(306(1), 306(5)) 사이에 각각 연결된다. 세그먼트(312'(1)b, 312'(2)b)의 반대편 말단부는 수직 단부 세그먼트(320'b)의 반대편 단부와 드레인 단자(306(1), 306(5)) 사이에 각각 연결된다. 이는 연속적인 전도 프레임(320')을 형성한다.Longitudinal outer drain conductor segments 312 '(1) a, b) and 312' (3) a, b replace the previous outer drain segment 312 (1), 312 (5) of FIG. . Opposite distal ends of segments 312 '(1) a and 312' (3) a are respectively disposed between the opposite ends of vertical end segment 320'a and the drain terminals 306 (1) and 306 (5), respectively. Connected. Opposite distal ends of segments 312 '(1) b and 312' (2) b are connected between the opposite ends of vertical end segment 320'b and drain terminals 306 (1) and 306 (5), respectively. . This forms a continuous conductive frame 320 '.

게이트 전도체(314(1), 314(2))는 단부 세그먼트(320'a)에서 종료되는 말단부를 또한 가진다. 중앙 드레인 전도체 세그먼트(312(3))는 단부 세그먼트(320'a)에서 종료되는 말단부를 또한 가져서, 인접 게이트 세그먼트(314(1), 314(2))와 외부 드레인 세그먼트(312'(1))a, 312'(3)a)와 함께, 단락 1/4파 다중 동평면 도파관 공진자를 형성한다.Gate conductors 314 (1) and 314 (2) also have distal ends terminating in end segment 320 ′ a. The center drain conductor segment 312 (3) also has a distal end terminating at the end segment 320'a, such that adjacent gate segments 314 (1) and 314 (2) and outer drain segment 312 '(1) ), together with 312 '(3) a), forms a short quarter-wave multiple coplanar waveguide resonator.

소스 회로(307')는 프레임 세그먼트(320'b)의 반대편 단부에 연결되는 말단부를 각각 가지는 외부 드레인 전도체 세그먼트(312'(1)b, 312'(3)b)의 내부로 둘러싸인다. 소스 단자(310(1), 310(2))는 소스 브랜치(322(1)a, 322(1)b)의 인접부에 연결되고, 소스 단자(310(3), 310(4))는 소스 브랜치(322a(2)b, 322(2)b)의 인접부에 각각 연결된다.The source circuit 307 'is surrounded by the interior of the outer drain conductor segments 312' (1) b, 312 '(3) b, each having a distal end connected to the opposite end of the frame segment 320'b. Source terminals 310 (1), 310 (2) are connected to adjacent portions of source branches 322 (1) a, 322 (1) b, and source terminals 310 (3), 310 (4) Are connected to adjacent portions of the source branches 322a (2) b and 322 (2) b, respectively.

브랜치(322(1)a, 322(1)b)의 말단부는 소스 전도체(316'(1))의 인접부에 함께 연결된다. 브랜치(322(2)a)의 말단부는 소스 전도체(316'2)의 인접부에 함께 연결된다. 소스 전도체(316'(1))는 외부 접지 드레인 세그먼트(312'(1)b)와 중앙 드레인 세그먼트(312'(2)) 사이 중앙에 균일하게 분포된다. 소스 전도체(316'(2))는 드레인 세그먼트(312'(3b))와 중앙 드레인 세그먼트(312'(2)) 사이 중앙에 균일하게 분포된다.The distal ends of branches 322 (1) a and 322 (1) b are connected together in the vicinity of the source conductor 316 '(1). The distal ends of branch 322 (2) a are connected together adjacent to the source conductor 316'2. Source conductor 316 '(1) is uniformly distributed in the center between outer ground drain segment 312' (1) b and center drain segment 312 '(2). Source conductor 316 '(2) is uniformly distributed in the center between drain segment 312' (3b) and center drain segment 312 '(2).

소스 튜닝 요소 T2는 소스 세그먼트(316'(1), 316'(2))의 말단부와 프레임 세그먼트(320'b)의 내부 사이에 선형으로 이격된다. 이는 다중 동평면 도파관이 증가되는 소스-드레인 커패시턴스 피드백 회로(307')를 형성한다.The source tuning element T2 is linearly spaced between the distal end of the source segments 316 '(1), 316' (2) and the interior of the frame segment 320'b. This forms a source-drain capacitance feedback circuit 307 'in which multiple coplanar waveguides are increased.

소스 회로(307')는 원하는 발진 주파수에서 소스 및 드레인간 바람직한 커패시턴스를 제공하기 위해 조절되는 길이로, 단락된 동평면 스트립 전송 라인이나 단락되거나 개방된 병렬 슬롯라인으로 구현될 수 있다.The source circuit 307 'may be implemented with shorted coplanar strip transmission lines or shorted or open parallel slot lines, with a length adjusted to provide the desired capacitance between source and drain at the desired oscillation frequency.

앞서의 예에서, 게이트 및 소스 회로를 수정함으로서 공통-드레인 발진기 회로의 여러 구조가 발전될 수 있음을 알 수 있다. 위상 잡음을 개선시키거나 전력 출력을 증가시키기 위해 상응하는 회로 서브섹션으로 FET 어레이에 추가 서브섹션이 부가될 수 있다는 점도 또한 명백하다.In the above example, it can be seen that various structures of the common-drain oscillator circuit can be developed by modifying the gate and source circuits. It is also apparent that additional subsections may be added to the FET array with corresponding circuit subsections to improve phase noise or increase power output.

T1, T2와 같은 연결 요소가 발진기로부터 전력을 조절하고 제거하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 공통 드레인 발진기는 도시되는 것과 같이 유사한 결합으로 푸쉬-풀로 작동될 수 있고, 또는 잘 알려진 바와 같이 동상 결합에 의해 두 반구를 주사잠금하는 동상으로 작동될 수도 있다.Connection elements such as T1, T2 can be used to regulate and remove power from the oscillator. The common drain oscillator of the present invention can be operated in push-pull with similar coupling as shown, or it can be operated with in-phase locking the two hemispheres by in-phase coupling, as is well known.

게이트 전극과 드레인 전극 사이에 위치하는 전극 소스 단자를 가지는 FET 어레이를 수용할 수 있는 선택적인 동평면 공통-드레인 구조가 본 발명에 또한 포함된다. 두 예는 도 7 및 8을 참고하여 설명된다.Also included in the invention is an optional coplanar common-drain structure capable of receiving an FET array having an electrode source terminal located between the gate electrode and the drain electrode. Two examples are described with reference to FIGS. 7 and 8.

도 7은 앞서 기술한 바와 같이 전도 패턴 기판(503)에 연결되는 FET 어레이(501)를 가지는 동평면 공통 드레인 발진기(500)의 일부를 도시한다. 어레이(501)는 그 위에 연결영역(501)을 형성한다. 발진기(500)는 개방 회로 종료부를 가지는 동평면 도파관 게이트 공진자 회로를 포함한다.FIG. 7 shows a portion of a coplanar common drain oscillator 500 having a FET array 501 connected to a conductive pattern substrate 503 as described above. Array 501 forms a connection region 501 thereon. Oscillator 500 includes a coplanar waveguide gate resonator circuit having an open circuit termination.

FET 어레이(501)는 상응하는 어레이 단자(510', 512', 514')에 연결되는 소스, 드레인, 그리고 게이트 전극 어레이(510, 512, 514)를 가진다. 어레이 단자는 기판(503)에 장착되는 소스, 드레인, 게이트 전도체 단자(510, 512, 514)에 용접 범프나 볼에 의해 연결된다.FET array 501 has source, drain, and gate electrode arrays 510, 512, 514 connected to corresponding array terminals 510 ', 512', 514 '. The array terminals are connected by welding bumps or balls to the source, drain, and gate conductor terminals 510, 512, 514 mounted to the substrate 503.

소스 전도체 단자(510(1,2,3))는 병렬 동평면 소스 전도체 세그먼트(504(1,2,3))의 인접부에 각각 연결된다. 세그먼트(504(1,2,3))는 동일한 길이의 개방 회로 말단부에서 종료되도록 어레이(501)로부터 외향 한방향으로 연장된다.Source conductor terminals 510 (1, 2, 3) are connected to adjacent portions of parallel coplanar source conductor segments 504 (1, 2, 3), respectively. Segments 504 (1, 2, 3) extend outwardly from array 501 to terminate at open circuit ends of equal length.

드레인 전도체 단자(512(1,2))는 어레이(501)의 한 측부를 따라 배치되고, 병렬 동평면 드레인 전도체 세그먼트(506(1,2)b)의 인접부에 연결된다. 드레인 전도체 세그먼트(506(1,2)b)는 소스 세그먼트(504(1,2), 504(2,3)) 사이에 각각 대칭으로 배치된다. 드레인 전도체 세그먼트(506(1,2)b)는 어레이로부터 한 방향으로 연장된다.Drain conductor terminals 512 (1, 2) are disposed along one side of array 501 and are connected to adjacent coplanar drain conductor segments 506 (1, 2) b. Drain conductor segments 506 (1, 2) b are symmetrically disposed between source segments 504 (1, 2) and 504 (2, 3), respectively. Drain conductor segment 506 (1, 2) b extends in one direction from the array.

소스 전도체 세그먼트(504)와 드레인 전도체 세그먼트(506b)는 발진기(500)에 대한 소스-드레인 다중 동평면 도파관 피드백 회로를 형성한다. 드레인-소스 커패시턴스의 증가는 마이크로파 집적 회로(MMIC) 칩 커패시터나, 전도체(504, 506)의 추가 길이에 의해 제공될 수 있다.Source conductor segment 504 and drain conductor segment 506b form a source-drain multiple coplanar waveguide feedback circuit for oscillator 500. The increase in drain-source capacitance can be provided by microwave integrated circuit (MMIC) chip capacitors or by additional lengths of conductors 504 and 506.

드레인 전도체 단자(512(1, 2))는 연결 영역(501a) 내에서 y-형 동평면 전도체 브랜치(508a,b)의 인접 단부에 연결된다. 브랜치(508a,b)는 말단부를 가지는 브랜칭 아암(508(1,2)a, 508(1,2)b)을 포함하고, 이는 베이스 단부(508a,b)로부터 어레이(501)의 다른 측부를 향해 발산한다.The drain conductor terminals 512 (1, 2) are connected to adjacent ends of the y-type coplanar conductor branches 508a, b in the connection region 501a. Branches 508a, b include branching arms 508 (1,2) a, 508 (1,2) b having distal ends, which extend the other side of the array 501 from the base ends 508a, b. Radiates toward

브랜치(508(1)a, 508(2)a)는 게이트 단자(514(1))와 소스 단자(510(1), 510(2)) 사이에 각각 배치된다. 브랜치(508(2)a, 508b(2))는 게이트 단자(514(2))와 소스 단자(510(2), 510(3)) 사이에 각각 연결된다. 브랜치(508(1)a)의 말단부는 연결 영역(501a) 내의 드레인 전도체 세그먼트(506(1)a)의 인접부에 연결된다. 브랜치(508(2)a)의 말단부는 드레인 전도체 세그먼트(506(2)a)의 인접부에 연결된다. 브랜치(508b(1))의 말단부는 세그먼트(506(2)a)의 말단부에 또한 연결된다. 브랜치(508b(2))의 말단부는 드레인 전도체 세그먼트(506a(3))의 말단부에 연결된다.Branches 508 (1) a and 508 (2) a are disposed between the gate terminal 514 (1) and the source terminal 510 (1), 510 (2), respectively. Branches 508 (2) and 508 b (2) are connected between the gate terminal 514 (2) and the source terminals 510 (2) and 510 (3), respectively. The distal end of branch 508 (1) a is connected to an adjacent portion of the drain conductor segment 506 (1) a in the connection region 501a. The distal end of branch 508 (2) a is connected to an adjacent portion of drain conductor segment 506 (2) a. The distal end of branch 508b (1) is also connected to the distal end of segment 506 (2) a. The distal end of branch 508b (2) is connected to the distal end of drain conductor segment 506a (3).

게이트 단자(514(1,2))는 병렬 게이트 전도체 세그먼트(502(1,2))의 인접부에 각각 연결된다. 세그먼트(502(1,2))는 어레이의 다른 측부로부터 외향으로 연장된다.Gate terminals 514 (1,2) are connected to adjacent portions of parallel gate conductor segments 502 (1,2), respectively. Segment 502 (1,2) extends outward from the other side of the array.

전도체 세그먼트(506(1,2)a)는 게이트 전도체 세그먼트(502(1)) 주위로 배치된다. 전도체 세그먼트(506(2,3)a)는 게이트 전도체 세그먼트(502(2)) 주위로 배치된다. 세그먼트(506(1,2,3)a)는 어레이(501)로부터 외향의 인접 단부로부터 연장된다.Conductor segment 506 (1, 2) a is disposed around gate conductor segment 502 (1). Conductor segment 506 (2, 3) a is disposed around gate conductor segment 502 (2). Segment 506 (1, 2, 3) a extends from an adjacent end outward from array 501.

세그먼트(506(1,2,3)a, 502(1,2))는 공통 드레인 발진기(500)에 대한 개방 회로 종료식 다중 동평면 도파관 게이트 조절 회로의 일부를 형성한다.Segments 506 (1, 2, 3) a and 502 (1, 2) form part of an open circuit terminated multiple coplanar waveguide gate conditioning circuit for common drain oscillator 500.

인접 전도체 구조(512, 508, 506)는 어레이(501)의 FET에 대한 공통 드레인 연결을 형성하고, 게이트 및 소스 단자를 서로 분리시킨다. 어레이(501) FET의 드레인 전극에 의해 제공되는 역전 위상 RF 신호는 최소 경로 길이와 최소 와류 인덕턴스 및 커패시턴스로 게이트나 소스 회로에 각각 돌리기 위해 조합된다.Adjacent conductor structures 512, 508, 506 form a common drain connection to the FETs of array 501 and isolate the gate and source terminals from each other. The inverted phase RF signals provided by the drain electrodes of the array 501 FETs are combined to turn to the gate or source circuit at minimum path length and minimum vortex inductance and capacitance, respectively.

각각의 게이트-드레인 전도체 쌍(506(1)a, 506(2)a, 502(1))에 대한 순환 게이트-드레인 전류는 각각의 소스-드레인 전도체쌍(504(1), 512(1), 504(2))에 대한 순환 소스-드레인 전류에 연결하는 짧은 드레인 전도체 세그먼트(508(1)a,b)만을 가진다.The circulating gate-drain currents for each gate-drain conductor pair 506 (1) a, 506 (2) a, 502 (1) are each source-drain conductor pair 504 (1), 512 (1). Have only a short drain conductor segment 508 (1) a, b connecting to the circulating source-drain current for 504 (2).

도 8에서, 본 발명에 따르는 공통 드레인 발진기 회로(600)의 실시예가 도시된다. 상기 회로(600)는 RF 단락-회로 종료식 게이트 조절 회로를 가지며, 이때 도 7과의 유사 번호는 유사 부품을 표시한다.8, an embodiment of a common drain oscillator circuit 600 in accordance with the present invention is shown. The circuit 600 has an RF short-circuit terminated gate control circuit, with similar numbers to FIG. 7 indicating like parts.

단부 전도체 세그먼트(522)는 드레인 전도체 세그먼트(506(1,2,3)a)의 말단부와 결합한다. 단부 전도체 세그먼트(522)는 RF 연결 커패시터(520(1,2))에 의해 게이트 전도체 세그먼트(502(1,2))의 말단부에 연결된다. 커패시터(520)는 세그먼트(502(1,2))와 전도체 세그먼트(522) 사이에서 튜닝 요소나 0의 RF 임피던스를 제공할 수 있는 칩 커패시터, 박막 커패시터 등일 수 있다.End conductor segment 522 engages the distal end of drain conductor segment 506 (1, 2, 3) a. The end conductor segment 522 is connected to the distal end of the gate conductor segment 502 (1, 2) by an RF connection capacitor 520 (1, 2). Capacitor 520 may be a chip capacitor, thin film capacitor, or the like that may provide a tuning element or zero RF impedance between segment 502 (1, 2) and conductor segment 522.

드레인-소스 회로는 공진자 회로일 수 있고, 그래서 드레인-소스 공진자가 비공명 상태일 때, 병렬형 공명의 이상 공명일 때, 그리고 직렬형 공명의 공명 이하일 때, 소스 및 드레인간의 충전적 피드백이 제공된다.The drain-source circuit can be a resonator circuit, so that when the drain-source resonator is in the non-resonant state, when the abnormal resonance in parallel resonance, and below the resonance in series resonance, the charge feedback between the source and the drain is Is provided.

공통 드레인 발진기(600)의 버랙터 튜닝은 게이트-소스 튜닝 회로나 소스 드레인 튜닝 회로에서 버랙터의 전자기적 연결에 의해 달성될 수 있다.Varactor tuning of the common drain oscillator 600 may be accomplished by electromagnetic coupling of the varactors in a gate-source tuning circuit or a source drain tuning circuit.

게이트-드레인 회로와 소스-드레인 회로 모두에서의 튜닝에 의해 더 넓은 범위의 튜닝 범위가 달성될 수 있다. 본 발명의 공통-드레인 구조에서, 게이트나 소스 전도체와 공통-드레인 전도체로부터 단일 또는 다중 버랙터까지의 낮은 인덕턴스 연결이 쉽게 이루어진다.A wider range of tuning ranges can be achieved by tuning in both the gate-drain circuit and the source-drain circuit. In the common-drain structure of the present invention, low inductance connections from gate or source conductors and common-drain conductors to single or multiple varactors are easily achieved.

본 발명의 또다른 실시예는 상호얽힌 커패시터 공진자 게이트 회로를 가지는 공통 드레인 발진기를 도시하는 도 9와 10을 들어 설명된다. 도 9는 도 10의 발진기의 동등한 회로도(700)이다. 동등한 회로(702)는 도 10의 게이트-드레인(입력) 공진자를 나타낸다. 동등 회로(704)는 도 10의 FET의 게이트-드레인 회로를 나타내고, 소스 드레인 피드백 회로가 연결되며, 아래에서 또한 기술된다.Another embodiment of the present invention is described with reference to FIGS. 9 and 10 showing a common drain oscillator having an intertwined capacitor resonator gate circuit. 9 is an equivalent circuit diagram 700 of the oscillator of FIG. 10. Equivalent circuit 702 represents the gate-drain (input) resonator of FIG. Equivalent circuit 704 represents the gate-drain circuit of the FET of FIG. 10, with the source drain feedback circuit connected and is also described below.

C1은 아래에서 기술되는 상호얽힌 동평면 캐버티 공진자 커패시터의 커패시턴스이고, Cg는 소스-드레인 회로를 연결한 FET의 동등 입력(게이트-드레인) 조합(704)의 동등 커패시턴스이다(그 조합이 도 10에서, (803), (825(1-5), 826(1-4), 830(1-4), 845(1-4)로 도시된다).C1 is the capacitance of the intertwined coplanar cavity resonator capacitor described below, and Cg is the equivalent capacitance of the equivalent input (gate-drain) combination 704 of the FETs connecting the source-drain circuits (the combination is shown in FIG. 10, shown as 803, 825 (1-5), 826 (1-4), 830 (1-4), 845 (1-4).

회로(700)의 발진 조건은 다음과 같다. 즉, Cv, Leq, re, 그리고 C1으로 이루어지는 게이트 공진자 입력 회로(702)의 동등 손실 저항 re는 능동 소자 입력(704)의 동등한 작은 신호 직렬 음의 저항보다 작아야 한다.The oscillation conditions of the circuit 700 are as follows. That is, the equivalent loss resistance r e of the gate resonator input circuit 702 consisting of C v, Le q, r e , and C 1 must be less than the equivalent small signal series negative resistance of the active element input 704.

Cv는 게이트 회로와 공통 드레인 Leq, 입력 회로(702)의 직렬 인덕턴스 사이에 연결되는 튜닝 버랙터의 커패시턴스를 나타낸다. C1은 아래에 기술되는 상호얽힌 동평면 캐버티 공진자 커패시터의 커패시턴스이고, Cg는 도 10의 소스-드레인 회로에 연결되는 FET의 동등 입력(704)의 커패시턴스이다.Cv represents the capacitance of the tuning varactor connected between the gate circuit, the common drain Leq, and the series inductance of the input circuit 702. C1 is the capacitance of the intertwined coplanar cavity resonator capacitor described below, and Cg is the capacitance of the equivalent input 704 of the FET connected to the source-drain circuit of FIG.

C1의 커패시턴스가 너무 작으면, 버랙터 Cv에 의해 제공되는 튜닝 범위가 너무 작을 것이고, Cv가 튜닝 범위 증가를 위해 너무 작게 만들어지면, 버랙터의 증가 직렬 저항이 ri보다 re가 더 크게할 수 있다. 그래서 발진을 방지한다.If is too small, the capacitance of C1, burrs would be too small tuning range provided by the varactor Cv, Cv is the ground made too small for the tuning range is increased, the increase in the series resistance of the varactor r i than r e a further significant Can be. So it prevents the rash.

공진자(702)가 FET로의 입력(704)에 너무 강하게 연결되도록 커패시턴스 C1이 너무 크면, Cg의 잡음 유도 반응 유동이 초과 위상 잡음을 유발하는 발진 주파수에서 큰 유동을 일으킬 것이다.If the capacitance C1 is too large such that the resonator 702 is connected too tightly to the input 704 to the FET, the noise induced response flow of Cg will cause a large flow at the oscillation frequency causing the excess phase noise.

입력 회로(702)의 Leq는 고주파 작동을 할 수 있도록 충분히 작아야 한다. 입력 회로의 전류 순환에 대한 역방향 경로가 너무 길면, C1이 바람직한 범위에 있을 때 높은 튜닝 주파수를 얻기에는 직렬 인덕턴스가 너무 클 것이다.The Leq of the input circuit 702 should be small enough to allow high frequency operation. If the reverse path to the current circuit of the input circuit is too long, the series inductance will be too large to achieve a high tuning frequency when C1 is in the desired range.

동평면 상호얽힘 커패시터 "동평면 캐버티" 공진자 발진기 회로(800)가 도 10에 도시된다. 동평면 캐버티라는 용어는 발진기 용으로 알려진 기존 캐버티에 대해 동의어로 사용된다. 정규 3차원 캐버티의 2차원 동의어이다. 발진기의 형태는 재진입 원통형 캐버티 공진자의 축을 따라 취해지는 단면과 유사하고, 이는 반대편 내측벽의 내부로부터 멀어지는 한 내부벽으로부터 돌출하는 내부 센터 중심을 가진다.A coplanar entangled capacitor “coplanar cavity” resonator oscillator circuit 800 is shown in FIG. 10. The term coplanar cavity is used synonymously for the existing cavity known as the oscillator. A two-dimensional synonym for regular three-dimensional cavities. The shape of the oscillator is similar to the cross section taken along the axis of the reentrant cylindrical cavity resonator, which has an inner center center projecting from the inner wall as far from the interior of the opposite inner wall.

동평면 캐버티의 내측벽에 동등한 재진입 포스트에 버랙터(807)가 연결된다. 동평면 상호얽힘 커패시터(802)와 직렬 FET 입력은 동등한 포스트와 동등한 반대편 내벽 사이의 충전 갭에 상응한다. 회로(800)는 FET 입력(702)의 낮은 직렬 저항 및 인덕턴스를 제공하고, 공통 드레인 발진기 작동에서 충분한 직렬 커패시턴스 C1을 제공한다.A varactor 807 is connected to a reentrant post equivalent to the inner wall of the coplanar cavity. Coplanar entangled capacitor 802 and series FET input correspond to a charge gap between equivalent posts and equivalent opposite inner walls. Circuit 800 provides low series resistance and inductance of FET input 702 and provides sufficient series capacitance C1 in common drain oscillator operation.

동평면 상호얽힘 커패시턴 동평면 캐버티 공진자 회로(801)는 FET 어레이(822)의 한 측부에 연결된다. 제 2 동평면 회로(803)는 FET 어레이(822)의 반대편 측부에 연결된다. 두 회로(801, 803)의 공통-드레인 연결은 회로(801, 803) 사이에 배열된다. 기존 방식으로 절연 기판(816) 위에 전도 시트를 패터닝함으로서 앞서 기술한 바와 같이 회로(801, 803)가 형성된다.Coplanar intertwined capacitance coplanar cavity resonator circuit 801 is coupled to one side of FET array 822. The second coplanar circuit 803 is connected to the opposite side of the FET array 822. The common-drain connection of the two circuits 801, 803 is arranged between the circuits 801, 803. By patterning the conductive sheet over the insulating substrate 816 in a conventional manner, circuits 801 and 803 are formed as described above.

게이트 회로(801)는 동평면 전도 프레임(806) 내의 동평면 상호얽힘 커패시터(802)를 포함한다. 이때 상기 프레임은 내부 페러미터(804)를 포함한다. 소스 회로(803)는 개방 회로와 같이 다수의 동평면 회로 중 하나이고, 거의 1/4파 길이의 전송 라인 등으로서, 관련 FET의 소스 및 드레인 사이에 충분한 충전적 피드백을 제공하기에 적절하다.Gate circuit 801 includes coplanar entangled capacitor 802 in coplanar conducting frame 806. In this case, the frame includes an internal parameter 804. The source circuit 803 is one of a number of coplanar circuits, such as an open circuit, and is a transmission line, such as an approximately quarter wave long, suitable for providing sufficient charging feedback between the source and drain of the associated FET.

프레임(806)은 두 개의 반대편 외부 레그(808, 810)를 포함한다. 상기 레그(808, 810)는 드레인 단자 공통 전도체 세그먼트(812)로 한쌍의 반대편 단부에 인접하고, 버랙터 전도체 세그먼트(814)로 반대편 쌍의 반대편 단부에 인접한다.Frame 806 includes two opposite outer legs 808 and 810. The legs 808 and 810 are adjacent the pair of opposite ends with drain terminal common conductor segment 812 and adjacent the opposite ends of the opposite pair with varactor conductor segment 814.

동평면 커패시터(802)는 동평면 전도체 프레임(806)의 내부 페러미터(804)에 의해 둘러싸인다. 페러미터(804)는 동평면 캐버티 섹션(804a)과 버랙터 인셋 섹션(804b)을 형성한다. 동평면 캐버티 섹션(804a)의 페러미터(804) 부분은 커패시터(802)를 포함하는 약간 연장된 육각형 형태를 취한다. 도 10에 도시되는 동평면 캐버티(804a)에 대한 높이 대 폭의 애스펙트비는 약 1.3:1이다. 동평면 캐버티 섹션(804a)의 치수 및 애스펙트비는 대단히 큰 범위에서 변화할 수 있다. 적절한 주파수에서 공명을 제공하도록 동평면 캐버티 섹션(804a)의 치수 및 애스펙트비가 선택된다.Coplanar capacitor 802 is surrounded by an internal parameter 804 of coplanar conductor frame 806. The parameter 804 forms a coplanar cavity section 804a and a varactor inset section 804b. The parameter 804 portion of the coplanar cavity section 804a takes the form of a slightly elongated hexagon that includes a capacitor 802. The aspect ratio of height to width for the coplanar cavity 804a shown in FIG. 10 is about 1.3: 1. The dimension and aspect ratio of the coplanar cavity section 804a can vary over a very large range. The dimension and aspect ratio of the coplanar cavity section 804a is selected to provide resonance at the appropriate frequency.

버랙터 인섹 섹션(804b)은 캐소드(807a)와 애노드(807b)를 가지는 튜닝 버랙터(807)를 수신하기 위해 세그먼트(814)에 형성되는 장방형일 수 있다.Varactor insec section 804b may be rectangular formed in segment 814 to receive tuning varactor 807 having cathode 807a and anode 807b.

본 발명의 다른 실시예에서, 공진자는 육각형과 다른 형태일 수 있고, 버랙터가 반드시 인셋될 필요는 없다. 공진자 동평면 캐버티(804a)의 애스펙트비는 크게 변화할 수 있다. 공간적 제약이 큰 문제가 아닐 때, 대략 1:1의 애스펙트비가 손실 최소화를 위해 바람직하다.In another embodiment of the invention, the resonator may be other than hexagonal, and the varactors do not necessarily have to be inset. The aspect ratio of the resonator coplanar cavity 804a can vary greatly. When spatial constraints are not a big problem, an aspect ratio of approximately 1: 1 is desirable for minimizing losses.

커패시터(802)로부터의 페러미터 공간과 동평면 캐버티 섹션(804a)의 페러미터 치수는 상업적 전자기 시뮬레이션 소프트웨어 패키지를 이용하여 선택될 수 있다. 그 예로는 바람직한 튜닝 주파수와 충분히 낮은 손실의 제약에 종속되는 질랜드 소프트웨어의 "IE3D"가 있다.The parameter space of the coplanar cavity section 804a and the parameter space from the capacitor 802 can be selected using a commercial electromagnetic simulation software package. An example is the "IE3D" of Zealand software, which is subject to the desired tuning frequency and constraints of sufficiently low losses.

동평면 커패시터(802)는 이격된 전도체 분기 서브세트(840a,b,c)로 상호얽힌 이격 동평면 게이트 전도체 세그먼트(820(1:4)) 세트로 이루어진다(1:4는 인덱스 번호 1,2,3,4의 순서를 표시한다). 분기(840a,b,c)는 베이스 전도체 세그먼트(840)의 인접부에서 공통 중앙 전도체 입력 정션(840e)에 연결된다. 전도체(840)는 말단부에서 접촉(840d)을 가진다. 분기(840b)는 분기(840a,c) 사이에 위치한다. 접촉(840d)은 버랙터 인셋(804b)으로 연장되고, 버랙터 애노드(807b)에 연결한다. 전도체(840)와 전도체 분기(840a,b,c)는 분기(840b)와 접촉(840d)을 통과하는 라인 A-A를 따라 대칭으로 배치되어, 반대편으로 인접한 게이트 전도체(820(1),(2))의 인접 단부간 길이 L1에 대해 말단으로 분기(840a)가 연장되고, 반대편으로 인접한 병렬 균일 게이트 전도체(820(2), 820(3))의 인접 단부 사이에 길이 L2로 말단으로 분기(840b)가 연장되며, 반대편으로 인접한 병렬 균일 게이트 전도체(820(3), 820(4))의 인접 단부 사이에 길이 L3로 분기(840c)가 연장된다.Coplanar capacitor 802 consists of a set of spaced apart coplanar gate conductor segments 820 (1: 4) intertwined with spaced conductor branch subsets 840a, b, c (1: 4 is index number 1,2 , Then 3, 4). Branches 840a, b, c are connected to a common central conductor input junction 840e in the vicinity of the base conductor segment 840. Conductor 840 has contact 840d at its distal end. Branch 840b is located between branches 840a and c. Contact 840d extends to varactor inset 804b and connects to varactor anode 807b. Conductor 840 and conductor branches 840a, b, c are arranged symmetrically along line AA passing through branch 840b and contact 840d, so that oppositely adjacent gate conductors 820 (1), (2) Branch 840a extends distal to the length L1 between adjacent ends of the sq, and branches 840b distal to the length L2 between adjacent ends of the oppositely adjacent parallel uniform gate conductors 820 (2) and 820 (3). ) Extends, and branch 840c extends to length L3 between adjacent ends of oppositely adjacent parallel uniform gate conductors 820 (3) and 820 (4).

정션(840e)과 접촉(840d)간의 전도체(840) 부분은 흥미로운 주파수 범위에서 도 10의 인덕턴스 Leq 일부로 공헌하는 유도 반응 연결 요소를 형성한다.The portion of conductor 840 between junction 840e and contact 840d forms an inductive response connecting element that contributes to the portion of inductance Leq in FIG. 10 in the interesting frequency range.

중앙 전도체(840)의 신호 전류가 개별 게이트 전극(832(1,2)a, 832(1,2)b)으로의 충전적 및 전자기적 연결에 의해 동등하게 분할되도록 인접 분기(840)와 전도체(820) 사이의 확장 치수 L1, L2, L3 및 공간이 배열된다. 흥미로운 주파수 범위에 대한 공간 및 치수의 선택은 상용화된 전자기 시뮬레이션 툴을 이용하여 이루어질 수 있다.Adjacent branch 840 and conductors such that the signal current of the central conductor 840 is equally divided by the charging and electromagnetic connection to the individual gate electrodes 832 (1,2) a, 832 (1,2) b. Expanded dimensions L1, L2, L3 and spaces between 820 are arranged. The choice of space and dimensions for interesting frequency ranges can be made using commercially available electromagnetic simulation tools.

동평면 게이트 전도체 세그먼트(820(1:4))의 인접 단부에 공간적으로 이격된 동평면 게이트 전도체 단자(818(1:4))가 형성된다. 1:4는 인덱스 번호 1,2,3,4의 순서를 표시한다. 단자(818(1:4))는 FET 어레이(822)의 FET 게이트 단자(818')(1:4)에 각각 연결된다.At the adjacent ends of the coplanar gate conductor segments 820 (1: 4) are formed coplanar gate conductor terminals 818 (1: 4) spaced apart. 1: 4 indicates the order of index numbers 1,2,3,4. Terminals 818 (1: 4) are connected to FET gate terminals 818 '(1: 4) of the FET array 822, respectively.

공간적으로 이격된 동평면 공통 드레인 전도체 단자(824(1:5))가 동평면 공통-드레인 단자 공통 전도체 세그먼트(812)에 형성된다. FET 어레이(822)에서 동시 FET 공통 드레인 단자(824'(1:5))에 단자(824(1:5))가 연결된다. FET 공통 드레인 단자(824'(1:5))는 1에서 1, 2에서 2,3, 3에서 4,5, 4에서 6,7, 5에서 8까지의 순서로 드레인 전극(828(1:8))에 연결된다. 이때 제 1 인덱스는 드레인 단자 인덱스 번호이고, 제 2 인덱스는 드레인 전극 인덱스 번호이다.Spatially spaced coplanar common drain conductor terminals 824 (1: 5) are formed in coplanar common-drain terminal common conductor segments 812. Terminal 824 (1: 5) is coupled to the simultaneous FET common drain terminal 824 '(1: 5) in FET array 822. The FET common drain terminal 824 '(1: 5) has a drain electrode 828 (1: 1 in 1, 2 in 2, 3, 3 in 4, 5, 4 in 6, 7, 5 through 8). 8)). In this case, the first index is a drain terminal index number and the second index is a drain electrode index number.

FET 어레이(822)는 두 개의 C형 FET 게이트 금속화 세그먼트(832a, b)를 포함한다. 상기 세그먼트(832a, b)는 드레인 전극(828(1,2), 828(3,4), 828(5,6), 828(7,8))의 전류를 제어하는 게이트 핑거에 연결하는 확장 아암(832(1,2)a, 832(1,2)b)을 가진다.FET array 822 includes two C-type FET gate metallization segments 832a, b. The segments 832a and b extend to connect the gate fingers that control the current of the drain electrodes 828 (1,2), 828 (3,4), 828 (5,6), 828 (7,8). Arms 832 (1,2) a and 832 (1,2) b.

드레인 전극(828)으로부터의 신호는 공통 드레인 세그먼트(812)를 통한 공통 연결에 의해 조합된다.The signals from drain electrode 828 are combined by common connection through common drain segment 812.

FET 어레이(822)에서 FET 소스 단자(826(1:4))에 연결하기 위해 소스 전도체 세그먼트(830(1:4))에 형성된다.In the FET array 822 are formed in the source conductor segment 830 (1: 4) to connect to the FET source terminal 826 (1: 4).

버랙터 전극 커넥터층(842)이 인셋(804b)에 배치되고, 프레임(806)의 인셋 섹션(804b) 페러미터로부터 중복 전도체 탭(809)에 연결된다. 가변 전원에 연결되는 RF 초크(844)에 의해 튜닝 전압이 버랙터 양극(807a)에 가해진다.A varactor electrode connector layer 842 is disposed in the inset 804b and is connected to the redundant conductor tab 809 from the inset section 804b parameter of the frame 806. The tuning voltage is applied to the varactor anode 807a by an RF choke 844 coupled to the variable power supply.

동평면 소스 회로(803)가 소스 단자(826)에 연결되어, 필요한만큼 FET에 적절한 소스-드레인 피드백을 제공한다. 회로(803)는 인접 드레인 세그먼트(825(1:5))간의 다중 소스 전도체 세그먼트(845(1:4))에 의해 FET에 연결되는 조합 회로일 수 있다.Coplanar source circuitry 803 is coupled to source terminal 826 to provide adequate source-drain feedback to the FET as needed. Circuit 803 may be a combination circuit connected to the FET by multiple source conductor segments 845 (1: 4) between adjacent drain segments 825 (1: 5).

본 발명의 상호얽힘 커패시터(802)는 발진기 회로의 작동 주파수에서 FET의 커패시턴스 유동의 유해한 효과를 최소화하기 위해 최소 와류 직렬 인덕턴스로 입력 직렬 커패시턴스의 최적량을 부가한다. 이는 발진기로부터 출력 신호의 위상 잡음을 최소화한다.The entangled capacitor 802 of the present invention adds an optimum amount of input series capacitance with minimum vortex series inductance to minimize the deleterious effects of capacitance flow of the FET at the operating frequency of the oscillator circuit. This minimizes the phase noise of the output signal from the oscillator.

도 9에서, 커패시턴스 Cv는 버랙터(807)의 커패시턴스에 상응하고, re는 공진자의 직렬 저항에 상응하며, -ri는 공명에서 FET 입력의 동등한 음의 저항에 상응하고, 그리고 Leq는 커패시터(802), 버랙터(807), 그리고 프레임 역방향 레그(808, 810)의 자체 인덕턴스와 함께 분기(840a,b,c)와 접촉(840d)간의 중앙 전도체 레그(840)의 유도 성분에 상응한다.In FIG. 9, capacitance Cv corresponds to the capacitance of varactor 807, r e corresponds to the series resistance of the resonator, -r i corresponds to the equivalent negative resistance of the FET input at resonance, and Leq is the capacitor. 802, varactor 807, and the inductive component of central conductor leg 840 between branches 840a, b, c and contact 840d, together with its own inductance of frame reverse legs 808, 810. .

상호얽힘 커패시터(802)와 결과적인 단락 세그먼트(820(1:4), 840a:c)의 간단한 성질은 최소의 와류 자체 인덕턴스를 제공하고, 그러므로 발진기 성능에 대한 더 높게 획득가능한 튜닝 주파수를 제공한다.The simple nature of the entangled capacitor 802 and the resulting short segment 820 (1: 4), 840a: c provides a minimum eddy current inductance and therefore a higher obtainable tuning frequency for oscillator performance. .

병렬 다중 전도체(820(1:4))에 충전적으로 연결되는 유도 레그(840)를 병렬 분기(840a,b,c)로 연결함으로서, 많은 경우에, 병렬 분기 및 전도체의 직렬 인덕턴스는 병렬 분기 및 전도체의 합계 길이가 단일 병렬 전도체 쌍인 것처럼인 경우보다 작다.By connecting inductive legs 840 which are connected to parallel multiple conductors 820 (1: 4) with parallel branches 840a, b and c, in many cases, the parallel inductance and the series inductance of the conductors The total length of the conductors is smaller than if it were as a single parallel conductor pair.

증가되는 전력 출력 및 낮은 위상 잡음을 얻기 위해 상응하는 다중 FET 단자로 상호연결할 수 있는 다중 전도체 단자 패드(818)를 가지는 것이 상호얽힘 커패시터(802)의 추가적인 장점이다.It is a further advantage of entangled capacitor 802 to have multiple conductor terminal pads 818 that can be interconnected to corresponding multiple FET terminals to obtain increased power output and low phase noise.

도 11에서, 본 발명에 따르는 공통 드레인 상호얽힘 커패시터 동평면 캐버티 공진자 발진기의 이중 공진자 실시예(900)가 도시된다.In Fig. 11, a dual resonator embodiment 900 of a common drain entangled capacitor coplanar cavity resonator oscillator in accordance with the present invention is shown.

제 1, 2 동평면 캐버티(902a, 902b)가 동평면 전도체 프레임(908)에 형성된다. 프레임(908)은 기판(910) 위에서 앞서의 기존 과정에 의해 증착되고 패터닝된다. 프레임(908)은 원형일 수도 있고 장방형일 수도 있으며, 수직 반대편 측부(908c, d)에 연결되는 두 반대편 단부(908a, b)를 형성한다.First and second coplanar cavities 902a and 902b are formed in the coplanar conductor frame 908. Frame 908 is deposited and patterned on the substrate 910 by the previous conventional process. The frame 908 may be circular or rectangular and define two opposite ends 908a, b connected to the vertical opposite sides 908c, d.

제 1, 2 상호얽힘 커패시터(904a, b)가 대칭으로 배치되는 캐버티(902a,b)에서 각각 중앙 라인 B 주위로 대칭으로 배치된다.The first and second entangled capacitors 904a and b are symmetrically disposed around the center line B in the cavities 902a and b which are symmetrically disposed, respectively.

캐버티(902a, b)는 커패시터(904a, b)를 둘러싸는 프레임(908)의 내부 페러미터(912a, b)에 의해 형성된다. 페러미터(912a, b)는 유해한 충전적 연결 효과를 최소화시키기 위해 커패시터(904a, b)로부터 충분히 멀리 이격되지만, 높은 튜닝 주파수를 얻기 위해 충분히 제한된 공간이다. 동평면 캐버티 중심 전도체(914)는 중심 라인 B 주위로 대칭 배열되는 반대편 단부(914a, b)를 가지고, 상기 단부(914a, b)는 튜닝 캐버티(902a, b)의 페러미터(912a, b) 일부를 형성한다.The cavities 902a and b are formed by the internal parameters 912a and b of the frame 908 surrounding the capacitors 904a and b. The parameters 912a and b are spaced far enough away from the capacitors 904a and b to minimize the harmful charging effect, but are limited enough to achieve high tuning frequencies. The coplanar cavity center conductor 914 has opposite ends 914a, b that are symmetrically arranged around the center line B, the ends 914a, b having the parameters 912a, b of the tuning cavities 902a, b. b) form part.

상호얽힘 커패시터(904a, b)는 선택적인 게이트 전도체 세그먼트(919a, b, c)로부터 이격되는 커패시터 전도체 세그먼트(917a, b)를 포함한다.Intertwined capacitors 904a, b include capacitor conductor segments 917a, b spaced apart from optional gate conductor segments 919a, b, c.

제 1 커패시터(904a)의 중앙 커패시터 전도체(906a)는 브랜칭 커패시터 전도체 세그먼트(917a, b)로의 정션(916a)에서 분기한다. 세그먼트(917a, b)는 FET 어레이(922)를 향해 인접하게 연장되고, 버랙터 양극 연결(924)을 향해 말단으로 연장되며, 선택적인 인접 게이트 커패시터 전도체 세그먼트(919a, b, c) 사이에서 각각 균일하게 병렬로 이격 연장된다.The central capacitor conductor 906a of the first capacitor 904a branches at the junction 916a to the branching capacitor conductor segments 917a and b. Segments 917a and b extend adjacently toward FET array 922 and extend distal towards varactor anode connections 924 and between optional adjacent gate capacitor conductor segments 919a, b and c, respectively. Extend evenly and in parallel.

게이트 커패시터 전도체 세그먼트(919a, b, c)는 게이트 전도체 단자(918a, b, c)의 한 단부에 각각 연결되는 FET 어레이(922)를 향해 인접하게 연장된다. 세그먼트(919)는 선택적인 세그먼트(917) 사이에서 말단으로 연장되고, 개방 회로 단부에서 종료된다. 단자(918a, b, c)는 플립 칩 FET 어레이(922)의 절반에 FET(920a, b, c)의 게이트 단자(918'a, b, c)에 각각 연결된다.Gate capacitor conductor segments 919a, b, c extend adjacently toward FET array 922, which is connected to one end of gate conductor terminals 918a, b, c, respectively. Segment 919 extends distal between optional segments 917 and terminates at an open circuit end. Terminals 918a, b, c are connected to gate terminals 918'a, b, c of FETs 920a, b, c, respectively, to half of flip chip FET array 922.

세그먼트(919a)의 말단부와 같이 세그먼트(919) 중 하나에 위치하는 바이어스 전원으로부터 패드까지의 연결에 의해 FET의 게이트에 바이어스가 제공될 수 있다. 칩 상의 게이트 바이어스 크로스 연결(921)은 세 단자(918a, b, c)를 함께 연결한다. 추가적인 패드 및 본딩 와이어를 대가로 각각의 세그먼트에 독립적으로 분리 연결이 이루어질 수 있다. 연결된 FET 사이의 이상 모드 발진을 억제하도록 교차 연결(921)이 도울 수 있다.A bias can be provided to the gate of the FET by a connection from a bias power source located at one of the segments 919 to the pad, such as the distal end of the segment 919a. Gate bias cross connection 921 on the chip connects the three terminals 918a, b, c together. Separate connections can be made independently to each segment in exchange for additional pads and bonding wires. Cross connection 921 can help to suppress abnormal mode oscillations between connected FETs.

상호얽힘 커패시터 구조를 형성하기 위해 반대편 인접부 및 말단부에서 충전적으로 연결되는 세그먼트(917)와 게이트 세그먼트(919)의 교차 순서가 연결된다.The intersecting order of segments 917 and gate segments 919 that are chargeably connected at opposite adjoining and distal ends are connected to form an intertwined capacitor structure.

인접 브랜칭 세그먼트(917)와 게이트 전도체 세그먼트(919)간의 확장 치수 및 공간은 중앙 전도체(906a, b)의 신호 전류가 각각의 FET에 동일 크기와 동일 위상의 게이트 전류로 충전적/전자기적으로 분할된다.Expanded dimensions and spacing between adjacent branching segments 917 and gate conductor segments 919 allow the signal currents of the central conductors 906a and b to be charged / electromagnetically divided into gate currents of equal magnitude and in phase to each FET. do.

제 2 커패시터(904b)는 커패시터(904a)의 미러 이미지이고, 전도체(906b)로부터 동일 크기와 위상으로 어레이(922)의 FET(920d, e, f)로 신호 전류를 분할한다.The second capacitor 904b is a mirror image of the capacitor 904a and divides the signal current from the conductor 906b into the FETs 920d, e, f of the array 922 in equal magnitude and phase.

FET 소스 연결(923)은 튜닝 범위에서 발진을 최적화하기 위해 소스-드레인 피드백 커패시턴스의 최적량을 추가하도록 앞서 기술한 바와 같이 소스-드레인 상호얽힘 커패시터 피드백 회로 구조로 이루어진다.FET source connection 923 consists of a source-drain entangled capacitor feedback circuit structure as described above to add an optimal amount of source-drain feedback capacitance to optimize oscillation in the tuning range.

FET(920a, b, c, d, e, f)의 FET 드레인 단자(934a,b,c,d)는 FET의 드레인에서 공통 드레인 RF 접지를 형성하는 프레임(908)의 반대편 측부(908b)에 연결된다. 게이트 단자(918)와 소스 단자(923)간의 공통 드레인(908b)의 변위는 공통 지점으로 최소의 와류 인덕턴스 및 커패시턴스를 제공하는 제어된 방식으로 게이트-드레인 및 게이트-소스 회로에 공통인 신호 전류를 보내도록 작용한다.FET drain terminals 934a, b, c, d of FETs 920a, b, c, d, e, f are provided on opposite sides 908b of frame 908 that form a common drain RF ground at the drain of the FET. Connected. Displacement of the common drain 908b between the gate terminal 918 and the source terminal 923 provides a common point for signal currents common to the gate-drain and gate-source circuits in a controlled manner that provides a minimum of vortex inductance and capacitance. It works to send.

커패시터 전도체(906a, b)는 플립 장착된 튜닝 버랙터 양극(924)과 접촉하도록 말단으로 확장되고 연결된다. 전도체(906a, b)는 버랙터(924)를 통해 커패시터(904a, b)를 유도적으로 연결하고, 프레임(908, 914)을 통해 공통 드레인 전도체(908b)까지 복귀한다.Capacitor conductors 906a and b extend and connect at their ends to contact the flip mounted tuning varactor anode 924. Conductors 906a and b inductively connect capacitors 904a and b through varactor 924 and return to common drain conductor 908b through frames 908 and 914.

FET 어레이(922)의 음저항 한계에 종속되는 폭넓은 조정성의 고공명 Q를 얻기 위해, 공진자(900)의 인덕턴스는 최소 분배 커패시턴스와 최소 전도체 저항을 가져야 한다. 동평면 캐버티 중앙 역방향 전도체(914)가 너무 좁으면, re에 공헌하는 저항이 너무 커진다. 전도체(914)가 너무 넓으면, 분배 커패시턴스가 너무 커진다. 전도체(914)의 폭은 최적 성능을 위해 최적화되어야 한다.In order to obtain a high resonance Q of wide tunability dependent on the negative resistance limit of the FET array 922, the inductance of the resonator 900 should have a minimum distribution capacitance and a minimum conductor resistance. If the coplanar cavity center reverse conductor 914 is too narrow, the resistance contributing to r e becomes too large. If the conductor 914 is too wide, the distribution capacitance becomes too large. The width of the conductor 914 should be optimized for optimal performance.

프레임(908)의 한 측부(908)로부터 연장되는 전도 탭(926)은 버랙터(935)의 전도 전극층(930)에 연결된다. 다른 버랙터 전극층(924)에 연결되는 RF 초크(932)는 외부 전원으로부터 버랙터를 튜닝하기 위해 바이어스 전압을 제공한다.Conductive tab 926 extending from one side 908 of frame 908 is connected to conductive electrode layer 930 of varactor 935. An RF choke 932 connected to another varactor electrode layer 924 provides a bias voltage to tune the varactor from an external power source.

도 11에서, 이중 공진자(900)는 도 10의 단일 공진자와 유사한 기능을 한다. 단, FET의 게이트 전류가 버랙터(924) 및 FET 어레이(922) 사이에서 공진자(900)의 일부 위 두 병렬 동상 경로로 분할된다. 즉, 전도체(906a, b)에 의해 두 커패시터(904a, b)로 분리되고, 동평면 캐버티 프레임(908)과 동평면 캐버티 중심 전도체(914)에 의해 복귀된다.In FIG. 11, the dual resonator 900 functions similar to the single resonator of FIG. 10. However, the gate current of the FET is split into two parallel in-phase paths above a portion of the resonator 900 between the varactor 924 and the FET array 922. That is, the two capacitors 904a and b are separated by the conductors 906a and b, and are returned by the coplanar cavity frame 908 and the coplanar cavity center conductor 914.

높은 슈도모픽(pseudomorphic) 전자 유동 트랜지스터(PHEMT)를 이용한 본 발명의 동평면 공통 드레인 상호얽힘 커패시터 이중 동평면 캐버티 발진기는 발진의 중심 주파수로부터 이격되는 주파수 100KHz에서 Hz 당 약 76dBc 이상의 위상 잡음과, 약 40GHz의 중심 주파수에서 2GHz 이상의 튜닝 범위를 얻을 수 있다. PHEMT는 약 0.15 미크론의 게이트 길이를 가지고, 약 900 미크론의 총게이트 길이를 가진다. PHEMT는 셀 당 2개의 게이트 핑거로 6개의 셀로 분할되며, 각각의 셀은 고유 게이트 패드와 고유 소스 패드를 가지고, 소스/드레인은 일련의 7개 패드를 가진다. 한 개의 소스 패드는 셀의 각각의 쌍 사이에 위치하고, 한 개의 소스 패드는 어레이의 각각의 단부에 위치한다. 소스, 드레인, 게이트 패드는 직경 약 2 밀리미터의 플립 칩 경계에 충분히 큰 구조를 가진다.The coplanar common drain entangled capacitor dual coplanar cavity oscillator of the present invention using a high pseudomorphic electron flow transistor (PHEMT) has a phase noise of about 76 dBc per Hz or more at a frequency of 100KHz, which is spaced from the center frequency of the oscillation. A tuning range of more than 2 GHz can be obtained at a center frequency of about 40 GHz. The PHEMT has a gate length of about 0.15 microns and a total gate length of about 900 microns. The PHEMT is divided into six cells with two gate fingers per cell, each cell having a unique gate pad and a unique source pad, and the source / drain has a series of seven pads. One source pad is located between each pair of cells, and one source pad is located at each end of the array. The source, drain, and gate pads have a sufficiently large structure at a flip chip boundary of about 2 millimeters in diameter.

PHEMT는 여기서 참고로 인용되는 최근 출원인 S/N 08/555,777 호에 기술되는 바와 같이 발진기 형성을 위해 정전 배리어 버랙터에 의해 조절되는 공진자와 조합되었다.The PHEMT was combined with a resonator controlled by an electrostatic barrier varactor for oscillator formation as described in recent application S / N 08 / 555,777, which is incorporated herein by reference.

발명의 선택적인 실시예에서, 적절한 전도체 코팅 및 패터닝 능력이 있다면 동평면 상호얽힘 커패시터(904a, b)와 동평면 캐버티(908)는 FET 어레이(922)의 표면에 위치할 수 있다. 커패시터(904)와 동평면 캐버티(908)를 GaAs FET 상호얽힘 회로의 표면에 위치시키는 것은 동일 주파수나 높은 작동 주파수에서 작은 발진기 회로를 가져오게 한다. 개선된 성능은 GaAs의 높은 유전율에 의한 것이고, FET와 커패시터/평면 캐버티간의 동일 본드 연결과 함께 칩 위에 패터닝될 때의 결과적인 커패시터의 낮은 와류에 의한 것이다.In alternative embodiments of the invention, coplanar entangled capacitors 904a, b and coplanar cavity 908 may be located on the surface of FET array 922 with proper conductor coating and patterning capabilities. Placing the capacitor 904 and coplanar cavity 908 on the surface of the GaAs FET entanglement circuit results in a small oscillator circuit at the same or higher operating frequency. The improved performance is due to the high dielectric constant of GaAs and due to the low vortex of the resulting capacitor when patterned on the chip with the same bond connection between the FET and the capacitor / plane cavity.

커패시터(904a, b)는 상호얽힘 회로 대신에 금속 절연체-금속(MIM)에 의해 또한 구현될 수 있다. 소스-드레인 커패시터는 FET 칩의 표면에 위치할 수 있고, MIM 커패시터로 제작될 수 있다. 인덕터, 커패시터, 다중 다이오드 등과 같은 다른 플립 장착 성분이 기판위에 장착되어, 본 발명에 따르는 선택적인 발진기를 구현할 수 있다.Capacitors 904a and b may also be implemented by metal insulator-metal (MIM) instead of intertwined circuits. The source-drain capacitor can be located on the surface of the FET chip and can be made of MIM capacitor. Other flip mount components, such as inductors, capacitors, multiple diodes, and the like, may be mounted on the substrate to implement optional oscillators in accordance with the present invention.

발명의 대안의 실시예에서 다른 능동소자가 사용될 수 있다. 그 예로는 쌍극성 트랜지스터, 헤테로정션 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터, 쌍극성 트랜지스터, 공명 터널링 트랜지스터, 실제 공간 전이 소자, 투자성 베이스 트랜지스터, 고상 트리오드, 진공 트리오드, 제어 아발란체 트리오드 소자, 그리고 초전도 트리오드 소자가 있다. 건 다이오드, 터널 다이오드 등의 두 개의 단자 소자가 피드백 회로없이 본 발명의 실시예에서 사용될 수 있다.Other active elements can be used in alternative embodiments of the invention. Examples include bipolar transistors, heterojunction transistors, field effect transistors, bipolar transistors, resonant tunneling transistors, real space transition devices, permeable base transistors, solid state triodes, vacuum triodes, control avalanche triode elements, and There is a superconducting triode device. Two terminal elements, such as a gun diode and a tunnel diode, can be used in embodiments of the present invention without a feedback circuit.

본 발명에 따라, 공개되는 발명은 설명을 위한 것이지 제한하고자 하는 용도로 제시된 것이 아님을 지각하여야 한다. 본 발명의 사상과 범위 내에서 여러 요소를 포함하거나 배제하면서, 또는 발명의 여러 요소의 제작 방법, 크기, 형태, 외양을 수정하는 것이 가능할 수 있다. 그러므로 발명은 아래에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되어야 할 것이다.In accordance with the present invention, it should be appreciated that the invention as disclosed is for the purpose of description and not of limitation. It may be possible to include or exclude various elements within the spirit and scope of the invention, or to modify the method, size, shape, appearance of the various elements of the invention. Therefore, the invention should be limited only by the claims appended hereto.

Claims (20)

밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물로서,Millimeter-wave and microwave circuit structures, 상기 구조물은 절연 기판 표면(22a), 제 1, 2, 3 동평면 전도체(32, 34, 30), 그리고 한 개 이상의 능동 소자(26)를 포함하고,The structure includes an insulating substrate surface 22a, first, second, third coplanar conductors 32, 34, 30, and one or more active elements 26, 상기 절연 기판 표면(22a)은 연결 영역(24a)을 가지며,The insulating substrate surface 22a has a connection region 24a, 상기 동평면 전도체(32, 34, 30)는 표면에 장착되고, 각각의 전도체는 연결 영역으로 연장되는 인접부(32a, 34a, 30a)를 가지며, 제 1, 2 전도체(32, 34)는 연결 영역으로부터 다른 방향으로 연장되는 말단부(32b, 34b)를 가지고, 제 3 전도체(30)는 제 1 전도체의 말단부(32b)에 인접하게 연장되는 제 1 말단부(30b)와 제 2 전도체의 말단부(34b)에 인접하게 연장되는 제 2 말단부(30c)를 가지며, 제 3 전도체의 제 1, 2 말단부(30b, 30c)는 접3지로부터 고립되고, 그리고The coplanar conductors 32, 34, 30 are mounted on the surface, each conductor having adjacent portions 32a, 34a, 30a extending into the connection area, and the first, second conductors 32, 34 are connected. The third conductor 30 has a distal end 34b extending in the other direction from the region, and the third conductor 30 extends adjacent the distal end 32b of the first conductor and the distal end 34b of the second conductor. Has a second end portion 30c extending adjacent to), the first and second end portions 30b, 30c of the third conductor are isolated from the ground, and 상기 능동 소자(26)는 입력 신호 제어 단자(36), 반전 출력 신호-운반 단자(38), 그리고 비반전 출력 신호 운반 단자(40)를 포함하며, 입력 신호 제어 단자의 입력 신호에 따라 출력 신호 운반 단자의 신호가 좌우되고, 능동 소자는 제 1 전도체(32)에 연결되는 입력 신호 제어 단자(36), 제 2 전도체(34)에 연결되는 비반전 출력 신호 운반 단자(40), 그리고 제 3 전도체(30)에 연결되는 반전 출력 신호 운반 단자(38)와 함께 연결 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.The active element 26 includes an input signal control terminal 36, an inverted output signal-carrying terminal 38, and a non-inverted output signal carrying terminal 40, and an output signal according to the input signal of the input signal control terminal. The signal of the carrying terminal is influenced, and the active element is the input signal control terminal 36 connected to the first conductor 32, the non-inverted output signal carrying terminal 40 connected to the second conductor 34, and the third Millimeter-wave and microwave circuit structure, characterized in that it is located in the connection area with an inverted output signal carrying terminal (38) connected to the conductor (30). 제 1 항에 있어서, 제 1 전도체(32)와 제 2 전도체(34)는 제 3 전도체(30)의 한 측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.2. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to claim 1, characterized in that the first conductor (32) and the second conductor (34) are disposed on one side of the third conductor (30). 제 1 항에 있어서, 제 1 전도체(32)와 제 2 전도체(34)가 제 3 전도체(30)의 반대편 측부에 배치되고, 제 3 전도체는 제어 단자(36)와 비반전 단자(40) 사이에서 통과하는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.2. The first conductor 32 and the second conductor 34 are disposed on opposite sides of the third conductor 30, and the third conductor is between the control terminal 36 and the non-inverting terminal 40. Millimeter-wave and microwave circuit structures characterized by passing in. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구조물은 제 4 동평면 전도체(30')와 제 2 능동 소자(28)를 포함하며,The structure includes a fourth coplanar conductor 30 'and a second active element 28, 상기 제 4 동평면 전도체(30')는 표면(22a)에 장착되어 연결 영역(24a)으로 연장되는 인접부(30a')를 가지고, 상기 제 4 전도체는 연결 영역으로부터 다른 방향으로 연장되는 제 1, 2 말단부(30b', 30c')를 각각 가지며, 상기 제 4 전도체는 제 1 전도체의 말단부(32b)에 인접하게 연장되는 제 1 말단부(30b')와 제 2 전도체의 말단부(34b)에 인접하게 연장되는 제 2 말단부(30c')를 포함하고, 그리고The fourth coplanar conductor 30 'has a proximal portion 30a' mounted to the surface 22a and extending into the connection region 24a, the fourth conductor extending in a different direction from the connection region. And second end portions 30b 'and 30c', respectively, wherein the fourth conductor is adjacent to the first end portion 30b 'and the second end portion 34b of the second conductor extending adjacent to the end portion 32b of the first conductor. A second end portion 30c 'extending protrudingly, and 상기 제 2 능동 소자(28)는 제 2 입력 신호 제어 단자(36), 제 2 반전 출력 신호 운반 단자(39), 그리고 제 2 비반전 출력 신호 운반 단자(40)를 포함하며, 제 2 출력 신호 운반 단자의 신호는 제 2 입력 신호 제어 단자의 신호에 따라 좌우되고, 제 2 입력 신호 제어 단자(36)는 제 1 전도체(32)에 연결되며, 제 2 비반전 출력 신호 운반 단자(40)는 제 2 전도체(34)에 연결되고, 제 2 반전 출력 신호 운반 단자(39)는 제 4 전도체(30')에 연결되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.The second active element 28 includes a second input signal control terminal 36, a second inverted output signal carrying terminal 39, and a second non-inverted output signal carrying terminal 40, and a second output signal. The signal of the carrying terminal depends on the signal of the second input signal control terminal, the second input signal control terminal 36 is connected to the first conductor 32, and the second non-inverted output signal carrying terminal 40 Millimeter-wave and microwave circuit structure, characterized in that it is connected to a second conductor (34), and the second inverted output signal carrying terminal (39) is connected to a fourth conductor (30 '). 제 4 항에 있어서, 제 3, 4 동평면 전도체(30, 30')는 제 1, 2 전도체(32, 34) 사이를 통과하는 또다른 동평면 전도체(30d)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.5. The third and fourth coplanar conductors (30, 30 ') are connected by another coplanar conductor (30d) passing between the first and second conductors (32, 34). Millimeter-wave and microwave circuit structures. 제 4 항에 있어서, 제 4 전도체(30')와 제 3 전도체(30)가 연결되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.5. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to claim 4, characterized in that the fourth conductor (30 ') and the third conductor (30) are connected. 제 6 항에 있어서, 제 4 전도체(30')는 제 3 전도체(30)와 인접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.7. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to claim 6, characterized in that the fourth conductor (30 ') is located adjacent to the third conductor (30). 제 1 항에 있어서, 제 1 전도체의 말단부(32b)와 제 3 전도체의 말단부(30b)가 공진자 회로(42)에 연결되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.2. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to claim 1, characterized in that the distal end (32b) of the first conductor and the distal end (30b) of the third conductor are connected to the resonator circuit (42). 제 8 항에 있어서, 제 1 전도체(32)의 일부와 제 3 전도체(30)의 말단부가 튜닝 회로(42)의 일부로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.9. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to claim 8, characterized in that a part of the first conductor (32) and the distal end of the third conductor (30) consist of part of the tuning circuit (42). 제 1 항에 있어서, 제 2 전도체(34b)의 말단부와 제 3 전도체의 말단부(30c)가 피드백 회로(44)에 연결되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.2. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to claim 1, characterized in that the distal end of the second conductor (34b) and the distal end of the third conductor (30c) are connected to the feedback circuit (44). 제 10 항에 있어서, 제 2 전도체(34)의 일부와 제 3 전도체의 한 말단부(30c)가 피드백 회로(44)의 일부로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.11. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to claim 10, characterized in that part of the second conductor (34) and one end (30c) of the third conductor consist of part of the feedback circuit (44). 제 1 항에 있어서, 제 1 전도체의 말단부(32b)와 제 3 전도체의 말단부(30b)가 튜닝 회로(42)에 연결되고, 제 2 전도체의 말단부(34b)와 제 3 전도체의 다른 말단부(30c)가 피드백 회로(44)에 연결되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.2. The distal end 32b of the first conductor and the distal end 30b of the third conductor are connected to the tuning circuit 42, and the distal end 34b of the second conductor and the other end 30c of the third conductor. Millimeter-wave and microwave circuit structure, characterized in that is connected to the feedback circuit (44). 제 12 항에 있어서, 공진자 회로(42)와 피드백 회로(44)는 상기 구조물이 발진기인 것처럼 배열되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.13. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to claim 12, characterized in that the resonator circuit (42) and the feedback circuit (44) are arranged as if the structure is an oscillator. 제 10, 11, 12, 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 피드백 회로(307)는 동평면 커패시터(312, 316)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.14. Millimeter-wave and microwave circuit structure according to any of claims 10, 11, 12, 13, characterized in that the feedback circuit (307) comprises a coplanar capacitor (312, 316). 제 4 항에 있어서, 제 1 소자(26)에 연결되는 전도체(30, 32, 34)는 제 1 발진기 회로의 일부로 이루어지고, 제 2 소자(28)에 연결되는 전도체(30', 32, 34)는 제 2 발진기 회로의 일부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.5. The conductors 30, 32, 34 of claim 4, wherein the conductors 30, 32, 34 connected to the first element 26 are made up of part of the first oscillator circuit and are connected to the second element 28. ) Is a part of the second oscillator circuit, the millimeter-wave and microwave circuit structure. 제 15 항에 있어서, 발진기가 동상으로 발진하도록 제 1, 2 발진기의 신호가 잠기는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.16. The millimeter-wave and microwave circuit structure of claim 15, wherein the signals of the first and second oscillators are locked so that the oscillators oscillate in phase. 제 15 항에 있어서, 발진기가 푸쉬-풀 방식으로 발진하도록 제 1, 2 발진기 회로가 연결되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.16. The millimeter-wave and microwave circuit structure of claim 15, wherein the first and second oscillator circuits are connected such that the oscillators oscillate in a push-pull fashion. 제 1 항에 있어서, 전계 효과 트랜지스터, 쌍극성 트랜지스터, 쌍극성 트랜지스터, 헤테로정션 트랜지스터, 공명 터널링 트랜지스터, 실제 공간 전이 소자, 투자성 베이스 트랜지스터, 고상 트리오드, 진공 트리오드, 제어 아발란체 트리오드 소자, 그리고 초전도 트리오드 소자를 포함하는 그룹으로부터 능동 소자(26)가 선택되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.The method of claim 1, wherein the field effect transistor, the dipolar transistor, the dipolar transistor, the heterojunction transistor, the resonance tunneling transistor, the real space transition device, the permeable base transistor, the solid state triode, the vacuum triode, the control avalanche triode Millimeter-wave and microwave circuit structure, characterized in that an active element is selected from the group comprising elements, and superconducting triode elements. 제 1 항에 있어서, 회로가 공통 드레인 발진기(20)인 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.2. The millimeter-wave and microwave circuit structure of claim 1, wherein the circuit is a common drain oscillator (20). 제 8 항이나 10 항에 있어서, 동평면 슬롯라인 회로, 동평면 도파관 회로, 동평면 전송 라인 회로, 그리고 동평면 피드백 회로를 포함하는 그룹으로부터 공진자나 피드백 회로(42, 44)가 선택되는 것을 특징으로 하는 밀리미터-파 및 마이크로파 회로 구조물.11. A resonator or feedback circuit (42, 44) is selected from the group comprising coplanar slot line circuits, coplanar waveguide circuits, coplanar transmission line circuits, and coplanar feedback circuits. Millimeter-wave and microwave circuit structures.
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