JPH0570967B2 - - Google Patents
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- JPH0570967B2 JPH0570967B2 JP60048151A JP4815185A JPH0570967B2 JP H0570967 B2 JPH0570967 B2 JP H0570967B2 JP 60048151 A JP60048151 A JP 60048151A JP 4815185 A JP4815185 A JP 4815185A JP H0570967 B2 JPH0570967 B2 JP H0570967B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fet
- inductor
- field
- phase shifter
- effect transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電界効果トランジスタ(以下
FETと略称する)を制御素子として用いた半導
体移相器の小形化に関するものである。
FETと略称する)を制御素子として用いた半導
体移相器の小形化に関するものである。
第4図は、例えば、IEEE MMIC Symposium
(1984年)P11〜13に発表された従来の半導体移
相器の構成を示す等価回路図である。同図におい
て、入力端子1には、キヤパシタ2を介して第
1FET3のソース電極が接続され、またインダク
タ4を介して第2FET5のソース電極が接続され
ている。ここで、FETにおけるドレイン電極お
よびソース電極の区別は重要でないため、便宜上
から入出力端子に近い側の電極をソース電極と
し、以下の説明においても同様とする。第1FET
3のドレイン電極には第3FET6、第4FET7の
ソース電極が接続され、第3FET6のドレイン電
極は接地され、第4FET7のドレイン電極はキヤ
パシタ2を介して出力端子8に接続されている。
(1984年)P11〜13に発表された従来の半導体移
相器の構成を示す等価回路図である。同図におい
て、入力端子1には、キヤパシタ2を介して第
1FET3のソース電極が接続され、またインダク
タ4を介して第2FET5のソース電極が接続され
ている。ここで、FETにおけるドレイン電極お
よびソース電極の区別は重要でないため、便宜上
から入出力端子に近い側の電極をソース電極と
し、以下の説明においても同様とする。第1FET
3のドレイン電極には第3FET6、第4FET7の
ソース電極が接続され、第3FET6のドレイン電
極は接地され、第4FET7のドレイン電極はキヤ
パシタ2を介して出力端子8に接続されている。
また、第2FET5のドレイン電極には第5FET
9、第6FET10のソース電極が接続され、第
5FET9のドレイン電極は接地され、第6FET1
0のドレイン電極はインダクタ4を介して出力端
子に接続されている。
9、第6FET10のソース電極が接続され、第
5FET9のドレイン電極は接地され、第6FET1
0のドレイン電極はインダクタ4を介して出力端
子に接続されている。
また、第3FET6のソース電極とドレイン電極
間にはインダクタ11が並列接続され、第2FET
5、第5FET9のソース電極とドレイン電極間に
はインダクタ12が並列接続されている。
間にはインダクタ11が並列接続され、第2FET
5、第5FET9のソース電極とドレイン電極間に
はインダクタ12が並列接続されている。
このほかには、各FETのゲート電極にバイア
スを引火するための回路が必要であるが、ここで
は表示を省略している。
スを引火するための回路が必要であるが、ここで
は表示を省略している。
従来の半導体移相器は上記のように構成され、
以下に述べるFETのゲート電極へのバイアス印
加方法により、デイジタル形の半導体移相器とな
る。
以下に述べるFETのゲート電極へのバイアス印
加方法により、デイジタル形の半導体移相器とな
る。
第5図は、ゲート電極に印加するバイアスを変
えた場合のFETの等価回路であつて、第5図a
はゲート電極を接地電位とした場合であつて、
FETのON状態と呼ぶ。第5図bはゲート電極に
ピンチオフ電圧を印加した場合であつて、FET
のOFF状態と呼ぶ。FETがON状態である場合、
FETは低抵抗素子となる。一方、FETがOFF状
態である場合、FETはキヤパシタとなる。
えた場合のFETの等価回路であつて、第5図a
はゲート電極を接地電位とした場合であつて、
FETのON状態と呼ぶ。第5図bはゲート電極に
ピンチオフ電圧を印加した場合であつて、FET
のOFF状態と呼ぶ。FETがON状態である場合、
FETは低抵抗素子となる。一方、FETがOFF状
態である場合、FETはキヤパシタとなる。
このようなFETの特性を利用し、OFF状態の
FETをフイルタ回路の一部として用いることに
より、この種の半導体移相器はHigh Pass−Low
Pass形移相器として動作する。以下、FETのゲ
ート電極に印加するバイアスを変えた場合の半導
体移相器等価回路の変化および位相変化について
述べる。
FETをフイルタ回路の一部として用いることに
より、この種の半導体移相器はHigh Pass−Low
Pass形移相器として動作する。以下、FETのゲ
ート電極に印加するバイアスを変えた場合の半導
体移相器等価回路の変化および位相変化について
述べる。
第6図aは第4図に示す回路に於ける第1FET
3、第4FET7、第5FET9の各ゲート電極にピ
ンチオフ電圧を印加してOFF状態とし、第2FET
4、第3FET6、第6FET10の各ゲート電極を
接地電位としてON状態とした場合の等価回路で
ある。この場合、第1FET3、第4FET7はキヤ
パシタC2として、また第5FET9はキヤパシタC3
として表わされ、第2FET4、第3FET6、第
6FET10はそれぞれ抵抗rとして表わされる。
3、第4FET7、第5FET9の各ゲート電極にピ
ンチオフ電圧を印加してOFF状態とし、第2FET
4、第3FET6、第6FET10の各ゲート電極を
接地電位としてON状態とした場合の等価回路で
ある。この場合、第1FET3、第4FET7はキヤ
パシタC2として、また第5FET9はキヤパシタC3
として表わされ、第2FET4、第3FET6、第
6FET10はそれぞれ抵抗rとして表わされる。
ここで、抵抗rの値が、インダクタ11、イン
ダクタ12の呈するインピーダンスより十分小さ
いことを考慮して、第6図aは第6図bのように
書き直すことができる。そして、この第6図bに
示す等価回路は低域通過形フイルタとなることを
表わしており、通過位相は直結した場合に比べ遅
れ位相となる。
ダクタ12の呈するインピーダンスより十分小さ
いことを考慮して、第6図aは第6図bのように
書き直すことができる。そして、この第6図bに
示す等価回路は低域通過形フイルタとなることを
表わしており、通過位相は直結した場合に比べ遅
れ位相となる。
一方、第7図aは第2FET4、第3FET6、第
6FET10の各ゲート電極にピンチオフ電圧を印
加してFETをOFF状態とし、他のFETのゲート
電極を接地電位としてFETをON状態とした場合
の等価回路である。この場合、第2FET4、第
6FET10はキヤパシタC5として、また第3FET
6はキヤパシタC4として表わされる。また他の
FETは抵抗rで表わされる。抵抗rの値が、キ
ヤパシタ12およびインダクタ4の呈するインピ
ーダンスより十分小さいことを考慮して、第7図
aは第7図bのように書き直すことができる。
6FET10の各ゲート電極にピンチオフ電圧を印
加してFETをOFF状態とし、他のFETのゲート
電極を接地電位としてFETをON状態とした場合
の等価回路である。この場合、第2FET4、第
6FET10はキヤパシタC5として、また第3FET
6はキヤパシタC4として表わされる。また他の
FETは抵抗rで表わされる。抵抗rの値が、キ
ヤパシタ12およびインダクタ4の呈するインピ
ーダンスより十分小さいことを考慮して、第7図
aは第7図bのように書き直すことができる。
第7図bの等価回路に於いて、インダクタ12
とキヤパシタC5、インダクタ11とキヤパシタ
C4の並列共振周波数より低い周波数に対しては、
高域通過形フイルタとなることを表わしている。
そして、通過位相は直結した場合に比べて進み位
相となる。
とキヤパシタC5、インダクタ11とキヤパシタ
C4の並列共振周波数より低い周波数に対しては、
高域通過形フイルタとなることを表わしている。
そして、通過位相は直結した場合に比べて進み位
相となる。
すなわち、この種の半導体移相器に於いては、
第1FET3、第4FET7、第5FET9の各ゲート
電極に印加するバイアスと第2FET4、第3FET
6、第6FET10の各ゲート電極に印加するバイ
アスを0Vとピンチオフ電圧とに交互に切り換え
ることにより、通過位相を進み、遅れと変えるこ
とができ、これに伴なつてデイジタル移相器が実
現できることになる。
第1FET3、第4FET7、第5FET9の各ゲート
電極に印加するバイアスと第2FET4、第3FET
6、第6FET10の各ゲート電極に印加するバイ
アスを0Vとピンチオフ電圧とに交互に切り換え
ることにより、通過位相を進み、遅れと変えるこ
とができ、これに伴なつてデイジタル移相器が実
現できることになる。
しかし、上記従来の半導体移相器に於いては、
6個のFETと、5個のインダクタと、2個のキ
ヤパシタが必要であり、回路構成が複雑で回路素
子が多いために小形化が困難となる問題を有して
いる。
6個のFETと、5個のインダクタと、2個のキ
ヤパシタが必要であり、回路構成が複雑で回路素
子が多いために小形化が困難となる問題を有して
いる。
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたものであつて、回路構成を簡単にしかつ
FET、インダクタの使用数を少なくするととも
に、小形の半導体移相器を得ることを目的とする
ものである。
されたものであつて、回路構成を簡単にしかつ
FET、インダクタの使用数を少なくするととも
に、小形の半導体移相器を得ることを目的とする
ものである。
従つて、この発明による半導体移相器は、同一
の線路に接続されるFETのソース電極を共通に
することによつて、移相器を小形化するものであ
る。
の線路に接続されるFETのソース電極を共通に
することによつて、移相器を小形化するものであ
る。
よつて、この発明による半導体移相器に於いて
は、4個のFETと3個のインダクタンスを用い
て低域通過形フイルタおよび高域通過形フイルタ
が実現されて、所望の移相量が得られることか
ら、全体として極めて小さなものとなる。
は、4個のFETと3個のインダクタンスを用い
て低域通過形フイルタおよび高域通過形フイルタ
が実現されて、所望の移相量が得られることか
ら、全体として極めて小さなものとなる。
〔実施例〕
第1図は、この発明による半導体移相器の一実
施例を示す斜視図である。同図において、13は
半導体基板であつて、その下面側には地導体14
が設けられている。15は入力線路であつて、こ
の入力線路15には前記半導体基板13に形成さ
れた第1FET16および第2FET17が各ソース
電極を共有して接続されている。また、第1FET
16のドレイン電極には、第1ループインダクタ
ンス18の一端が接続され、第1ループインダク
タ18の他端は第3FET19のドレイン電極に接
続されている。第3FET19のソース電極は出力
線路21に接続され、第3FET19とソース電極
を共有して第4FET20が接続されている。第
2FET17、第4FET20のドレイン電極にはそ
れぞれ第2ループインダクタ22の一端が接続さ
れている。また、第2ループインダクタ22の他
端は、接地端子23およびスルーホール24を介
して接地されている。そして、各FETのゲート
電極には、高インピーダンス線路25とキヤパシ
タ26から成るバイアス回路27が接続されてい
る。
施例を示す斜視図である。同図において、13は
半導体基板であつて、その下面側には地導体14
が設けられている。15は入力線路であつて、こ
の入力線路15には前記半導体基板13に形成さ
れた第1FET16および第2FET17が各ソース
電極を共有して接続されている。また、第1FET
16のドレイン電極には、第1ループインダクタ
ンス18の一端が接続され、第1ループインダク
タ18の他端は第3FET19のドレイン電極に接
続されている。第3FET19のソース電極は出力
線路21に接続され、第3FET19とソース電極
を共有して第4FET20が接続されている。第
2FET17、第4FET20のドレイン電極にはそ
れぞれ第2ループインダクタ22の一端が接続さ
れている。また、第2ループインダクタ22の他
端は、接地端子23およびスルーホール24を介
して接地されている。そして、各FETのゲート
電極には、高インピーダンス線路25とキヤパシ
タ26から成るバイアス回路27が接続されてい
る。
このように構成された半導体移相器において、
第1FET16と第3FET19のゲート電極を接地
電位とし、第2FET17と第4FET20のゲート
電極にピンチオフ電圧を印加した場合の等価回路
を第2図aに示す。ここで、第2FET17、第
4FET20はキヤパシタCbとして、また第1FET
16、第3FET19は抵抗rとして表わされてい
る。また、第1インダクタ用線路18、第2イン
ダクタ用線路22はそれぞれインダクタLa、イ
ンダクタLbと表わされている。そして、キヤパ
シタCbとインダクタLbの直列共振周波数より低
い周波数においては、第2図aに示す回路は第2
図bに示す低域通過形フイルタとなる。この場合
の通過位相は、次式であらわされる。
第1FET16と第3FET19のゲート電極を接地
電位とし、第2FET17と第4FET20のゲート
電極にピンチオフ電圧を印加した場合の等価回路
を第2図aに示す。ここで、第2FET17、第
4FET20はキヤパシタCbとして、また第1FET
16、第3FET19は抵抗rとして表わされてい
る。また、第1インダクタ用線路18、第2イン
ダクタ用線路22はそれぞれインダクタLa、イ
ンダクタLbと表わされている。そして、キヤパ
シタCbとインダクタLbの直列共振周波数より低
い周波数においては、第2図aに示す回路は第2
図bに示す低域通過形フイルタとなる。この場合
の通過位相は、次式であらわされる。
θL=−tan-1(X1+2B1−B1 2X1/2−2X1B1)
なお、X1はLaが呈する規格化リアクタンス値、
B1はCbとLbの直列回路が呈する規格化サセプタ
ンス値である。X1,B1は入出力線路の特性イン
ピーダンスZ0で規格化されている。
B1はCbとLbの直列回路が呈する規格化サセプタ
ンス値である。X1,B1は入出力線路の特性イン
ピーダンスZ0で規格化されている。
ここで、所要の周波数においてX11とする
インダクタLaが実現できる。また、後述の条件
により決定されるインダクタLbに対してB1X1/2
とするキヤパシタCbが実現できる。
インダクタLaが実現できる。また、後述の条件
により決定されるインダクタLbに対してB1X1/2
とするキヤパシタCbが実現できる。
よつて上式の分子、分母はともに正となり、θL
は遅れ位相となる。
は遅れ位相となる。
一方、第1FET16と第3FET19のゲート電
極にピンチオフ電圧を印加し、第2FET17と第
4FET20のゲート電極を接地電位とした場合の
等価回路を第3図aに示す。ここで、第1FET1
6、第3FET19はキヤパシタCaによつて、また
第2FET17、第4FET20は抵抗rによつて表
わされている。
極にピンチオフ電圧を印加し、第2FET17と第
4FET20のゲート電極を接地電位とした場合の
等価回路を第3図aに示す。ここで、第1FET1
6、第3FET19はキヤパシタCaによつて、また
第2FET17、第4FET20は抵抗rによつて表
わされている。
LaとCaの直列共振周波数より低い周波数にお
いては、第3図aの等価回路は第3図bのように
表わすことができる。そして、この第3図bは高
域通過形フイルタであり、通過位相は次式で表わ
される。
いては、第3図aの等価回路は第3図bのように
表わすことができる。そして、この第3図bは高
域通過形フイルタであり、通過位相は次式で表わ
される。
θH=−tan-1(X2+2B2−B2 2X2/2−2X2B2)
上式中、X2はインダクタLaとキヤパシタCaの
直列回路が呈する規格化リアクタンス値、B2は
インダクタLbが呈する規格化サセプタンス値で
ある。
直列回路が呈する規格化リアクタンス値、B2は
インダクタLbが呈する規格化サセプタンス値で
ある。
ここで、先にX11とするように決定したイ
ンダクタLaを用いて、X2−1とするキヤパシ
タCaが実現できる。
ンダクタLaを用いて、X2−1とするキヤパシ
タCaが実現できる。
また、B2X2/2とするインダクタLbが、B1
X1/2とするようにして実現できる。
X1/2とするようにして実現できる。
よつて、上式の分子は負、分母は正となりθHは
進み位相となる。
進み位相となる。
従つて、第1FET16、第3FET19と第
2FET17、第4FET20の各ゲート電極に印加
するバイアスを接地電位およびピンチオフ電圧と
切り換えることにより、位相を遅れ、進みと切り
換えることができ、移相量θS:θS=θH−θLのデイ
ジタル移相器が実現される。
2FET17、第4FET20の各ゲート電極に印加
するバイアスを接地電位およびピンチオフ電圧と
切り換えることにより、位相を遅れ、進みと切り
換えることができ、移相量θS:θS=θH−θLのデイ
ジタル移相器が実現される。
ところで、上記説明では、インダクタLa,Lb
を実現するための手段としてループインダクタを
用いる場合について示したが、これに限らず、ス
パイラルインダクタあるいはインダクタ用線路を
用いることができることは言うまでもない。
を実現するための手段としてループインダクタを
用いる場合について示したが、これに限らず、ス
パイラルインダクタあるいはインダクタ用線路を
用いることができることは言うまでもない。
この発明は以上説明したように、4個のFET
と3個のインダクタを用い、OFF状態のFETを
フイルタ回路の一部として用い、さらに同一の線
路に接続した2個のFETのドレインを共通にす
るものであることから、部品数の減少とあいまつ
て半導体移相器の小形化が実現される優れた効果
を有する。
と3個のインダクタを用い、OFF状態のFETを
フイルタ回路の一部として用い、さらに同一の線
路に接続した2個のFETのドレインを共通にす
るものであることから、部品数の減少とあいまつ
て半導体移相器の小形化が実現される優れた効果
を有する。
第1図はこの発明による半導体移相器の一実施
例を示す斜視図、第2図、第3図は第1図に示す
この発明による半導体移相器の動作を説明するた
めの等価回路図、第4図は従来の半導体移相器の
構成を示す等価回路図、第5図は電界効果トラン
ジスタの等価回路図、第6図、第7図は従来の半
導体移相器の動作を説明するための等価回路図で
ある。 13は半導体基板 、14は地導体、15は入力線路、16は第
1FET、17は第2FET、18は第1ループイン
ダクタ、19は第3FET、20は第4FET、21
は出力線路、22は第2ループインダクタ、23
は接地端子、24はスルーホール、25は高イン
ピーダンス線路、26はキヤパシタ、27はバイ
アス回路。なお、各図中同一符号は同一または相
当部分を示す。
例を示す斜視図、第2図、第3図は第1図に示す
この発明による半導体移相器の動作を説明するた
めの等価回路図、第4図は従来の半導体移相器の
構成を示す等価回路図、第5図は電界効果トラン
ジスタの等価回路図、第6図、第7図は従来の半
導体移相器の動作を説明するための等価回路図で
ある。 13は半導体基板 、14は地導体、15は入力線路、16は第
1FET、17は第2FET、18は第1ループイン
ダクタ、19は第3FET、20は第4FET、21
は出力線路、22は第2ループインダクタ、23
は接地端子、24はスルーホール、25は高イン
ピーダンス線路、26はキヤパシタ、27はバイ
アス回路。なお、各図中同一符号は同一または相
当部分を示す。
Claims (1)
- 1 半導体基板上に形成されたマイクロストリツ
プ線路からなる入力線路および出力線路と、前記
半導体基板上の前記入力線路に接続されたソース
電極を共有化して形成された第1電解効果トラン
ジスタおよび第2電解効果トランジスタと、前記
半導体基板上の前記出力線路に接続されたソース
電極を共有化して形成された第3電解効果トラン
ジスタおよび第4電解効果トランジスタと、前記
半導体基板上に形成されて前記第1電解効果トラ
ンジスタのドレイン電極と第3電解効果トランジ
スタのドレイン電極間に接続された第1インダク
タンス素子と、前記半導体基板上に形成されて前
記第2電解効果トランジスタおよび第4電解効果
トランジスタのドレイン電極と接地間にそれぞれ
接続された第2インダクタンス素子とを備え、前
記第1〜第4電解効果トランジスタのゲート電極
にはバイアス電圧が印加されることを特徴とする
半導体移相器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4815185A JPS61208307A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 半導体移相器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4815185A JPS61208307A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 半導体移相器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208307A JPS61208307A (ja) | 1986-09-16 |
| JPH0570967B2 true JPH0570967B2 (ja) | 1993-10-06 |
Family
ID=12795359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4815185A Granted JPS61208307A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 半導体移相器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61208307A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5317290A (en) * | 1987-10-19 | 1994-05-31 | General Electric Company | MMIC (monolithic microwave integrated circuit) switchable bidirectional phase shift network |
| JPH0352301A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-06 | Fujitsu Ltd | マイクロ波用スイッチ |
| JP2869288B2 (ja) * | 1992-06-19 | 1999-03-10 | 三菱電機株式会社 | ローデットライン型移相器 |
| JP3087844B2 (ja) * | 1997-12-26 | 2000-09-11 | 日本電気株式会社 | 半導体移相器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918416A (ja) * | 1972-06-12 | 1974-02-18 | ||
| JPS59149702U (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-06 | 三菱電機株式会社 | 半導体移相器 |
| JPS59196603A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体移相器 |
-
1985
- 1985-03-13 JP JP4815185A patent/JPS61208307A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61208307A (ja) | 1986-09-16 |
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