JPH0366203A - Matching circuit for high frequency transistor - Google Patents

Matching circuit for high frequency transistor

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JPH0366203A
JPH0366203A JP1203291A JP20329189A JPH0366203A JP H0366203 A JPH0366203 A JP H0366203A JP 1203291 A JP1203291 A JP 1203291A JP 20329189 A JP20329189 A JP 20329189A JP H0366203 A JPH0366203 A JP H0366203A
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江田 和生
Tetsuji Miwa
哲司 三輪
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Abstract

PURPOSE:To avoid the spatial phase difference and also to take impedance matching of a transistor(TR) while differentiating the length up to the tip of a tip open microstrip line from each part of thin film capacitors by forming a tapered main line at a TR side and providing a series circuit comprising a thin film capacitor and the tip open microstrip line. CONSTITUTION:TR side main lines 104, 105 are formed to be taper lines 106, 107 in an impedance matching circuit of a TR using a microstrip line to a main line, and a series circuit comprising a thin film capacitor 108 and the tip open microstrip line 111 is provided in parallel with the tapered parts and the length up to the tip of the tip open and short-circuit microstrip line is differentiated from each part of the thin film capacitor. Thus, the difference from the phase of a high frequency signal is compensated at a position after the said thin film capacitor and then the impedance matching of a high frequency high output TR with a low impedance is taken and also the phase difference caused by the physical size of the TRs is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高周波高出力増幅器に用いるトランジスタの入
出力の整合回路に係わるもので、特にインピーダンスの
整合をとるとともに、トランジスタの空間的大きさから
生ずる位相差による増幅効率の低下をなくすことのでき
る高周波高トランジスタの整合回路に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an input/output matching circuit for transistors used in high-frequency, high-output amplifiers. The present invention relates to a high-frequency, high-transistor matching circuit that can eliminate a decrease in amplification efficiency due to phase difference.

従来の技術 高周波用トランジスタの入出力インピーダンスは、一般
に主線路マイクロストリップラインの特性インピーダン
ス(50オーム)に一致しない。電気信号を効率良く増
幅するためには、トランジスタの人出力インピーダンス
と、人出力それぞれの主線路マイクロストリップライン
のインピーダンスができるだけ一致して、その点におけ
る反射ができるだけ少なくなるほど好ましい。とくに高
周波高出力用トランジスタの人出力インピーダンスは、
50オームよりもはるかに低いので、通常、入出力主線
路マイクロストリップラインに並列にインピーダンスの
低い素子を挿入して、インピーダンスの整合をとるよう
にしている。先端開放マイクロストリップライン(オー
プンスタブ)のインピーダンス、Zosは、 Zos=−j−cot  βL(1) 但し、β=2π/λ、λは整合をとろうとしている周波
数におけるマイクロストリップライン上での波長 りはマイクロストリップラインの長さ、で与えられる。
Conventional technology The input and output impedances of high frequency transistors generally do not match the characteristic impedance (50 ohms) of the main line microstrip line. In order to efficiently amplify electric signals, it is preferable that the output impedance of the transistor and the impedance of the main line microstrip line of each output match as much as possible, so that reflection at that point is reduced as much as possible. In particular, the human output impedance of high-frequency, high-output transistors is
Since it is much lower than 50 ohms, a low impedance element is usually inserted in parallel with the input/output main line microstrip line to match the impedance. The impedance of the open-ended microstrip line (open stub), Zos, is: Zos = -j-cot βL (1) However, β = 2π/λ, λ is the wavelength on the microstrip line at the frequency to be matched. is given by the length of the microstrip line.

したがって、ZosはβLがπ/2、すなわち、Lがλ
/4に近づくにつれ小さくなり、適当な値を選ぶことに
より、トランジスタとの整合をとることができる。
Therefore, Zos has βL of π/2, that is, L of λ
It becomes smaller as it approaches /4, and matching with the transistor can be achieved by selecting an appropriate value.

この方法による従来の高周波増幅器の代表的構成を第2
図に示す。
The typical configuration of a conventional high frequency amplifier using this method is shown in the second section.
As shown in the figure.

第2図において、101は電界効果トランジスタ(FE
T)、102は人力整合回路基板、103ば出力整合回
路基板、104は入力端子に接続されるマイクロストリ
ップラインで構成された主線路、105は出力端子に接
続されるマイクロストリップラインで構成された主線路
、106.107は前記主線路のトランジスタ側に設け
られた、次第に電極の幅が広くなる、いわゆるテーパー
型部である。112は前記トランジスタと前記テーパー
型部を接続するワイヤー 201は入出力整合調整用の
島状電極(パッド)、202は前記テーパー型部と調整
用パッドを接続するためのワイヤーである。この構造に
おいて、人力整合回路および出力整合回路の調整は、調
整用パッドをワイヤーで接続することによって行ってい
る。
In FIG. 2, 101 is a field effect transistor (FE).
T), 102 is a manual matching circuit board, 103 is an output matching circuit board, 104 is a main line composed of a microstrip line connected to an input terminal, and 105 is composed of a microstrip line connected to an output terminal. Main lines 106 and 107 are so-called tapered portions, which are provided on the transistor side of the main line and have electrodes that gradually become wider. 112 is a wire connecting the transistor and the tapered part; 201 is an island-shaped electrode (pad) for input/output matching adjustment; and 202 is a wire connecting the tapered part and the adjustment pad. In this structure, the manual matching circuit and the output matching circuit are adjusted by connecting adjustment pads with wires.

この方式をさらに改良したものとして、整合用チップコ
ンデンサを用いたものが知られており、その代表的構造
を第4図に示す。第3図において、101は電界効果ト
ランジスタ(FET)、301は入力整合調整回路基板
、302は出力整合調整回路基板、104は入力端子に
接続されるマイクロストリップラインで構成された主線
路、105は出力端子に接続されるマイクロストリップ
ラインで構成された主線路、106.107は前記主線
路のトランジスタ側に設けられたテーパー型部である。
As a further improvement of this method, one using a matching chip capacitor is known, and a typical structure thereof is shown in FIG. In FIG. 3, 101 is a field effect transistor (FET), 301 is an input matching adjustment circuit board, 302 is an output matching adjustment circuit board, 104 is a main line composed of a microstrip line connected to an input terminal, and 105 is a main line composed of a microstrip line connected to an input terminal. A main line constituted by a microstrip line connected to an output terminal, 106 and 107 is a tapered portion provided on the transistor side of the main line.

303は入力インピーダンス整合用チップコンデンサ、
304は出力インピーダンス整合用チップコンデンサで
、いずれも下電極はアースされている台座の上に接続さ
れ、上電極はワイヤーでトランジスタと入出力整合調整
回路基板の主線路マイクロストリップラインテーパー型
部に接続されている。305.306は前記トランジス
タと前記チップコンデンサおよび前記テーパー型部を接
続するワイヤーである。
303 is a chip capacitor for input impedance matching,
304 is a chip capacitor for output impedance matching, the lower electrode is connected to the grounded pedestal, and the upper electrode is connected by wire to the transistor and the main line microstrip line tapered part of the input/output matching adjustment circuit board. has been done. 305 and 306 are wires connecting the transistor, the chip capacitor, and the tapered part.

この構造において、入出力整合はチップコンデンサとそ
れを接続しているワイヤーのインダクタンスによって行
うようにしている。
In this structure, input/output matching is performed by the inductance of the chip capacitor and the wire connecting it.

発明が解決しようとする課題 しかし、従来例に示した方法は、いずれもインピーダン
スの整合のみを考慮したものであり、テーパー型部にお
ける電気信号の位相差についての考慮がなされておらず
、とくに信号波長に比べて無視できないゲート幅をもつ
高周波高出力FETの整合回路としては不十分である。
Problems to be Solved by the Invention However, all of the methods shown in the conventional examples consider only impedance matching, and do not consider the phase difference of electrical signals in the tapered part. This is insufficient as a matching circuit for a high-frequency, high-output FET that has a gate width that is not negligible compared to the wavelength.

たとえば14GHzの場合、アル5す基板、あるいはG
aAs基板上の1/4波長に相当する長さは、約2ni
mであり、一方、3Wの出力を得るためのG a A 
s F ETのゲート幅は、約4閣である。したがって
、第1図に示すテーパー型部の中心部を通る電気信号と
端部を通る電気信号とでは、かなりの位相差を生ずる。
For example, in the case of 14 GHz, an Al5 substrate or a G
The length corresponding to 1/4 wavelength on the aAs substrate is approximately 2ni
m, and on the other hand, G a A to obtain an output of 3 W
The gate width of sFET is approximately 4 cabinets. Therefore, a considerable phase difference occurs between the electrical signals passing through the center of the tapered portion shown in FIG. 1 and the electrical signals passing through the ends.

入力信号に位相差を生ずると、FETで増幅されたあと
の信号にも位相差を生じ、その結果合成された信号出力
が減衰し、増幅効率が低下する。出力部におけるテーパ
ー型部は、さらにその悪影響を助長する。
When a phase difference occurs in the input signal, a phase difference also occurs in the signal after being amplified by the FET, and as a result, the combined signal output is attenuated and the amplification efficiency is reduced. A tapered section at the output section further exacerbates this negative effect.

第1の従来例に示したオープンスタブによる整合方法で
は、人出力インピーダンスの低い高周波高出力FETの
整合をとるのは、かなり困難であり、通常、第2の従来
例の構成がとられる。
With the open stub matching method shown in the first conventional example, it is quite difficult to match high frequency, high output FETs with low output impedance, so the configuration of the second conventional example is usually adopted.

しかし、第2の従来例に述べた構成の場合、大きいチッ
プコンデンサを別途接続する必要があり、これにより第
1の従来例よりもインピーダンス整合はとりやすいが、
製造する上でチップを実装するため工数が増し、またチ
ップ取り付は部が別にいるなどから小型高集積化が困難
であり、その結果製造コストが高くなる。
However, in the case of the configuration described in the second conventional example, it is necessary to separately connect a large chip capacitor, which makes impedance matching easier than in the first conventional example.
During manufacturing, mounting the chips increases the number of man-hours, and the chip mounting requires a separate section, making it difficult to achieve small size and high integration, resulting in high manufacturing costs.

空間的位相差をなくしながら整合をとる方式として、1
/4波長のインピーダンス変換器を用いたいわゆる、電
力分配器や電力合成器が知られており、一般に数W以上
の電力増幅器に用いられている。しかし、少なくとも1
/4波長の長さのインピーダンス変換器を必要とするこ
とから、小型化が困難である。
As a method for achieving matching while eliminating spatial phase difference, 1
So-called power dividers and power combiners using impedance converters of /4 wavelength are known, and are generally used in power amplifiers of several watts or more. But at least 1
Since an impedance converter with a length of /4 wavelength is required, miniaturization is difficult.

課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するため、主線路にマイクロス
トリップラインを用いるトランジスタのインピーダンス
整合回路において、トランジスタ側主線路がテーパー型
になっており、そのテーパー型部に並列に、薄膜コンデ
ンサと先端開放マイクロストリップラインの直列回路を
有し、前記先端開放マイクロストリップラインの先端ま
での長さが、前記薄膜コンデンサ部の各部で異なってい
ることにより、前記薄膜コンデンサ部をでた位置におい
て、高周波信号の位相の違いが補償されるようにしたこ
とによって、前記トランジスタとのインピーダンス整合
をとりながら、同時に空間的に生ずる位相差をなくすよ
うにしたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides an impedance matching circuit for transistors that uses a microstrip line as the main line. The thin film capacitor part has a series circuit of a thin film capacitor and an open-ended microstrip line, and the length to the tip of the open-ended microstrip line is different in each part of the thin film capacitor part. By compensating for the difference in phase of the high frequency signal at the position, impedance matching with the transistor can be achieved and at the same time phase difference that occurs spatially can be eliminated.

作用 本発明は上記した構成により、インピーダンスが低く寸
法の大きい、高周波高出力トランジスタのインピーダン
ス整合と、空間的位相差の補償を同時にできるようにし
たものであり、さらに実装工数が少なく、小型高集積化
が可能であり、製造コストの安い高周波高出力トランジ
スタの整合回路を提供するものである。
Effect The present invention has the above-described configuration, which enables impedance matching of high-frequency, high-output transistors with low impedance and large dimensions, and compensation of spatial phase difference at the same time.Furthermore, the number of mounting steps is small, and the device is compact and highly integrated. The present invention provides a matching circuit for high-frequency, high-output transistors that can be manufactured at low manufacturing cost.

実施例 以下、本発明の高周波;・ランジスタの整合回路の実施
例について、図面を参照しながら説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the high frequency transistor matching circuit of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の高周波トランジスタの整合回路の構造
の工実施例を示したものである。第1図において101
は電界効果トランジスタ(FET)、102は入力整合
回路基板、103は出力整合回路基板、104は入力端
子に接続されるマイクロストリップラインで構成された
主線路、105は出力端子に接続されるマイクロストリ
ップラインで構成された主線路、106.107は前記
主線路のトランジスタ側に設けられたテーパー型部であ
る。 108はその一方の電極が前記テーパー型部の一
部を構成する入力整合用薄膜コンデンサ、109はその
一方の電極が前記テーパー型部の一部を構成する出力整
合用薄膜コンデンサ、110は前記入力用薄膜コンデン
サの他方の電極とアース間に接続された先端開放マイク
ロストリップラインで、上下にそれぞれ1つずつある。
FIG. 1 shows an embodiment of the structure of a matching circuit for a high frequency transistor according to the present invention. 101 in Figure 1
is a field effect transistor (FET), 102 is an input matching circuit board, 103 is an output matching circuit board, 104 is a main line composed of a microstrip line connected to the input terminal, and 105 is a microstrip connected to the output terminal. The main line constituted by a line, 106 and 107, is a tapered portion provided on the transistor side of the main line. 108 is an input matching thin film capacitor whose one electrode forms part of the tapered part; 109 is an output matching thin film capacitor whose one electrode forms part of the tapered part; 110 is the input matching thin film capacitor; An open-ended microstrip line connected between the other electrode of a thin-film capacitor and the ground, one each on the top and bottom.

111は前記出力用薄膜コンデンサの他方の電極とアー
ス間に接続された先端短絡テーパー型マイクロストリッ
プラインで、上下にそれぞれ1つずつある。112は前
記テーパー型部とトランジスタを接続するワイヤーで、
本実施例では、入力(!l!l 3木、出力(!l!]
 3木となっている。
Reference numeral 111 denotes short-circuited tapered microstrip lines connected between the other electrode of the output thin film capacitor and the ground, one each on the upper and lower sides. 112 is a wire connecting the tapered part and the transistor;
In this example, the input (!l!l 3 trees, the output (!l!)
There are 3 trees.

入出力整合回路基板はアル稟ナセラくツク基板を用い、
主線路およびマイクロストリップラインなどの導電部に
はCr−Auを用い、薄膜コンデンサとしては、誘電率
約4の酸化珪素を誘電体として用いた、金属−誘電体−
金属構造の薄膜コンデンサを用いた。またトランジスタ
としてGaAsFETを、また整合させる周波数として
14GH2を用いた。アル逅す基板の誘電率を9.8と
した場合、14GHzにおける1/4波長相当のマイク
ロストリップラインの長さは約2mmである。また先端
開放マイクロストリップラインの長さは、薄膜コンデン
サの端部から1/4波長の長さになり、中心部からは、
1/2波長以下の長さになるように設定されている。
The input/output matching circuit board uses an aluminum alloy board.
Cr-Au is used for conductive parts such as main lines and microstrip lines, and metal-dielectric material is used for thin-film capacitors, using silicon oxide with a dielectric constant of about 4 as a dielectric material.
A thin film capacitor with a metallic structure was used. Further, a GaAsFET was used as a transistor, and 14GH2 was used as a matching frequency. If the dielectric constant of the substrate to which aluminum is attached is 9.8, the length of the microstrip line corresponding to 1/4 wavelength at 14 GHz is about 2 mm. In addition, the length of the open-ended microstrip line is 1/4 wavelength from the end of the thin film capacitor, and from the center,
The length is set to be 1/2 wavelength or less.

この構造において、入力整合および出力整合のインピー
ダンス整合は、薄膜コンデンサと先端開放マイクロスト
リップラインによって行う。
In this structure, impedance matching for input matching and output matching is performed by thin film capacitors and open-ended microstrip lines.

木方式における整合方法についてさらに詳しく0 説明する。前述したように、高出力用FETの人出力イ
ンピーダンスは、数オームから1オーム以下と主線路の
インピーダンス、50オームに比べてかなり低い。そこ
で本実施例ではその整合をとるために主線路マイクロス
トリップラインに並列に、薄膜コンデンサと先端開放マ
イクロストリップラインを挿入している。マイクロスト
リップラインの長さをLとすると、この直列回路のイン
ピーダンス、Zinは、 Zin=1/jωc+jZo−cotβL(2)=  
j(1/ωc−Zo−cotβL ) (3)但し、ω
−2πf β=2π/λ fは整合をとろうとしている周波数、 Cは薄膜コンデンサの静電容量 Zoはマイクロストリップラインの特性インピーダンス
、 λは整合をとろうとしている周波数の基板内での波長、 Lはマイクロストリップラインのアースまでの長さであ
る。
The matching method in the tree method will be explained in more detail. As mentioned above, the output impedance of a high-output FET is from several ohms to less than 1 ohm, which is considerably lower than the impedance of the main line, which is 50 ohms. Therefore, in this embodiment, a thin film capacitor and an open-ended microstrip line are inserted in parallel to the main line microstrip line in order to achieve the matching. If the length of the microstrip line is L, the impedance of this series circuit, Zin, is: Zin=1/jωc+jZo-cotβL(2)=
j (1/ωc-Zo-cotβL) (3) However, ω
-2πf β=2π/λ f is the frequency to be matched, C is the capacitance of the thin film capacitor Zo is the characteristic impedance of the microstrip line, λ is the wavelength within the substrate of the frequency to be matched, L is the length of the microstrip line to ground.

で表わされる。It is expressed as

したがって、先端開放マイクロストリップラインの長さ
と、薄膜コンデンサの静電容量の値を適当に選択するこ
とにより、Zinの値を数オームあるいはlオーム以下
にすることは容易である。
Therefore, by appropriately selecting the length of the open-ended microstrip line and the capacitance value of the thin film capacitor, it is easy to reduce the value of Zin to several ohms or 1 ohm or less.

Lが174波長の時、cotβLはOとなり、Cの値だ
けできまる。
When L is 174 wavelengths, cotβL becomes O and is determined only by the value of C.

次に本実施例の空間的位相差補償の動作について説明す
る。テーパー開始部まで同一位相できた電気信号は、テ
ーパー型部で、テーパーに沿って広がりながら進み薄膜
コンデンサ部に到達する。
Next, the operation of spatial phase difference compensation in this embodiment will be explained. The electrical signals that have the same phase up to the taper start portion spread along the taper and reach the thin film capacitor portion.

通常テーパー型部の端の方が、中心部よりも距離が長く
、本実施例の場合も、端の方が薄膜コンデンサに到達す
るまでの距離が長くなっている。薄膜コンデンサに進入
した電気信号は、薄膜コンデンサ部で位相速度の変化を
うける。位相速度は薄膜コンデンサの対向電極が完全に
アース電位であれば、誘電率の平方根に反比例する。し
たがって、薄膜コンデンサ部での位相速度は1.r 王
17T;1 2 1.57倍だけテーパー型部での位相速度よりも速い。
Usually, the distance at the end of the tapered part is longer than the center part, and in the case of this embodiment, the distance to reach the thin film capacitor is also longer at the end. The electrical signal that enters the thin film capacitor undergoes a change in phase velocity at the thin film capacitor section. The phase velocity is inversely proportional to the square root of the dielectric constant if the opposing electrode of the thin film capacitor is completely at ground potential. Therefore, the phase velocity at the thin film capacitor section is 1. r King 17T; 1 2 1.57 times faster than the phase velocity in the tapered part.

しかし本実施例で示すように、対向電極が完全なアース
電位ではな(、先端開放マイクロストリップラインの一
部を構成している場合には、位相速度は、この先端短絡
マイクロストリップラインの長さに依存する。例えば1
/4波長の長さであれば、整合をとろうとしている周波
数においては、その部分はほとんどショートに近く、し
たがってほぼ薄膜コンデンサの他方の電極はアース電位
にあるとみなすことができる。その場合の位相速度はほ
ぼ薄膜コンデンサ部の位相速度となる。しかし、その長
さが0または1/2波長に近づくにすれて、次第にオー
プン状態に近づき、その結果、その部分の位相速度は、
はぼ基板であるアルミナ基板上での位相速度に近づく。
However, as shown in this example, if the counter electrode is not at perfect ground potential (and forms part of an open-ended microstrip line), the phase velocity is determined by the length of this short-circuited microstrip line. Depends on, for example 1
If the length is /4 wavelength, that part is almost short-circuited at the frequency for which matching is to be achieved, and therefore, it can be considered that the other electrode of the thin film capacitor is almost at ground potential. In that case, the phase velocity is approximately the same as that of the thin film capacitor section. However, as the length approaches 0 or 1/2 wavelength, it gradually approaches an open state, and as a result, the phase velocity of that part becomes
The phase velocity approaches that on an alumina substrate, which is a hollow substrate.

したがって、本実施例のように、テーパー型部端部の方
が、中央部より1/4波長の長さに近いような槽底では
、端部はと酸化珪素中での位相速度に近く、中心部はど
アルミナ基板上での位相速度に近くなる。したがって、
端部はと位相速度を速くすることができ、それによって
テーパー型部での位相遅れを取り戻すようにすることが
できる。薄膜コンデンサを出てからトランジスタまでの
マイクロストリップラインの長さと、接続ワイヤーの長
さを同じにしておけば、トランジスタの入力部で、電気
信号の位相差を完全になくすことができる。その時、薄
膜コンデンサと先端開放マイクロストリップラインの直
列回路のインピーダンスが、インピーダンス整合に適し
た値となるようにしておくことにより、インピーダンス
整合をも同時にとることができる。
Therefore, in a tank bottom where the length of the tapered part end is closer to 1/4 wavelength than the center part as in this example, the end part is close to the phase velocity in silicon oxide. The phase velocity at the center is close to that on the alumina substrate. therefore,
The end portion can have a higher phase velocity, thereby recovering the phase lag at the tapered portion. By making the length of the microstrip line from the thin-film capacitor to the transistor the same as the length of the connecting wire, it is possible to completely eliminate the phase difference in the electrical signal at the input of the transistor. At this time, by setting the impedance of the series circuit of the thin film capacitor and the open-ended microstrip line to a value suitable for impedance matching, impedance matching can be achieved at the same time.

なお先端開放マイクロストリップラインの長さが、0の
または1/2波長の時が完全なオープン、1/4波長の
長さの時が完全なショートに対応するので、1/に波長
以下の長さで適当な長さを選ぶことにより、本実施例の
効果を得ることができる。
Note that when the length of the open-end microstrip line is 0 or 1/2 wavelength, it is completely open, and when it is 1/4 wavelength, it is completely short. By selecting an appropriate length, the effects of this embodiment can be obtained.

出力回路の場合は、その入力の場合と逆の経過をたどる
ことになるが、結果として薄膜コンデンサと先端開放マ
イクロストリップラインなしでは、テーパー型部で生ず
る電気信号の位相差を同じよ3 4 うに補償できることは明らかである。インピーダンス整
合についても、入力回路と全く同様に考えることができ
る。
In the case of the output circuit, the course is reversed as in the case of its input, but as a result, without thin film capacitors and open-ended microstrip lines, the phase difference of the electrical signal produced in the tapered section can be kept the same. It is clear that compensation is possible. Impedance matching can also be considered in exactly the same way as the input circuit.

ゲート幅約4rMl、出力3W級の同し性能のGaAs
FETを用いて、本実施例の構造を用いた場合と第2の
従来例の構造を用いた場合とで、性能比較を行ったとこ
ろ、従来例の方法では、14GH2において、電力変換
効率15%、線形利得4dBであったものが、本実施例
の構造とすることにより、電力変換効率21%、線形利
得4.8dBと、著しく電気特性面での向上が見られた
GaAs with the same performance with a gate width of approximately 4rMl and an output of 3W class.
When we compared the performance using FETs using the structure of this embodiment and the structure of the second conventional example, we found that the conventional method achieved a power conversion efficiency of 15% at 14GH2. , the linear gain was 4 dB, but by using the structure of this example, the power conversion efficiency was 21% and the linear gain was 4.8 dB, which was a significant improvement in terms of electrical characteristics.

薄膜コンデンサに用いる誘電体として、酸化チタンなど
のように、基板よりも誘電率の大きい材料を用いた場合
は、位相速度の関係が第1の実施例の場合と反対になる
。この場合、薄膜コンデン部での位相速度は、テーパー
型部での、/’−「「7而−O,33倍と遅くなる。し
たがってこの場合には、第1の実施例の場合とは逆に、
テーパー型部中心部に近い部分はど、先端開放マイクロ
ストリップライン部の長さが1/4波長に近くなるよう
に、かつテーパー型部端部に近い部分はど、0に近くな
るような構造としておくことにより、薄膜コンデンサを
でた部分での電気信号の位相を各部で同一にすることが
できる。
When a material having a higher dielectric constant than the substrate, such as titanium oxide, is used as the dielectric for the thin film capacitor, the relationship between the phase velocities is opposite to that of the first embodiment. In this case, the phase velocity in the thin film condenser part is 33 times slower than that in the tapered part. To,
The length of the open-ended microstrip line is close to 1/4 wavelength in the part near the center of the tapered part, and the length is close to 0 in the part near the end of the tapered part. By setting it as , it is possible to make the phase of the electric signal at each part the same at the part where the thin film capacitor exits.

本実施例では、薄膜コンデンサと先端開放マイクロスト
リップラインの構造として特性の例のみを示したが、こ
れ以外にも、本発明の効果を得ることのできる種々の変
形構造があることは明らかである。
In this example, only examples of characteristics are shown as structures of a thin film capacitor and an open-ended microstrip line, but it is clear that there are various other modified structures that can obtain the effects of the present invention. .

本実施例の構造は、薄膜コンデンサを接地する必要がな
いため、基板のほぼ任意の場所に形成することができる
ので、集積化に有利である。また整合に必要とする薄膜
コンデンサの静電容量と薄膜コンデンサ出口における先
端開放マイクロストリップラインの長さが適当な値にな
るようにテーパー型部の寸法、形状、薄膜コンデンサの
形成場所、膜厚を選ぶことができる。
The structure of this embodiment is advantageous for integration, since it is not necessary to ground the thin film capacitor and it can be formed almost anywhere on the substrate. In addition, the dimensions and shape of the tapered part, the location where the thin film capacitor is formed, and the film thickness are adjusted so that the capacitance of the thin film capacitor required for matching and the length of the open-ended microstrip line at the exit of the thin film capacitor are set to appropriate values. You can choose.

本実施例では、薄膜コンデンサと先端開放マイクロスト
リップラインにより、インピーダンス整合と、空間的位
相差補償を行っている。薄膜コン5 6 デンサは、化学気相成長やスパッタリングといった薄膜
形成技術で作成可能であり、アルミナ基板などの各種基
板上に一体に作りこむことは容易である。したがって、
従来例に示したような、チップコンデンサを必要としな
いので、実装工数が少なくまた小型高集積化が可能であ
り、したがって製造コストも安(できるものである。
In this embodiment, impedance matching and spatial phase difference compensation are performed using a thin film capacitor and an open-ended microstrip line. The thin film capacitor 5 6 can be produced by a thin film forming technique such as chemical vapor deposition or sputtering, and can be easily fabricated integrally on various substrates such as an alumina substrate. therefore,
Since a chip capacitor as shown in the conventional example is not required, the number of mounting steps is small, and compactness and high integration are possible, resulting in low manufacturing costs.

発明の効果 以上、述べた如く、本発明は主線路にマイクロストリッ
プラインを用いるトランジスタのインピーダンス整合回
路において、トランジスタ側主線路がテーパー型になっ
ており、そのテーパー型部に並列に、薄膜コンデンサと
先端開放マイクロストリップラインの直列回路を有し、
前記先端開放短絡マイクロストリップラインの先端まで
の長さが、前記薄膜コンデンサ部の各部で異なっている
ことにより、前記薄膜コンデンサ部をでた位置において
高周波信号の位相の違いが補償されるようにしたもので
、これによりインピーダンスの低い高周波高出力トラン
ジスタのインピーダンス整合をとると同時に、トランジ
スタの空間的大きさにより生ずる信号の位相差をなくす
ようにしたものであり、また実装工数が少なく、小型高
集積化が可能であり、製造コストの安い高周波高出力ト
ランジスタの整合回路を提供するものである。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides an impedance matching circuit for a transistor using a microstrip line as the main line, in which the main line on the transistor side is tapered, and a thin film capacitor is connected in parallel to the tapered part. It has a series circuit of open-ended microstrip lines,
The length to the tip of the open-ended short-circuited microstrip line is different in each part of the thin film capacitor section, so that the difference in phase of the high frequency signal at the position exiting the thin film capacitor section is compensated for. This achieves impedance matching for high-frequency, high-output transistors with low impedance, and at the same time eliminates signal phase differences caused by the spatial size of the transistors.It also requires fewer mounting steps and is highly integrated. The present invention provides a matching circuit for high-frequency, high-output transistors that can be manufactured at low manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構造図、第2図、第3
図は従来例の構造図を示したものである。 101・・・・・・トランジスタ、102・・・・・・
人力整合回路基板、103・・・・・・出力整合回路基
板、104・・・・・・入力側主線路、105・・・・
・・出力側主線路、106.107・・・・・・テーパ
ー型部、108・・・・・・入力整合用薄膜コンデンサ
、109・・・・・・出力整合用薄膜コンデンサ、11
0.111・・・・・・先端開放マイクロストリップラ
イン、112・・・・・・接続用ワイヤー。
Figure 1 is a structural diagram showing one embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are
The figure shows a structural diagram of a conventional example. 101...Transistor, 102...
Manual matching circuit board, 103...Output matching circuit board, 104...Input side main line, 105...
... Output side main line, 106.107 ... Tapered part, 108 ... Thin film capacitor for input matching, 109 ... Thin film capacitor for output matching, 11
0.111...Open-ended microstrip line, 112...Connection wire.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)主線路にマイクロストリップラインを用いるトラ
ンジスタのインピーダンス整合回路において、トランジ
スタ側主線路がテーパー型になっており、そのテーパー
型部に並列に、薄膜コンデンサと先端開放マイクロスト
リップラインの直列回路を有し、前記先端開放マイクロ
ストリップラインの先端までの長さが、前記薄膜コンデ
ンサ部の各部で異なっていることにより、前記薄膜コン
デンサ部をでた位置において高周波信号の位相の違いが
補償されようにしたことを特徴とする高周波トランジス
タの整合回路。
(1) In a transistor impedance matching circuit that uses a microstrip line as the main line, the main line on the transistor side is tapered, and a series circuit of a thin film capacitor and an open-ended microstrip line is connected in parallel to the tapered part. and the length to the tip of the open-ended microstrip line is different in each part of the thin film capacitor section, so that a difference in phase of the high frequency signal at a position exiting the thin film capacitor section is compensated for. A high-frequency transistor matching circuit characterized by:
(2)薄膜コンデンサとして、基板より大きい誘電率の
誘電体を用い、先端開放マイクロストリップラインの先
端までの長さが、前記薄膜コンデンサの中心部に近いほ
ど1/4波長の長さに近く、端部に近いほど0に近くな
っていることを特徴とする請求項(1)記載の高周波ト
ランジスタの整合回路。
(2) As a thin film capacitor, a dielectric material having a larger permittivity than the substrate is used, and the length to the tip of the open-ended microstrip line is closer to the length of a quarter wavelength as it is closer to the center of the thin film capacitor; 2. The high frequency transistor matching circuit according to claim 1, wherein the value becomes closer to 0 closer to the end.
(3)薄膜コンデンサとして、基板よりも小さい誘電率
の誘電体を用い、先端開放マイクロストリップラインの
先端までの長さが、前記薄膜コンデンサの端部に近いほ
ど1/4波長の長さに近く、中心部に近いほど1/2波
長の長さに近くなっていることを特徴とする請求項(1
)記載の高周波トランジスタの整合回路。
(3) As a thin film capacitor, a dielectric material with a dielectric constant smaller than that of the substrate is used, and the length to the tip of the open-ended microstrip line approaches the length of a quarter wavelength as it approaches the end of the thin film capacitor. , Claim (1) characterized in that the closer to the center, the closer the length is to 1/2 wavelength.
) matching circuit for the high-frequency transistor described.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003110381A (en) * 2001-09-26 2003-04-11 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2011172072A (en) * 2010-02-19 2011-09-01 Fujitsu Ltd Transmission line, impedance transformer, integrated circuit mounting device, and communication device module
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