JPH02305202A - 整合回路 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 くイ〉　産業上の利用分野 本発明はマイクロ波彫導体素了の！Ｉｆ合回路に関；７
、特にマイクロストリップ線路を用いたＭＩＣやＭＭ　
Ｉ　Ｃの整合回路に関する。

（口〉　従来の技術 マイク１−１波集積回路（ＭＩＣ）やモノリシック；・
イクロ波集積回路（ＭＭＩＣ＞の一応用例であるマイク
ロ波低雑音増幅器には低雑叶マイク【ｊ波トランレスタ
が用いられている。通常、前記トランジスタの入出力側
との整合が採られて該増幅機は低雑音かつ高利得となる
ように設計きれている。

二の整合に用いられるのが整合回路である。

従来、マイクロ波トランジスタのマイクロ波特性値、例
えはＳパラメータや雑音パラメータを測定し、これらの
パラメータに基ついてマイクロスト・リンプ線路七にマ
イクロストリップ開放スタブを設ζ）た整合回路が使用
きれている。前記開放スタブを設けるためにはマイクロ
波特性値の代表値を知る必要がある為、数多くのマイク
ロ波！・ランジスタを測定する必要があり、通常は前記
代表値としてマイクロ波特性値の７均値を用い、この平
均値から最適化を行い開放スタブの位置を決定している
。しかしながら、この整合回路においては、開放スタブ
の位置を固定しているので、マイクロ波特性値にばらつ
きがあった場合には、開放スタブを削ることによってし
か調整できない。

従って、この整合回路では作業能率が悪く、その上、集
積回路の性能が最も良くなるように調整することは非常
に困難である。上述した整合回路の問題を解決す−・く
第４図に示す如くマイクロストリップ線路（１６〉に接
続された開放スタブ（９）の回りに／Ｊ＼さなランド（
８）を設け、必要に応してランＩｊ（８＞とランド（８
〉間、又はランド（８）と開放スタブ（９）間にワイヤ
をボンディングすることにより調整する整合回路が提案
されている（例えは特開昭６２−２６９４０２号公報参
照）。この整合回路によｔｌば開放スタブく９〉を削る
必要がなく、ばらついたマイクロ波特性値をもったマイ
クロ波トランジスタの場合にも対応が簡単に行える。し
かしながら、第４図に示した整合回路であってもワイヤ
ポンディ〉グ作業が入るために、集積回路の性能を測定
しながら調整を行なうことは困難である。その上、ワイ
ヤのボンディングの打ら方は有限の数しかない為集積回
路の性能が最も良くなるように調整することは困難であ
る。更に、一度ワイヤをボンディングした箇所を取り除
くことは不可能である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上述したように従来の整合回路においてはく１）調整時
の作業能率（１１）マイクロ波特性の最適化に問題があ
る。これは、マイクロ波トランジスタのマイク１１波特
性が素子毎に異なるために生ずる問題である。

即ら、い〉に関しては調整を行なうために開放スタ、ゾ
をやずりのようなもので削るか又はランドとシンドー若
しくはラン１：と開放スタブとをワイヤでボンディング
しなければならず、例えばＭＩＣ開発時において、１Ｙ
ｉＪ記ＭＩＣの雑音特性を測定しながら調整を行うこと
ができず、極めて不便であり、また調整のために時間も
かかる。更に一度調整した箇所は一度と調整できない欠
点がある。

（１１）に関しては、従来技術では調整方法が試行錯誤
であり、シミュし・−ジョンが行えないため、集積回路
の性能を最大限に生かすこと、即ち最適化の操作が行え
ず全て人間の熟練とカンに頼ってしまうという欠点があ
る。

（ｉ）（ｉ）で示した問題点の他に（ｉＮ）従来の整合
回路はＭ　Ｉ　Ｃ＋ＭＭ　Ｉ　Ｃの整合回路としてのみ
用いられており、任意のマイクロ波特性を作り出＝３− ｊ′、いわばチューナの機能を持たすことができないと
いう欠点がある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は誘電体基板りにマイクロストリ・／ブ線路及び
前記マイクロスト１川；・ゾ線路と並列に接続されたマ
イク〔７ストリツプ開放スタノが設けられた整合回路に
よ〕いて、＠３１３開放λクブに可変容置ゲイオードが
接続され、前記可変容量ダイオードに電化源より電圧が
印加されていることを特徴とする整合回路である。

（ホ）作用 バラクタダイオードに印加するｔ圧のみを変えるだけで
整合回路の調整がｒむ、すなわちマイクロストリップ線
路と並列に接続された可変容量ダイオードの接合容量（
Ｃｊ）を変えることで、整合回路のインピーダンスを変
スることができるため集積回路の性能を測定しながら短
時間で調整が行え、作業能率にも優れ℃いる。

また、マイクロ波トランジスタのマイクロ波特性及びバ
ラクタダイオードの容量の電圧依存性がわかれば、集積
回路にお（づる整合回路の最適化がシミュレーションで
きる。

更に、本発明はＭＩＣ＋ＭＭＩＣの整合回路とじ−Ｃ用
いるたけではなく、任意の出力インピーダンスを得るこ
とのできるチューナとして用いることも可能である。

くべ〉　実施例 次に本発明の実施例を図面に基づいＣ説明する。

まず、第１図に集積回路のマイクロ波トランジスタに接
続きれる整合回路傭示す。図において、（１）は°マイ
クロストリップ線路、＜２　）（３）はマイクロス［・
リップ開放スタブ、　（４ａ）（４ｂ）はバラクタダイ
オード、（５ａ）　（Ｓｂ）はバラクタダイオード（４
ａ）（４ｂ）に電圧を印加する電圧源である。マイクロ
ストリップ開放スタブ（２＞（３）はマイクロストリッ
プ線路（１）と直交しでおり、マイクロストす・ンブ開
放スタブ（３〉とアースとの間に一コンデンサ（１３）
、７＜ランクダイオード（４ａ）（４ｂ）及び電圧源＜
５ａ）＜５ｂ）が接続されている。尚、マイクロストリ
ップ開放スタブ（２〉にも−１ンデンサ、バラクタダイ
オード及び電圧源を接続しでも構わない。また、本実施
例ではマイクロ波トランジスタ及び該トランジスタに電
圧を印加するためのバイアス回路は図示省略している。

バラクタダイオ−１°（４ａ）（４ｂ）の等価回路は第
２図に示１°如く、接合台：ｔ（Ｃｊ）（６）と直列抵
抗（Ｒｓ）（７）の直列接続で表わされる。そして、バ
ラクタダイオード（４ａ）（４ｂ）の接合容量く６）の
バイアスく電圧〉依存性は第３図に示す如く、逆バイア
スをかげることによりほぼ直線的に変化する。

ト述したバラクタダイオード（４ａ）（ａｂ）の特性を
利用した整合回路のマイクロ波特性を以下ｔこ示す。

第５図はスミス図表であり、図中の十印（１０）はマイ
クロ？、＊　ｌランシスタの１２ＧＨｚの周波数での反
射係数（Ｓｏ）である。従ってＳ　ｕと整合をとるるこ
け×印（１１）で示されるＳ　ｎの共役値Ｓ　Ｉ＋　”
に第１図の出力インピーダンスをも−。でくる必要があ
る。本実施例の場合バラクタダイオード（４ｇ）（４ｂ
）の接合容量（Ｃｊ）は０．８ｐＦから０．２ｐＦまで
変化することかわかっているので、第１図の整合回路を
シミ、レーシゴンすることにより、出カイ〉′ビーダン
ー（のとり得る範囲を求めることがで、き、この求めた
ものが第５図のＡ、、Ｂ、Ｃ，Ｄで囲まれた領域である
。従って出力インピーダンスが８１１＊に合うようにバ
ラクタダイオード（４ａ）＜４ｂ）に電圧源（５ａ）（
５ｂ）から電圧をかければよい。この方法だと、マイク
［７波特性測定を行いながら電圧！（５ｇ＞（５ｂ）を
調整することＣ、インピーダンスの調整を行なうことが
でき、しかもスタブを削ったり、ワイヤをポンディング
したりするといった面倒な調整は不要となる。

尚、バラクタダイオード（４ａ）（４ｂ）と開放スタブ
く３）との間には１００ｐＦ程度の印加電圧に依存しな
いコンデンサ＜１３）を挿入しである為、マイクロスト
リップ線路く１）に直流電流が流れ込む心配はないし、
コンデンサ（１３〉と接合容量（Ｃｊ）との合成容量は
、コンデンサ（１３）が無視できるくらいに大きいので
接合台１ｔ（Ｃｊ）のみとなる。

−七述したように本発明回路はマイクロ波トランジスタ
のマイクロ波特性がばらついている場合に特に有効であ
り、例えは第５図において、Ｓ１１″′が（１１）の位
置から太きくずれたとしても、ＡＢＣＤで囲まれた範囲
内であれば、バラクタダイオード（４ａ）（４ｂ）に印
加する電圧のみを変化させることにより集積回路の性能
の最適化を行なうことができる。１なわち、１つの整合
回路のパターンで、あらゆるマイクロ波トランジスタに
対応でき、その調整方法も極めて容易である。

次に他の実施例を第６図を用いて説明する。

この整合回路は３つのバラクタダイオード（１４ａ）（
１４ｂ）（１４ｃ）を用いたチューナの機能を備えたも
のであり、マイクロストリップ線路り１１）にマイクロ
ストリップ開放スタブ（１２）が接続されている。

開放スタブ（１２）には−７ンデンザ（１３）、バラク
タダイオード（１４ａ）＜１４ｂ）（１４ｃ）及び電圧
源（１５ａ）（１５ｂ）（１５ｃ）がそれぞれ接続され
ている。尚、開放スタブ（１２）と接続される容量の値
を大きく丈るためにバラクタダイオードを複数個並列に
配置しても構わない。

以上の構成を用いることにより、出力インピーダンスは
反射係数が１に近い所を除き、はぼスミス図表全域にわ
たって得られる。従って、低雑音マイクロ波トランジス
タの雑音指数な最小とすることができるチューナの機能
を備えた整合回路を構成することができる。

更にこの整合回路では電圧’ＩＦＡ　（１５ａ）＜１５
ｂ）　（１５ｃ）より印加Ｃる電圧を固定することによ
り、任意のインピーダンスを再現よく与えることが可能
となり、低雑音マイクロ波トランジスタの推計パラメー
タを測定する際に必要となる複数個の再現性のよいイン
ピーダンスを作り出すことができる。

（ト）発明の効果 以上述べてきたように、本発明は開放スタブにバラクタ
ダイオードを接続し、このダイオードの接合容量を可変
きせることにより、該整合回路の調整を容易にしかも短
時間に行なうことができ、か−〕該整合回路のマイクロ
波特性の最適化が可能である。

さらに、本発明は低雑に一フィクロ波トランジスタの雑
音指数を測定する際に用いるチューナとしても利用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の整合回路を示す図、第２図
はバラクタダイオードの等価回路図、第３図はバラクタ
ダイオードの接合容量のバイアス依存性を示す１図、第
４図は従来の整合回路を示す図、第５Ｖ３！Ｊは本発明
の一実施例にお１する調整可能なインピーダンス領域を
示した図、第６図は本発明の他の実施例の整合回路を示
す図である。 （１）（１１〉（１６）・・・マイクＤストリップ線路
、（２）（３）（９＞（１２）・・・“マイクロストリ
ップ開放スタブ、（４ａ）（４ｂ）（１４ａ）（１４ｂ
）（１４ｃ）−バラクタダイオード、Ｃ３ａ）（５ｂ）
（１５ａ）＜１５ｂ）（１５ｃ）−Ｎ圧源、（６）−・
・接合容量、（７）・・・直列抵抗、く８〉・・・調整
用ランド、（１０）・・・マイクロ波トランジスタのＳ
　ｕ　、　（１１）・・・Ｓ　ｎ’（１０）の共役値Ｓ
１１＊、（１３）・・・コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．誘電体基板上にマイクロストリップ線路及び前記マ
   イクロストリップ線路と並列に接続されたマイクロスト
   リップ開放スタブが設けられた整合回路において、 前記開放スタブに可変容量ダイオードが接続され、前記
   可変容量ダイオードに電圧源より電圧が印加されている
   ことを特徴とする整合回路。