JP2000299620A - モノリシック集積回路用のマイクロ波カプラ - Google Patents
モノリシック集積回路用のマイクロ波カプラInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 平衡ミクサ内の１８０°コンバイナとして直
接統合することが可能なＭＭＩＣ用の平衡能動コプレー
ナマイクロ波カプラを提供する。 【解決手段】 カプラ１の入力アクセスおよび出力アク
セスを構成するように組み合わされたコプレーナ平面金
属要素４に統合された金属ゲート電極２と金属ソース電
極４，４′，４″と金属ドレイン電極３，３とを備えた
ＦＥＴを含み、すべてのアクセスは、１つまたは複数の
コプレーナストリップ線路（ＣＰＳ）と１つまたは複数
のコプレーナ導波路（ＣＰＷ）とからなる結合によって
構成される。
接統合することが可能なＭＭＩＣ用の平衡能動コプレー
ナマイクロ波カプラを提供する。 【解決手段】 カプラ１の入力アクセスおよび出力アク
セスを構成するように組み合わされたコプレーナ平面金
属要素４に統合された金属ゲート電極２と金属ソース電
極４，４′，４″と金属ドレイン電極３，３とを備えた
ＦＥＴを含み、すべてのアクセスは、１つまたは複数の
コプレーナストリップ線路（ＣＰＳ）と１つまたは複数
のコプレーナ導波路（ＣＰＷ）とからなる結合によって
構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コプレーナマイク
ロ波カプラに関し、特に、モノリシックマイクロ波集積
回路（ＭＭＩＣ）中に組み込むための平衡能動コプレー
ナマイクロ波カプラに関する。
ロ波カプラに関し、特に、モノリシックマイクロ波集積
回路（ＭＭＩＣ）中に組み込むための平衡能動コプレー
ナマイクロ波カプラに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＭＩＣ中に組み込まれるようなコンバ
イナタイプあるいはディバイダタイプの能動マイクロ波
カプラには、比較的大きく、統合が困難であるという欠
点があった。
イナタイプあるいはディバイダタイプの能動マイクロ波
カプラには、比較的大きく、統合が困難であるという欠
点があった。
【０００３】主要な改善は、ユニプレーナ相互接続に統
一されたアクセスを有する電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）を使用した、線路統一（line-unified）電界効果ト
ランジスタ（ＬＵＦＥＴ）と呼ばれる能動カプラによっ
て得られた。そのようなカプラは特に、１９９０年９月
に発行されたＩＥＥＥ ＭＴＴ Ｎｏ．９、Ｖｏｌ．３
８、ｐｐ．１２１０〜１２２６、Ｔ．ＴＯＫＵＭＩＴＳ
Ｕ他による「Ｄｉｖｉｄｅｒ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅ
ｒ ｌｉｎｅ−ｕｎｉｆｉｅｄ ＦＥＴｓ ａｓ ｂａ
ｓｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕ
ｌｅｓ」という名称の文献に記載されている。
一されたアクセスを有する電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）を使用した、線路統一（line-unified）電界効果ト
ランジスタ（ＬＵＦＥＴ）と呼ばれる能動カプラによっ
て得られた。そのようなカプラは特に、１９９０年９月
に発行されたＩＥＥＥ ＭＴＴ Ｎｏ．９、Ｖｏｌ．３
８、ｐｐ．１２１０〜１２２６、Ｔ．ＴＯＫＵＭＩＴＳ
Ｕ他による「Ｄｉｖｉｄｅｒ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅ
ｒ ｌｉｎｅ−ｕｎｉｆｉｅｄ ＦＥＴｓ ａｓ ｂａ
ｓｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕ
ｌｅｓ」という名称の文献に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】トランジスタのアクセ
スを統一すると、トランジスタの電極を構成する金属ス
トリップによって形成されるスロットを利用することが
可能になる。したがって、寸法およびカプラの作成に関
係する複雑さを低減することが可能になる。また、これ
により、その方法で作成したＭＭＩＣの周波数帯域を大
きくすることが可能になる。とはいえ、結果として得ら
れる電気的性能は、特に挿入利得に関して、制限された
ままである。さらに、そのようなカプラを、たとえばよ
り完全な平衡回路中に、平衡ミクサ内の１８０°コンバ
イナとして直接統合することが必ずしも可能であるとは
限らない。そのようなコンバイナは、フローティングす
る入力アクセスと、接地を基準とした出力アクセスとを
必要とするが、これは所望のカプラでは不可能なためで
ある。
スを統一すると、トランジスタの電極を構成する金属ス
トリップによって形成されるスロットを利用することが
可能になる。したがって、寸法およびカプラの作成に関
係する複雑さを低減することが可能になる。また、これ
により、その方法で作成したＭＭＩＣの周波数帯域を大
きくすることが可能になる。とはいえ、結果として得ら
れる電気的性能は、特に挿入利得に関して、制限された
ままである。さらに、そのようなカプラを、たとえばよ
り完全な平衡回路中に、平衡ミクサ内の１８０°コンバ
イナとして直接統合することが必ずしも可能であるとは
限らない。そのようなコンバイナは、フローティングす
る入力アクセスと、接地を基準とした出力アクセスとを
必要とするが、これは所望のカプラでは不可能なためで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】したがって本発明は、Ｍ
ＭＩＣ用の平衡能動コプレーナマイクロ波カプラであっ
て、カプラの入力アクセスおよび出力アクセスを構成す
るように組み合わされたコプレーナ平面金属要素に統合
された金属ゲート電極と金属ソース電極と金属ドレイン
電極とを備えたＦＥＴを含み、すべてのアクセスが、１
つまたは複数のコプレーナストリップ線路（ＣＰＳ）と
１つまたは複数のコプレーナ導波路（ＣＰＷ）とからな
る結合によって構成されるカプラを提供する。
ＭＩＣ用の平衡能動コプレーナマイクロ波カプラであっ
て、カプラの入力アクセスおよび出力アクセスを構成す
るように組み合わされたコプレーナ平面金属要素に統合
された金属ゲート電極と金属ソース電極と金属ドレイン
電極とを備えたＦＥＴを含み、すべてのアクセスが、１
つまたは複数のコプレーナストリップ線路（ＣＰＳ）と
１つまたは複数のコプレーナ導波路（ＣＰＷ）とからな
る結合によって構成されるカプラを提供する。
【０００６】本発明の好ましい実施形態では、カプラ
は、すべてのアクセス内でコプレーナストリップ線路を
使用することによって得られる中央フローティング電極
を含んでいる。
は、すべてのアクセス内でコプレーナストリップ線路を
使用することによって得られる中央フローティング電極
を含んでいる。
【０００７】本発明の一実施形態では、カプラは、逆相
で励振された信号の作用のもとでカプラのトランジスタ
の半分にそれぞれ作用する２つのコプレーナ導波路によ
って構成される２つの入力アクセスと、トランジスタか
ら来た中間信号が同相で再結合されるＴ接合に接続され
たコプレーナストリップ線路によって構成される出力ア
クセスとを含んでいる。
で励振された信号の作用のもとでカプラのトランジスタ
の半分にそれぞれ作用する２つのコプレーナ導波路によ
って構成される２つの入力アクセスと、トランジスタか
ら来た中間信号が同相で再結合されるＴ接合に接続され
たコプレーナストリップ線路によって構成される出力ア
クセスとを含んでいる。
【０００８】本発明の一実施形態では、ディバイダタイ
プのカプラは、ＣＰＳ／ＣＰＷ遷移部を加えることによ
って得られるフローティング入力を含んでいる。
プのカプラは、ＣＰＳ／ＣＰＷ遷移部を加えることによ
って得られるフローティング入力を含んでいる。
【０００９】本発明の一実施形態では、コンバイナタイ
プのカプラは、カプラの入力ＣＰＳ／ＣＰＷ遷移部より
上流側にコプレーナストリップ線路を加えることによっ
て得られるフローティング入力を含んでいる。
プのカプラは、カプラの入力ＣＰＳ／ＣＰＷ遷移部より
上流側にコプレーナストリップ線路を加えることによっ
て得られるフローティング入力を含んでいる。
【００１０】本発明の一実施形態では、入力アクセスを
介して給電されるカプラ内のトランジスタの数が、２か
または２の倍数に等しく、すべてのトランジスタが１つ
または代替例では２つのゲートフィンガを有し、それに
よって電力利得に関して電気的性能を改善することが可
能になる。
介して給電されるカプラ内のトランジスタの数が、２か
または２の倍数に等しく、すべてのトランジスタが１つ
または代替例では２つのゲートフィンガを有し、それに
よって電力利得に関して電気的性能を改善することが可
能になる。
【００１１】最後に、本発明は、上述の特徴のうち少な
くとも１つを有するカプラを含んでいるモノリシック集
積回路を提供する。
くとも１つを有するカプラを含んでいるモノリシック集
積回路を提供する。
【００１２】本発明、その特徴およびその利点につい
て、添付の図面を参照しながら以下でより詳細に説明す
る。
て、添付の図面を参照しながら以下でより詳細に説明す
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】上述のように、本発明は、特にモ
ノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）中に組み込
むための、コプレーナタイプの平衡能動マイクロ波カプ
ラに関する。共通ゲートＬＵＦＥＴコンバイナに関係す
るそのような回路の知られている例が、上述の引用文献
の図５ａに示されている。この回路は、本発明の一部を
なさないのでここでは詳細には説明しない。
ノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）中に組み込
むための、コプレーナタイプの平衡能動マイクロ波カプ
ラに関する。共通ゲートＬＵＦＥＴコンバイナに関係す
るそのような回路の知られている例が、上述の引用文献
の図５ａに示されている。この回路は、本発明の一部を
なさないのでここでは詳細には説明しない。
【００１４】本発明の平衡能動ＬＵＦＥＴタイプカプラ
は、特にＭＭＩＣ内でコプレーナ導波路（ＣＰＷ）に結
合されるコプレーナストリップ線路（ＣＰＳ）タイプの
アクセスを有する。
は、特にＭＭＩＣ内でコプレーナ導波路（ＣＰＷ）に結
合されるコプレーナストリップ線路（ＣＰＳ）タイプの
アクセスを有する。
【００１５】知られているように、ＣＰＳは、固定幅Ｓ
のスロットによって離間された固定幅Ｗの２つの金属ス
トリップを有し、実際に、ＴＥ波（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓ
ｅＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｗａｖｅ）の特性を利用する伝播
モードで動作する従来のスロット線路とは異なり、ＴＥ
Ｍ波（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎ
ｅｔｉｃ Ｗａｖｅ）の特性を利用する伝播モードで動
作する。幅Ｗは、線路損失を最小限に抑えるためにより
大きくする必要があり、また非ＴＥＭ寄生現象の危険を
なくし、ＭＭＩＣに必要な面積をできるだけ小さく保つ
ために、十分に小さくする必要があるので、幅Ｗに関し
ては妥協が図られている。これは特に、１９９８年に発
行されたＩＥＥＥ ＭＩＴ−Ｓ Ｄｉｇｅｓｔ、ｐｐ．
１１１〜１１４、Ｄ．ＰＲＩＥＴＯ他による「ＣＰＳ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｔｉｅｓ
ｆｏｒ ＭＭＩＣｓ： ａ ＣＰＳ／ＣＰＷ ｔｒａｎ
ｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａ ｂｉａｓ ｎｅｔｗｏｒ
ｋ」という名称の文献に詳述されている。
のスロットによって離間された固定幅Ｗの２つの金属ス
トリップを有し、実際に、ＴＥ波（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓ
ｅＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｗａｖｅ）の特性を利用する伝播
モードで動作する従来のスロット線路とは異なり、ＴＥ
Ｍ波（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎ
ｅｔｉｃ Ｗａｖｅ）の特性を利用する伝播モードで動
作する。幅Ｗは、線路損失を最小限に抑えるためにより
大きくする必要があり、また非ＴＥＭ寄生現象の危険を
なくし、ＭＭＩＣに必要な面積をできるだけ小さく保つ
ために、十分に小さくする必要があるので、幅Ｗに関し
ては妥協が図られている。これは特に、１９９８年に発
行されたＩＥＥＥ ＭＩＴ−Ｓ Ｄｉｇｅｓｔ、ｐｐ．
１１１〜１１４、Ｄ．ＰＲＩＥＴＯ他による「ＣＰＳ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｔｉｅｓ
ｆｏｒ ＭＭＩＣｓ： ａ ＣＰＳ／ＣＰＷ ｔｒａｎ
ｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａ ｂｉａｓ ｎｅｔｗｏｒ
ｋ」という名称の文献に詳述されている。
【００１６】同時に、ＣＰＷ接地面の幅Ｗｍは、伝播特
性に悪影響を及ぼすことなく、接地面間の距離の半分よ
り小さい値まで短縮することができる。
性に悪影響を及ぼすことなく、接地面間の距離の半分よ
り小さい値まで短縮することができる。
【００１７】図１に概略的に示す平衡能動カプラ１は、
たとえば３３０×２４０μｍ２の領域上に作成できる。
このカプラは１８０°電力コンバイナであり、電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）を有する。ゲート電極Ｇ、ドレ
イン電極Ｄ、ソース電極Ｓへのアクセスを与える金属ス
トリップだけが示されている。これらのストリップは通
常トランジスタの上に位置しており、ＭＭＩＣを構成す
る構成体中でそのトランジスタに結合される。
たとえば３３０×２４０μｍ２の領域上に作成できる。
このカプラは１８０°電力コンバイナであり、電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）を有する。ゲート電極Ｇ、ドレ
イン電極Ｄ、ソース電極Ｓへのアクセスを与える金属ス
トリップだけが示されている。これらのストリップは通
常トランジスタの上に位置しており、ＭＭＩＣを構成す
る構成体中でそのトランジスタに結合される。
【００１８】カプラは、単一のゲートフィンガを備える
４つのＦＥＴか、またはそれぞれ２つのゲートフィンガ
を備える２つのＦＥＴを有する。この場合、トランジス
タは、概略的に示されているマスクの中央縦軸ＸＸに関
して対称に配置されている。各ゲートフィンガ２は、ド
レインについては３または３’で示され、ソースについ
ては４、４’または４”で示されている金属ストリップ
要素に統合されたドレイン電極とソース電極の間に位置
している。図４に示すように、ＦＥＴの数を増やすと電
力利得を得ることが可能になる。
４つのＦＥＴか、またはそれぞれ２つのゲートフィンガ
を備える２つのＦＥＴを有する。この場合、トランジス
タは、概略的に示されているマスクの中央縦軸ＸＸに関
して対称に配置されている。各ゲートフィンガ２は、ド
レインについては３または３’で示され、ソースについ
ては４、４’または４”で示されている金属ストリップ
要素に統合されたドレイン電極とソース電極の間に位置
している。図４に示すように、ＦＥＴの数を増やすと電
力利得を得ることが可能になる。
【００１９】カプラ１には２つの入力アクセスが設けら
れ、各入力アクセスは、２つのＦＥＴに接続されたコプ
レーナＣＰＷを構成している。一方のアクセスはソース
要素４および４”とゲート要素５から構成され、他方の
アクセスはソース要素４および４’とゲート要素５’か
ら構成される。ソース要素４は両方の導波路に共通であ
る。
れ、各入力アクセスは、２つのＦＥＴに接続されたコプ
レーナＣＰＷを構成している。一方のアクセスはソース
要素４および４”とゲート要素５から構成され、他方の
アクセスはソース要素４および４’とゲート要素５’か
ら構成される。ソース要素４は両方の導波路に共通であ
る。
【００２０】カプラ１によって構成されるコンバイナ
は、図１に「−Ｓｉｎ」および「＋Ｓｉｎ」で示されて
いる入力を有する２つのコプレーナ導波路によって、逆
相で励振された２つの入力信号を同時に受信する。この
場合、これらの入力間の絶縁は、ＦＥＴの能動部分によ
って提供される。中間出力信号はそれぞれ、ＦＥＴのソ
ース電極とドレイン電極を形成する要素間で得られる。
出力コプレーナストリップ線路は、ドレイン電極へのア
クセスを有する２つの金属ストリップによって構成され
る。中間信号はＣＰＳ Ｔ接合を介して同相で再結合す
る。
は、図１に「−Ｓｉｎ」および「＋Ｓｉｎ」で示されて
いる入力を有する２つのコプレーナ導波路によって、逆
相で励振された２つの入力信号を同時に受信する。この
場合、これらの入力間の絶縁は、ＦＥＴの能動部分によ
って提供される。中間出力信号はそれぞれ、ＦＥＴのソ
ース電極とドレイン電極を形成する要素間で得られる。
出力コプレーナストリップ線路は、ドレイン電極へのア
クセスを有する２つの金属ストリップによって構成され
る。中間信号はＣＰＳ Ｔ接合を介して同相で再結合す
る。
【００２１】この接合からの出力コプレーナストリップ
線路は、結果として得られる回路の分散的性質を軽減す
る働きをする。これは、再結合後に得られた信号をコン
バイナの出力Ｓｏｕｔに伝送し、またこの場合は接地を
基準にされている。ストリップ間の電界は、図１に配置
された矢印によって概略的に表わされる。
線路は、結果として得られる回路の分散的性質を軽減す
る働きをする。これは、再結合後に得られた信号をコン
バイナの出力Ｓｏｕｔに伝送し、またこの場合は接地を
基準にされている。ストリップ間の電界は、図１に配置
された矢印によって概略的に表わされる。
【００２２】シミュレーションによって実施された評価
から、順方向伝送では＋１ｄＢより大きな利得が、逆方
向伝送では−２０ｄＢより大きな利得が、入力信号と出
力信号の間で得られ、また２０ＧＨｚに及ぶ拡大された
周波数範囲内で２つの入力信号間の−１０ｄＢより小さ
い絶縁が得られた。同様に、入力アクセスが逆相の２つ
の信号によって同時に励振されている時に、１１ＧＨｚ
の周波数に対して約＋１０ｄＢの電力利得が得られる。
から、順方向伝送では＋１ｄＢより大きな利得が、逆方
向伝送では−２０ｄＢより大きな利得が、入力信号と出
力信号の間で得られ、また２０ＧＨｚに及ぶ拡大された
周波数範囲内で２つの入力信号間の−１０ｄＢより小さ
い絶縁が得られた。同様に、入力アクセスが逆相の２つ
の信号によって同時に励振されている時に、１１ＧＨｚ
の周波数に対して約＋１０ｄＢの電力利得が得られる。
【００２３】図１を参照しながら説明した回路は、コン
バイナとして開発されたものであるが、２つのフローテ
ィング入力ＣＰＷをフローティングＣＰＳに変えること
によって、電力ディバイダとしても使用できることを理
解されたい。カプラの出力コプレーナストリップ線路が
ミクサ（図示せず）の入力に接続されている場合のその
ような電力ディバイダを図２に示す。
バイナとして開発されたものであるが、２つのフローテ
ィング入力ＣＰＷをフローティングＣＰＳに変えること
によって、電力ディバイダとしても使用できることを理
解されたい。カプラの出力コプレーナストリップ線路が
ミクサ（図示せず）の入力に接続されている場合のその
ような電力ディバイダを図２に示す。
【００２４】カプラが取り付けられている入力ＣＰＷの
第２の接地要素を構成するように、入力において要素５
と５’をカプラまで延長しているストリップ要素に、追
加の金属ストリップ要素５”が追加されている。２つの
要素５’と５”は、エアブリッジ（air bridge）によっ
て相互接続され、２つのソース要素４’と４”も同様に
エアブリッジ６’によってソース要素４に相互接続され
ている。
第２の接地要素を構成するように、入力において要素５
と５’をカプラまで延長しているストリップ要素に、追
加の金属ストリップ要素５”が追加されている。２つの
要素５’と５”は、エアブリッジ（air bridge）によっ
て相互接続され、２つのソース要素４’と４”も同様に
エアブリッジ６’によってソース要素４に相互接続され
ている。
【００２５】本発明のカプラを、平衡ミクサからの出力
にある１８０°電力コンバイナに適用した場合を図３に
示す。その場合、図２に示されるカプラは、出力ＣＰＷ
に結合され、要素５と５’を延長することによって得ら
れたＣＰＳを介してミクサ（図示せず）によって給電さ
れている。カプラからの出力において、要素３と３’に
追加の金属ストリップ要素３”が追加され、カプラが装
着されている出力ＣＰＷの第２の接地要素を構成する。
２つの要素３と３”は、エアブリッジによって相互接続
され、２つのソース要素４’と４”も同様にエアブリッ
ジ６’によってソース要素４に接続されている。したが
って、結果として得られた接地された出力ＣＰＷを有す
る電力コンバイナは２つのフローティング差動入力を備
える。
にある１８０°電力コンバイナに適用した場合を図３に
示す。その場合、図２に示されるカプラは、出力ＣＰＷ
に結合され、要素５と５’を延長することによって得ら
れたＣＰＳを介してミクサ（図示せず）によって給電さ
れている。カプラからの出力において、要素３と３’に
追加の金属ストリップ要素３”が追加され、カプラが装
着されている出力ＣＰＷの第２の接地要素を構成する。
２つの要素３と３”は、エアブリッジによって相互接続
され、２つのソース要素４’と４”も同様にエアブリッ
ジ６’によってソース要素４に接続されている。したが
って、結果として得られた接地された出力ＣＰＷを有す
る電力コンバイナは２つのフローティング差動入力を備
える。
【００２６】図４に示される変形実施形態は、図１に示
されるコンバイナを二重にすることによって得られ、か
つ電力特性の利得と直線性に関する電気的性能を改善す
ることを可能にするより大きな電力のコンバイナに関す
るものである。
されるコンバイナを二重にすることによって得られ、か
つ電力特性の利得と直線性に関する電気的性能を改善す
ることを可能にするより大きな電力のコンバイナに関す
るものである。
【００２７】カプラは、単一のゲートフィンガを備える
８つのＦＥＴ１２または１２’か、それぞれ２つのゲー
トフィンガを備える４つのＦＥＴを有する。この場合、
トランジスタは、図示のマスクの中央縦軸ＸＸに関して
対称に配置されている。各ゲートフィンガ１２は、一方
がドレイン要素１３または１３’、他方がソース要素１
４、１４’または１４”である２つの金属ストリップ要
素間に位置している。すでに述べたように、ＦＥＴの数
を増やすと電力利得を得ることが可能になる。
８つのＦＥＴ１２または１２’か、それぞれ２つのゲー
トフィンガを備える４つのＦＥＴを有する。この場合、
トランジスタは、図示のマスクの中央縦軸ＸＸに関して
対称に配置されている。各ゲートフィンガ１２は、一方
がドレイン要素１３または１３’、他方がソース要素１
４、１４’または１４”である２つの金属ストリップ要
素間に位置している。すでに述べたように、ＦＥＴの数
を増やすと電力利得を得ることが可能になる。
【００２８】カプラには２つの入力アクセスが備えら
れ、各入力アクセスは４つのＦＥＴに接続されたＣＰＷ
を構成する。一方の入力アクセスは、ソース要素１４お
よび１４”とゲート要素１５からなり、他方の入力アク
セスは、ソース要素１４および１４’とゲート要素１
５’からなる。ソース要素１４は両方の導波路に共通で
ある。
れ、各入力アクセスは４つのＦＥＴに接続されたＣＰＷ
を構成する。一方の入力アクセスは、ソース要素１４お
よび１４”とゲート要素１５からなり、他方の入力アク
セスは、ソース要素１４および１４’とゲート要素１
５’からなる。ソース要素１４は両方の導波路に共通で
ある。
【００２９】逆相で励振された２つの入力信号は、入力
が「−Ｓｉｎ」と「＋Ｓｉｎ」で示されている２つのコ
プレーナ導波路によって伝送される。
が「−Ｓｉｎ」と「＋Ｓｉｎ」で示されている２つのコ
プレーナ導波路によって伝送される。
【００３０】カプラの入力アクセスを形成する各ＣＰＷ
は、２つの内部コプレーナストリップ線路に分割され
る。
は、２つの内部コプレーナストリップ線路に分割され
る。
【００３１】カプラ内には、ＦＥＴへのアクセスを与え
るコプレーナストリップ線路と導波路の間の各アクセス
において、ＣＰＳ／ＣＰＷ Ｔ接合が作成され、当該の
アクセスから受信された信号が、前記トランジスタに伝
送されることを可能にする。これらのトランジスタは、
選択されたオプションに応じて、２つのゲートフィンガ
を有するカプラの４つのトランジスタのうち２つか、単
一のゲートフィンガを有する８つのトランジスタのうち
４つである。
るコプレーナストリップ線路と導波路の間の各アクセス
において、ＣＰＳ／ＣＰＷ Ｔ接合が作成され、当該の
アクセスから受信された信号が、前記トランジスタに伝
送されることを可能にする。これらのトランジスタは、
選択されたオプションに応じて、２つのゲートフィンガ
を有するカプラの４つのトランジスタのうち２つか、単
一のゲートフィンガを有する８つのトランジスタのうち
４つである。
【００３２】前と同様に、中間出力信号はそれぞれ、Ｆ
ＥＴのソース電極とドレイン電極に関連する要素間で得
られる。各アクセスごとに得られた中間信号はそれぞ
れ、アクセスごとに、ＣＰＷと、１つのＣＰＷ／ＣＰＳ
遷移部を介して伝送される。これらの中間信号は、ＣＰ
Ｓ Ｔ接合において同相に再結合する。出力信号Ｓｏｕ
ｔは接合の出力コプレーナストリップ線路から得られ
る。
ＥＴのソース電極とドレイン電極に関連する要素間で得
られる。各アクセスごとに得られた中間信号はそれぞ
れ、アクセスごとに、ＣＰＷと、１つのＣＰＷ／ＣＰＳ
遷移部を介して伝送される。これらの中間信号は、ＣＰ
Ｓ Ｔ接合において同相に再結合する。出力信号Ｓｏｕ
ｔは接合の出力コプレーナストリップ線路から得られ
る。
【００３３】このコンバイナの動作は図１を参照しなが
ら説明したコンバイナの動作に対応する。逆相の２つの
入力信号「−Ｓｉｎ」と「＋Ｓｉｎ」はそれぞれ２つの
ゲートアセンブリの一方に同時に加えられる。出力電力
利得値と飽和電力値はそれぞれ、図１に示されるコンバ
イナでは３．５ｄＢおよび５．９ｄＢｍであったが、１
１ＧＨｚで６．８ｄＢおよび１１．５ｄＢｍが得られ
る。
ら説明したコンバイナの動作に対応する。逆相の２つの
入力信号「−Ｓｉｎ」と「＋Ｓｉｎ」はそれぞれ２つの
ゲートアセンブリの一方に同時に加えられる。出力電力
利得値と飽和電力値はそれぞれ、図１に示されるコンバ
イナでは３．５ｄＢおよび５．９ｄＢｍであったが、１
１ＧＨｚで６．８ｄＢおよび１１．５ｄＢｍが得られ
る。
【図１】本発明のコンバイナの主要なマスク要素を表わ
す図である。
す図である。
【図２】本発明のディバイダの主要なマスク要素を示す
図である。
図である。
【図３】本発明の変形コンバイナの主要なマスク要素を
示す図である。
示す図である。
【図４】ミクサの出力アクセス線路を備えた図３のコン
バイナの主要なマスク要素を示す図である。
バイナの主要なマスク要素を示す図である。
１ カプラ ２ ゲートフィンガ ３、３’、３”、１３、１３’ ドレイン金属ストリッ
プ要素 ４、４’、４”、１４、１４’、１４” ソース金属ス
トリップ要素 ５、５’、１５、１５’ ゲート要素 ５” 追加金属ストリップ要素 ６、６’ エアブリッジ １２、１２’ ＦＥＴゲートフィンガ
プ要素 ４、４’、４”、１４、１４’、１４” ソース金属ス
トリップ要素 ５、５’、１５、１５’ ゲート要素 ５” 追加金属ストリップ要素 ６、６’ エアブリッジ １２、１２’ ＦＥＴゲートフィンガ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヤン−フランソワ・ビルマゼツト フランス国、31550・サントガベル、リ ユ・ポール・ドウサンデイ・１ (72)発明者 テイエリー・パラ フランス国、31400・トウールーズ、リ ユ・ドユプレシス、24
Claims (9)
- 【請求項１】 モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭ
ＩＣ）用の平衡能動コプレーナマイクロ波カプラであっ
て、カプラの入力アクセスおよび出力アクセスを構成す
るように組み合わされたコプレーナ平面金属要素に統合
された金属ゲート電極と金属ソース電極と金属ドレイン
電極とを備えたＦＥＴを含み、すべてのアクセスが、１
つまたは複数のコプレーナストリップ線路（ＣＰＳ）と
１つまたは複数のコプレーナ導波路（ＣＰＷ）とからな
る結合によって構成されるカプラ。 - 【請求項２】 すべてのアクセス内でコプレーナストリ
ップ線路を使用することによって得られる中央フローテ
ィング電極を含んでいる請求項１に記載のカプラ。 - 【請求項３】 逆相で励振された信号の作用のもとでカ
プラのトランジスタの半分にそれぞれ作用する２つのコ
プレーナ導波路によって構成される２つの入力アクセス
と、トランジスタから来た中間信号が同相で再結合され
るＴ接合に接続されたコプレーナストリップ線路によっ
て構成される出力アクセスとを含んでいる請求項１また
は２に記載のカプラ。 - 【請求項４】 ＣＰＳ／ＣＰＷ遷移部を加えることによ
って得られるフローティング入力を含んでいるディバイ
ダタイプの請求項１から３のいずれか一項に記載のカプ
ラ。 - 【請求項５】 一方の要素が接地を基準にされている入
力コプレーナストリップ線路の２つの要素と並列に追加
の接地金属要素を加えることによって得られる上流側に
配置された入力コプレーナ導波路を含んでいる請求項４
に記載のカプラ。 - 【請求項６】 カプラの入力ＣＰＳ／ＣＰＷ遷移部より
上流側にコプレーナストリップ線路を加えることによっ
て得られるフローティング入力を含んでいるコンバイナ
タイプの請求項１から３のいずれか一項に記載のカプ
ラ。 - 【請求項７】 一方の要素が接地を基準にされている出
力コプレーナストリップ線路の２つの要素と並列に追加
の接地金属要素を加えることによって得られる出力ＣＰ
Ｗを含んでいる請求項６に記載のカプラ。 - 【請求項８】 入力アクセスを介して給電されるトラン
ジスタの数が、２かまたは２の倍数に等しく、すべての
トランジスタが１つまたは２つのゲートフィンガを有す
る請求項１から７のいずれか一項に記載のカプラ。 - 【請求項９】 請求項１から８のいずれか一項に記載の
マイクロ波カプラを含んでいるモノリシックマイクロ波
集積回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9812433 | 1998-10-05 | ||
| FR9812433A FR2784234A1 (fr) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | Coupleur hyperfrequence pour circuit integre monolithique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299620A true JP2000299620A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=9531190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11282321A Pending JP2000299620A (ja) | 1998-10-05 | 1999-10-04 | モノリシック集積回路用のマイクロ波カプラ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6331807B1 (ja) |
| EP (1) | EP0993066B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000299620A (ja) |
| AT (1) | ATE239983T1 (ja) |
| DE (1) | DE69907595T2 (ja) |
| FR (1) | FR2784234A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003257988A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Sharp Corp | トランジスタ回路および通信装置 |
| WO2007034658A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Nec Corporation | バラン回路及び集積回路装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6670865B2 (en) | 2001-06-06 | 2003-12-30 | Noel A. Lopez | Method and apparatus for low loss high frequency transmission |
| US8339790B2 (en) | 2010-09-10 | 2012-12-25 | Raytheon Company | Monolithic microwave integrated circuit |
| CN111146549B (zh) * | 2020-01-14 | 2021-04-20 | 电子科技大学 | 基于耦合结构的接地共面波导功率分配/合成网络 |
| CN115333504B (zh) * | 2022-10-12 | 2022-12-27 | 电子科技大学 | 一种集成通道切换的功分网络单片微波集成电路 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3848198A (en) * | 1972-12-14 | 1974-11-12 | Rca Corp | Microwave transmission line and devices using multiple coplanar conductors |
| US5105171A (en) * | 1991-04-29 | 1992-04-14 | Hughes Aircraft Company | Coplanar waveguide directional coupler and flip-clip microwave monolithic integrated circuit assembly incorporating the coupler |
| US5194833A (en) * | 1991-11-15 | 1993-03-16 | Motorola, Inc. | Airbridge compensated microwave conductors |
| US5698469A (en) * | 1994-09-26 | 1997-12-16 | Endgate Corporation | Method of making a hybrid circuit with a chip having active devices with extra-chip interconnections |
| US5610563A (en) * | 1994-09-26 | 1997-03-11 | Endgate Corporation | Slot line to CPW circuit structure |
| US5550518A (en) * | 1995-06-12 | 1996-08-27 | Endgate Corporation | Miniature active conversion between microstrip and coplanar wave guide |
| US5821815A (en) * | 1996-09-25 | 1998-10-13 | Endgate Corporation | Miniature active conversion between slotline and coplanar waveguide |
| EP0880194A1 (en) * | 1997-05-21 | 1998-11-25 | Ulrich D. Dr. Keil | Stripline transition device |
-
1998
- 1998-10-05 FR FR9812433A patent/FR2784234A1/fr not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-10-04 JP JP11282321A patent/JP2000299620A/ja active Pending
- 1999-10-04 AT AT99402421T patent/ATE239983T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-10-04 US US09/411,227 patent/US6331807B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-04 EP EP99402421A patent/EP0993066B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-04 DE DE69907595T patent/DE69907595T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003257988A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Sharp Corp | トランジスタ回路および通信装置 |
| WO2007034658A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Nec Corporation | バラン回路及び集積回路装置 |
| US7710216B2 (en) | 2005-09-26 | 2010-05-04 | Nec Corporation | Balun circuit and integrated circuit device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0993066B1 (fr) | 2003-05-07 |
| EP0993066A1 (fr) | 2000-04-12 |
| FR2784234A1 (fr) | 2000-04-07 |
| DE69907595D1 (de) | 2003-06-12 |
| ATE239983T1 (de) | 2003-05-15 |
| US6331807B1 (en) | 2001-12-18 |
| DE69907595T2 (de) | 2004-03-11 |
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