JPH06334438A

JPH06334438A - マイクロ波発振器

Info

Publication number: JPH06334438A
Application number: JP12371693A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kawasaki; 義博河▲崎▼; Yoji Ohashi; 洋二大橋; Tamio Saito; 民雄斉藤; Kazuo Shirakawa; 和雄白川; Toshihiro Shimura; 利宏志村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-05-26
Filing date: 1993-05-26
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】ＭＭＩＣ化したマイクロ波帯やミリ波帯用の
マイクロ波発振器に関し、発振周波数を広範囲にわたり
調整可能とする。【構成】ゲート電極Ｇとソース電極Ｓとドレイン電極
Ｄとを有するＦＥＴ等の発振素子１と、ショットキーバ
リアダイオード２と、第１，第２のキャパシタ３，４
と、誘導性ライン５と、整合回路６とを、Ｓｉ，ＧａＡ
ｓ等の半導体基板に形成し、ゲート電極Ｇに整合回路６
を介して出力端子を接続し、誘導性ライン５とショット
キーバリアダイオード２との並列回路を、ソース電極Ｓ
又はドレイン電極Ｄに接続し、誘導性ライン５のインダ
クタンス成分とショットキーバリアダイオード２の容量
成分とにより並列共振回路を構成し、ショットキーバリ
アダイオード２に周波数調整用の電圧Ｖｃを印加して、
容量成分を変化させることにより発振周波数を調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モノリシック・マイク
ロ波集積回路（ＭＭＩＣ）により構成され、マイクロ波
帯やミリ波帯に於いて発振するマイクロ波発振器に関す
る。マイクロ波帯やミリ波帯用の発振器をＭＭＩＣ化す
ることにより、小型化が可能となると共に大量生産が可
能となる。その場合に、製作誤差等に基づく発振周波数
の調整や使用状態に於ける発振周波数の変更等に対処で
きるように、発振周波数を簡単に調整可能とすることが
要望されている。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波帯やミリ波帯用のマイクロ波
発振器の発振素子として、電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）や高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）が用いら
れており、例えば、発振波長をλとすると、λ／２の長
さの一端開放の共振ラインを発振素子のドレインに接続
し、ゲートに整合回路を介して出力端子を接続し、仮想
ドレイン接地型とした構成が知られている。この場合の
発振周波数は、約λ／２の長さの共振ラインによって主
に定まるものである。従って、共振ラインの長さを調整
することが極めて困難であるから、発振周波数の調整は
困難である。

【０００３】又誘電体共振器を用いたマイクロ波発振器
も知られており、例えば、ＦＥＴのゲートにストリップ
ラインを接続し、このストリップラインに誘電体共振器
を結合させた構成を有し、ＦＥＴのゲート及びソースを
高周波的にショート状態とし、ドレインを高周波的にオ
ープン状態として発振させるものであり、ストリップラ
インのゲートからの約λ／４の位置に誘電体共振器を結
合させ、その結合位置を調整すれば、発振周波数を変更
することができる。

【０００４】しかし、マイクロ波発振器に於ける誘電体
共振器は微小な寸法となるから、この誘電体共振器の位
置を変更することは非常に困難となる。そこで、この誘
電体共振器の位置を固定した状態で発振周波数を変更す
る構成が提案されている。例えば、特開平４−２４２３
０６号公報に示された構成は、自己発振型の周波数変換
器であるが、第１，第２のＦＥＴを直列に接続し、第１
のＦＥＴのゲートにストリップラインを接続し、そのス
トリップラインに誘電体共振器を結合し、第１のＦＥＴ
のドレイン又はソースにバラクタダイオードを接続し、
第２のＦＥＴのゲートに周波数変換すべき信号を入力す
るものである。

【０００５】発振周波数は、ストリップラインと誘電体
共振器との結合位置を固定した状態で、バラクタダイオ
ードに印加する電圧を調整して、第１のＦＥＴのドレイ
ン又はソースの位相回りを変化させるもので、それによ
って、発振条件が変化することによって、発振周波数を
変化させることができるものである

【０００６】又特開平４−２５６２０６号公報に示され
た構成は、ＭＭＩＣ（モノリシック・マイクロ波集積回
路）化した帰還増幅型発振器を示し、帰還経路のダイオ
ードの容量成分を印加電圧によって調整し、発振周波数
を変化させるものである。又外部負荷と結合する結合容
量をバラクタダイオードによって構成し、その印加電圧
を調整して、結合容量を最適化できるようにしたもので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】マイクロ波帯やミリ波
帯の発振周波数を得る為のマイクロ波発振器を、ＭＭＩ
Ｃ（Ｍonolithic Ｍicrowave Ｉntegrated Ｃircuit）
化することにより、小型化並びに大量生産化を可能とす
ることができる。その場合に、前述の従来例のように、
終端開放の共振ラインを用いた構成に於いては、その長
さを調整できないから、発振素子のバイアス電圧を調整
して発振周波数を調整することになる。しかし、その発
振周波数の調整範囲は狭いものである。例えば、６０Ｇ
Ｈｚ帯発振器に於いては、バイアス電圧の調整による発
振周波数の可変範囲は２００ＭＨｚ程度に過ぎないもの
である。

【０００８】又誘電体共振器を用いたマイクロ波発振器
に於いては、誘電体共振器が微小寸法となると共に、Ｇ
ａＡｓ等の半導体基板上のストリップラインに対して、
所定位置に正確に取付ける必要があり、高精度の組立て
を行う為にコストアップとなる欠点がある。

【０００９】又バラクタダイオードを用いたマイクロ波
発振器は、同一半導体基板上に、ＦＥＴやＨＥＭＴ等の
発振素子を形成するプロセスと異なるプロセスでバラク
タダイオードを製作することになり、ＭＭＩＣ化する場
合に、コストアップとなる問題がある。本発明は、経済
的な構成によりマイクロ波帯やミリ波帯に於ける発振周
波数を広範囲に調整可能とすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波発振
器は、図１を参照して説明すると、ゲート電極Ｇとソー
ス電極Ｓとドレイン電極Ｄとを有するＦＥＴ等の発振素
子１と、ショットキーバリアダイオード２と、第１，第
２のキャパシタと、誘導性ライン５と、整合回路６とを
半導体基板上に形成し、ゲート電極Ｇと発振信号の出力
端子との間に整合回路６を接続し、誘導性ライン５とシ
ョットキーバリアダイオード２とを含む並列回路を、発
振素子１のソース電極Ｓ又はドイレン電極Ｄに接続し、
ショットキーバリアダイオード２に周波数調整用の電圧
を印加する為の端子を接続した構成とする。

【００１１】又発振素子１のドレイン電極Ｄを第２のキ
ャパシタ４を介して交流的に接地し、ソース電極Ｓを誘
導性ライン５を介して直流的に接地し、第１のキャパシ
タ３とショットキーバリアダイオード２とを直列に接続
して、誘導性ライン５に並列に接続し、ショットキーバ
リアダイオード２に周波数調整用の電圧を印加する端子
を接続することができる。

【００１２】又発振素子１のソース電極Ｓを直流的に接
地し、ドレイン電極Ｄと接地との間に、ショットキーバ
リアダイオード２と第１のキャパシタ３との直列回路
と、誘導性ライン５と第２のキャパシタ４との直列回路
とを接続し、且つショットキーバリアダイオード２に周
波数調整用の電圧を印加する端子を接続することができ
る。

【００１３】

【作用】発振素子１のソース電極Ｓ又はドレイン電極Ｄ
に接続したショットキーバリアダイオード２と誘導性ラ
イン５との並列回路は、ショットキーバリアダイオード
２の容量成分と誘導性ライン５のインダクタンス成分と
による並列共振回路を構成することになり、そのショッ
トキーバリアダイオード２の容量成分は、周波数調整用
の電圧を印加することにより、或る電圧範囲内では、ほ
ぼ直線的に変化するから、誘導性ライン５等の製作上の
誤差や使用中に於ける要望等に従って、所望の発振周波
数を容易に得ることができる。又ショットキーバリアダ
イオード２は、ＦＥＴ等の発振素子１と同一のプロセス
によって製作することができる。

【００１４】又ドレイン電極Ｄを第２キャパシタ４によ
って交流的に接地し、直流的には非接地の状態として正
極性のドレイン電圧を印加し、ゲート電極Ｇに整合回路
６を介してゲートバイアス電圧を印加し、ソース電極Ｓ
と接地との間に、第１のキャパシタ３とショットキーバ
リアダイオード２との直列回路と並列に誘導性ライン５
を接続し、ショットキーバリアダイオード２の容量成分
と誘導性ライン５のインダクタンス成分とによる並列共
振回路を形成し、ソース接地型のマイクロ波発振器を構
成している。そして、ショットキーバリアダイオード２
に周波数調整用の電圧を印加してその容量成分を変更す
ることによって、発振周波数を所望の値に調整すること
ができる。

【００１５】又ソース電極Ｓを直接的に接地し、ドレイ
ン電極Ｄと接地との間に、ショットキーバリアダイオー
ド２と第１のキャパシタ３との直列回路と、誘導性ライ
ン５と第２のキャパシタ４との直列回路とを接続するこ
とにより、ショットキーバリアダイオード２の容量成分
と誘導性ライン５のインダクタンス成分とによる並列共
振回路を形成し、ドレイン電極Ｄに負極性のドレイン電
圧を印加し、且つゲート電極Ｇに整合回路６を介してゲ
ートバイアス電圧を印加することにより、ドレイン仮想
接地型のマイクロ波発振器を構成し、ショットキーバリ
アダイオード２に周波数調整用の電圧を印加してその容
量成分を変更することにより、発振周波数を所望の値に
調整することができる。

【００１６】

【実施例】図２は本発明の実施例の回路図であり、１１
はＦＥＴ又はＨＥＭＴ等のマイクロ波帯やミリ波帯用の
発振素子、Ｇはゲート電極、Ｄはドレイン電極、Ｓはソ
ース電極、１２はショットキーバリアダイオード（Ｓch
ottky Ｂarrier Ｄiode）、Ｃｓは容量成分、Ｒｓは抵
抗成分、１３，１４はＭＩＭ（Ｍetal−Ｉnsulator−Ｍ
etal）キャパシタ、１５は並列共振回路を構成する為の
誘導性ライン、１６は整合回路、１７〜２２はλ／４の
長さの高インピーダンスライン、２３は出力端子、２４
はドレインＤに電圧Ｖｄｓを印加する為の端子、２５は
周波数調整用の電圧Ｖｃを印加する為の端子、２６はゲ
ートバイアス電圧Ｖｇｓを印加する為の端子である。

【００１７】この実施例の回路図はソース接地型のマイ
クロ波発振器を示し、ドレイン電極Ｄは第２のキャパシ
タであるＭＩＭキャパシタ１４を介して交流的に接地さ
れ、又ソース電極Ｓは誘導性ライン１５を介して直流的
に接地される。又ショットキーバリアダイオード１２の
オーミック接触電極がソース電極Ｓに接続され、ショッ
トキー接触電極が第１のキャパシタであるＭＩＭキャパ
シタ１３に接続され、誘導性ライン１５とショットキー
ダイオード１２の容量成分Ｃｓとによって並列共振回路
が形成される。

【００１８】又高インピーダンスライン１７〜２２は、
波長λに対してλ／４の長さに選定されたストリップラ
インにより構成され、その中のライン２０〜２２は、扇
形形状として広帯域にわたり開放端の特性が得られるよ
うに構成されている。又整合回路１６は、一端を開放し
たインダクタンススタブや一端を接地した容量スタブ等
を組合せて構成されている。

【００１９】発振素子１１のドレイン電極Ｄに、端子２
４から正極性の電圧Ｖｄｓ（例えば、＋３Ｖ）を高イン
ピーダンスライン１８を介して印加し、ゲート電極Ｇ
に、端子２６からゲートバイアス電圧Ｖｇｓ（例えば、
＋０．４Ｖ〜−０．６Ｖ）を高インピーダンスライン１
７と整合回路１６とを介して印加して、発振素子１１を
動作状態とすると、並列共振回路の共振周波数に於いて
は、発振素子１１のソース電極Ｓは高周波的にはオープ
ンの状態となり、ＭＩＭキャパシタ１４を介して接地さ
れたドレイン電極Ｄはショートの状態となる。そして、
整合回路１６を最適化すると、ゲート電極Ｇから出力端
子２３にマイクロ波又はミリ波の発振信号を出力するこ
とができる。

【００２０】又並列共振回路を構成するショットキーバ
リアダイオード１２の容量成分Ｃｓは、端子２５から高
インピーダンスライン１９を介して印加する周波数調整
用の電圧Ｖｃによって変化するから、並列共振回路の共
振周波数が変化し、従って、発振周波数を電圧Ｖｃによ
って調整することができる。

【００２１】図３は本発明の第１の実施例の概略パター
ン説明図であり、１１−１は発振素子１１のゲート電
極、１１−２はソース電極、１１−３はドレイン電極、
１２−１はショットキーバリアダイオード１２のショッ
トキー接触電極、１２−２はオーミック接触電極、１３
−１はＭＩＭキャパシタ１３の上部電極、１３−２は下
部電極、１３−３は誘電体、１４−１はＭＩＭキャパシ
タ１４の上部電極、１４−２は下部電極、１４−３は誘
電体、１５−１は誘導性ラインの一つのスパイラルライ
ン、１６−１は整合回路を示す、

【００２２】半導体基板は、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＡｌＧａ
Ａｓ／ＧａＡｓ或いは他の化合物半導体等により構成す
ることができ、その半導体基板上に、ＦＥＴやＨＥＭＴ
等の発振素子１１と、ショットキーバリアダイオード１
２と、第１，第２のキャパシタ３，４に相当するＭＩＭ
キャパシタ１３，１４と、誘導性ライン５に相当するス
パイラルライン１５−１と、整合回路１６−１とを形成
する。

【００２３】その場合に、発振素子１１のゲート電極１
１−１と、ショットキーバリアダイオード１２のショッ
トキー接触電極１２−１とは、同一の半導体製造プロセ
スにより形成することができ、又ソース電極１１−２と
ドレイン電極１１−３と、ショットキーバリアダイオー
ド１２のオーミック接触電極１２−２とは、同一の半導
体製造プロセスにより形成することができる。又各電極
のフィンガー数を更に多くすることも勿論可能であり、
又ゲート電極１１−１の両外側に分離して図示したソー
ス電極１１−２は、相互に、例えば、エア・ブリッジを
用いて接続することができる。

【００２４】又ＭＩＭキャパシタ１３，１４は、半導体
基板上の下部電極１３−２，１４−２と誘電体１３−
３，１４−３と上部電極１３−１，１４−１とにより構
成されており、ＭＩＭキャパシタ１３の上部電極１３−
１と、ショットキーバリアダイオード１２のショットキ
ー接触電極１２−１と、周波数調整用の電圧を印加する
為の図示を省略した端子とを接続し、その下部電極１３
−２とスパイラルライン１５−１の一端とを接続し、そ
の他端と、ショットキーバリアダイオード１２のオーミ
ック接触電極１２−２及び発振素子１１のソース電極１
１−２とを接続した構成とする。なお、スパイラルライ
ン１５−１の交差するラインは、例えば、エアーブリッ
ジにより相互に絶縁するものである。

【００２５】又ＭＩＭキャパシタ１４の上部電極１４−
１と、発振素子１１のドレイン電極１１−３と、電圧Ｖ
ｄｓを印加する為の図示を省略した端子とを接続し、整
合回路１６−１と発振素子１１のゲート電極１１−１と
を接続した構成とし、又ＭＩＭキャパシタ１３，１４の
下部電極１３−２，１４−２は、半導体基板に形成した
ヴァイア・ホール（via hole）を介して半導体基板の接
地面を形成する電極と接続した構成とする。又ゲート電
極１１−１に整合回路１６−１を介してゲートバイアス
電圧Ｖｇｓが印加される。例えば、電圧Ｖｄｓを＋３Ｖ
とし、ゲートバイアス電圧Ｖｇｓを＋０．４Ｖ〜−０．
６Ｖに選定することができる。

【００２６】図４はＭＩＭキャパシタの説明図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ’線に沿った断面図を
示し、３１は半導体基板、３２は上部電極、３３は誘電
体、３４は下部電極、３５はヴァイア・ホール、３６は
接地電極である。Ｓｉ，ＧａＡｓ等の半導体基板３１に
ヴァイア・ホール３５を下面からエッチングにより形成
すると、半導体基板のエッチング異方性により、図示の
ようなテーパーを有する孔となる。又誘電体３３は、マ
イクロ波帯やミリ波帯に於ける誘電体損の小さい材料が
選択されて使用され、その厚さは、耐電圧特性や上部電
極３２と下部電極３３との対向面積及び誘電体の誘電率
と要求される容量等の関係により選択される。

【００２７】又ＭＩＭキャパシタの下部電極３４は、ヴ
ァイア・ホール３５内を含む接地電極３６と接続される
ことになり、従って、図２に示すように、発振素子１１
のドレインＤはＭＩＭキャパシタ１４を介して交流的に
接地され、又ショットキーバリアダイオード１２はＭＩ
Ｍキャパシタ１３を介して接地される。このＭＩＭキャ
パシタ１３は、周波数調整用の電圧Ｖｃをショットキー
バリアダイオード１２のショットキー接触電極１２−１
に印加する時の直流カット用となる。

【００２８】図５はショットキーバリアダイオードの容
量特性曲線図であり、電圧を印加しない時の容量を０．
１４ｐＦとした構成に於いて、ショットーバリアダイオ
ードに印加する電圧を−０．４Ｖ〜＋０．４Ｖに変化し
た時の容量の変化を示すものである。即ち、−０．２Ｖ
から＋０．４Ｖの間では、ほぼ直線的に容量が変化する
から、周波数調整用の電圧Ｖｃをショットキーバリアダ
イオード１２に印加することにより、並列共振回路の共
振周波数を変化させることができる。このショットキー
バリアダイオードの容量成分Ｃｓ及びその可変範囲は、
ショットキー接触電極１２−１（図３参照）の長さ，
幅，個数及びオーミック接触電極１２−２との間の間隔
等によって最適化した値に選定することができる。

【００２９】図６は並列共振回路の特性説明図であり、
ショットキーバリアダイオード１２の等価回路として、
図２に示すように、容量成分Ｃｓと抵抗成分Ｒｓとから
なる場合に、電圧Ｖｃ＝０Ｖとした時に、容量成分Ｃｓ
を０．０４６７ｐＦ、抵抗成分Ｒｓを４Ωとし、このシ
ョットキーバリアダイオード１２と並列共振回路を構成
する誘導性ライン１５のインダクタンスを０．１５ｎＨ
として、６０ＧＨｚの共振周波数とした時のＳパラメー
タのＳ₁₁，Ｓ₂₁を示す。図中５５，６０，６５は周波数
〔ＧＨｚ〕を示し、又Γは反射係数を示す。同図から判
るように、６０ＧＨｚの理想的並列共振回路の場合に於
いてＳ₁₁は最小、Ｓ₂₁は最大となる。

【００３０】図７はゲート側から発振素子側を見たＳ₁₁
の説明図であり、前述のショットキーバリアダイオード
１２と誘導性ライン１５との並列共振回路を発振素子１
１のソース電極１１−２と接地との間に接続し、ゲート
電極１１−１側から発振素子１１を見たＳパラメータの
Ｓ₁₁を示す。即ち、５０ＧＨｚ〜６７ＧＨｚに於いてＳ
₁₁＞１となり、ゲート電極１１−１に整合回路１６を接
続して、この整合回路１６を最適化することにより、５
０ＧＨｚ〜６７ＧＨｚの発振信号を出力する可能性があ
る。

【００３１】図８は周波数調整範囲の説明図であり、電
圧Ｖｃ＝０Ｖの時のショットキーバリアダイオード１２
の容量線分Ｃｓを０．０４６７ｐＦとし、誘導性ライン
１５のインダクタンスを０．１５ｎＨとした場合に、シ
ョットキーバリアダイオード１２に周波数調整用の電圧
を印加して、その容量成分Ｃｓを０．１〜０．０２５ｐ
Ｆに変化させた場合の発振器の出力端子に於けるＳパラ
メータＳ₁₁を示す。この場合、ＭＩＭキャパシタやヴァ
イア・ホール等の要素を無視している。

【００３２】ショットキーバリアダイオード１２の容量
成分Ｃｓを設計値の０．０４６７ｐＦとした時に、６０
ＧＨｚの発振周波数となる。又容量成分Ｃｓを０．１ｐ
Ｆとすると、５５．３ＧＨｚの発振周波数となり、容量
成分Ｃｓを０．０３ｐＦとすると、６２．３ＧＨｚの発
振周波数となる。即ち、ショットキーバリアダイオード
１２に周波数調整用の電圧Ｖｃを印加することにより、
その容量成分Ｃｓを変化させ、それによって、並列共振
周波数を変化させることができるから、マイクロ波発振
器の発振周波数を広範囲に調整することが可能となる。

【００３３】図９は周波数調整範囲の説明図であり、Ｍ
ＩＭキャパシタやヴァイア・ホール等の要素も考慮した
場合に、６０ＧＨｚの発振周波数を得る為に、ショット
キーバリアダイオード１２の容量成分Ｃｓを０．０４ｐ
Ｆとし、誘導性ライン１５のインダクタンスを０．１５
ｎＨとした場合に、ショットキーバリアダイオード１２
の容量成分Ｃｓを、０．０９ｐＦから０．０１ｐＦに変
化させた場合の周波数ＧＨｚとＳパラメータＳ₁₁とを示
す。

【００３４】ＳパラメータＳ₁₁は、２０ｄＢ以上あれば
良いのが一般的であるから、少なくとも５５ＧＨａ〜６
１ＧＨｚにわたる発振周波数の調整が可能となり、設計
発振周波数を６０ＧＨｚとすると、その１０％に相当す
る６ＧＨｚの周波数可変幅が得られる。

【００３５】図１０は並列共振回路の特性曲線図であ
り、図９の場合と同様に、ＭＩＭキャパシタやヴァイア
・ホール等の要素を考慮した場合であり、理想的な並列
共振回路の場合を示す図６と比較して、ＭＩＭキャパシ
タ，ヴァイア・ホール，各部の接続ライン等の寄生素子
成分によって、ＳパラメータのＳ₁₁，Ｓ₂₁は劣化するこ
とが判る。

【００３６】図１１は本発明の第２の実施例の概略パタ
ーン説明図であり、図３と同一符号は同一部分を示し、
１５−２は誘導性ライン１５を構成するミアンダ（mean
der)ラインである。なお、整合回路は図示を省略してい
る。ミアンダライン１５−２をＭＩＭキャパシタ１３の
下部電極１３−２と、ショットキーバリアダイオード１
２のオーミック接触電極１２−２との間に接続し、ミア
ンダライン１５−２のインダクタンスとショットキーバ
リアダイオード１２の容量成分Ｃｓとにより並列共振回
路を構成する。発振素子１１のゲート電極１１−１に図
示を省略した整合回路を介してゲートバイアス電圧Ｖｇ
ｓを印加し、ドレイン電極１１−３にドレイン電圧Ｖｄ
ｓを印加し、ショットキーバリアダイオード１２のショ
ットキー接触電極１２−１に周波数調整用の電圧Ｖｃを
印加する。この第２の実施例に於けるミアンダライン１
５−２は、スパイラルライン１５−１のように、交差部
分がないからパターンの形成が容易となる。

【００３７】図１２は本発明の第３の実施例の概略パタ
ーン説明図であり、図３と同一符号は同一部分を示し、
１５−３は誘導性ライン１５を構成する高インピーダン
スのストレートラインである。この実施例は、スパイラ
ルライン１５−１やミアンダライン１５−２よりも、所
望の発振周波数を得る為のインダクタンスが小さい場合
に相当する。このストレートライン１５−３のインダク
タンス成分とショットキーバリアダイオード１２の容量
成分Ｃｓとにより並列共振回路を構成することになり、
ストレートライン１５−３は、スパイラルライン１５−
１やミアンダライン１５−２に比較して簡単なパターン
構成となる。そして、図１１に示す場合と同様に、ゲー
ト電極１１−１にゲートバイアス電圧Ｖｇｓを印加し、
ドレイン電極１１−３にドレイン電圧Ｖｄｓを印加し、
ショットキー接触電極１２−１に周波数調整用の電圧Ｖ
ｃを印加する。

【００３８】図１３は本発明の第４の実施例の概略パタ
ーン説明図であり、ドレイン仮想接地型のマイクロ波発
振器を構成した場合に相当し、図３と同一符号は同一部
分を示す。この実施例に於いては、発振素子１１のソー
ス電極１１−２をＭＩＭキャパシタ１４の下部電極１４
−２に接続し、この下部電極１４−２が図示を省略した
ヴァイア・ホールにより接地されているから、ソース電
極１１−２は直流的に接地されることになる。即ち、Ｍ
ＩＭキャパシタ１４の接地する下部電極１４−２を利用
して発振素子１１のソース電極１１−２を接地すること
になる。

【００３９】又ドレイン電極１１−３をショットキーバ
リアダイオード１２のオーミック接触電極１２−２とス
パイラルライン１５−１の一端とに接続し、スパイラル
ライン１５−１の他端をＭＩＭキャパシタ１４の上部電
極１４−１に接続し、ショットキーバリアダイオード１
２のショットキー接触電極１２−１をＭＩＭキャパシタ
１３の上部電極１３−１と接続し、このＭＩＭキャパシ
タ１３の下部電極１３−２を図示を省略したヴァイア・
ホールにより接地する。

【００４０】従って、ドレイン電極１１−３に、ショッ
トキーバリアダイオード１２とＭＩＭキャパシタ１３と
の直列回路と、スパイラルライン１５−１とＭＩＭキャ
パシタ１４との直列回路とが接続され、ショットキーバ
リアダイオード１２の容量成分Ｃｓと、スパイラルライ
ン１５−１のインダクタンス成分とによる並列共振回路
が構成される。

【００４１】又ドレイン電極１１−３にドレイン電圧Ｖ
ｄｓがＭＩＭキャパシタ１４の上部電極１４−１とスパ
イラルライン１５−１とを介して印加され、ゲート電極
１１−１に図示を省略した整合回路を介してゲートバイ
アス電圧Ｖｇｓが印加され、ショットキーバリアダイオ
ード１２のショットキー接触電極１２−１に周波数調整
用の電圧ＶｃがＭＩＭキャパシタ１３の上部電極１３−
１を介して印加されて、発振動作が行われ、その発振周
波数は、電圧Ｖｃを調整することにより、所望の値に調
整することができる。

【００４２】図１４は本発明の第５の実施例の概略パタ
ーン説明図であり、図１１と図１３との符号と同一の符
号は同一部分を示す。この実施例は、図１３に示す実施
例に於けるスパイラルライン１５−１をミアンダライン
１５−２とした場合であり、このミアンダライン１５−
２とＭＩＭキャパシタ１４との直列回路と、ショットキ
ーバリアダイオード１２とＭＩＭキャパシタ１３との直
列回路とが、発振素子１１のドレイン電極１１−３に並
列に接続され、図１３に示す実施例と同様に、ショット
キーバリアダイオード１２の容量成分Ｃｓとミアンダラ
イン１５−２のインダクタンス成分とにより並列共振回
路が構成される。

【００４３】本発明は、前述の各実施例にのみ限定され
るものではなく、例えば、図１３及び図１４に示すスパ
イラルライン１５−１又はミアンダライン１５−２の代
わりに、図１２に示す実施例のようなストレートライン
１５−３を設けることも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ドレイ
ン電極Ｄ又はソース電極Ｓに、誘導性ライン５とショッ
トキーバリアダイオード２との並列回路を接続したもの
で、発振素子１のゲート電極Ｇと、ショットキーバリア
ダイオード２のショットキー接触電極とを同一のプロセ
スで製作可能であり、又発振素子１のドレイン電極Ｄ及
びソース電極Ｓと、ショットキーバリアダイオード２の
オーミック接触電極とを同一のプロセスで製作可能であ
るから、ＭＭＩＣ化マイクロ波発振器を経済的に製作可
能となる利点がある。

【００４５】更に、このショットキーバリアダイオード
２に印加する電圧Ｖｃによってその容量成分Ｃｓを変化
させ、それにより並列共振回路の共振周波数を変化さ
せ、マイクロ波帯又はミリ波帯に於ける発振周波数の可
変範囲を拡大できるから、製作誤差等による設計発振周
波数からのずれの補正や、使用中に於ける発振周波数の
変更等に対して容易に対処できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例の回路図である。

【図３】本発明の第１の実施例の概略パターン説明図で
ある。

【図４】ＭＩＭキャパシタの説明図である。

【図５】ショットキーバリアダイオードの容量特性曲線
図である。

【図６】並列共振回路の特性説明図である。

【図７】ゲート側から発振素子側を見たＳ₁₁の説明図で
ある。

【図８】周波数調整範囲の説明図である。

【図９】周波数調整範囲の説明図である。

【図１０】並列共振回路の特性説明図である。

【図１１】本発明の第２の実施例の概略パターン説明図
である。

【図１２】本発明の第３の実施例の概略パターン説明図
である。

【図１３】本発明の第４の実施例の概略パターン説明図
である。

【図１４】本発明の第５の実施例の概略パターン説明図
である。

【符号の説明】

１発振素子Ｇゲート電極Ｓソース電極Ｄドレイン電極２ショットキーバリアダイオード３第１のキャパシタ４第２のキャパシタ５誘導性ライン６整合回路

フロントページの続き (72)発明者白川和雄神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者志村利宏神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゲート電極（Ｇ）とソース電極（Ｓ）と
ドレイン電極（Ｄ）とを有する発振素子（１）と、ショ
ットキーバリアダイオード（２）と、第１，第２のキャ
パシタ（３），（４）と、誘導性ライン（５）と、整合
回路（６）とを半導体基板上に形成し、前記ゲート電極（Ｇ）と発振信号の出力端子との間に前
記整合回路（６）を接続し、前記誘導性ライン（５）と前記ショットキーバリアダイ
オード（２）とを含む並列回路を、前記発振素子（１）
の前記ソース電極（Ｓ）又は前記ドレイン電極（Ｄ）に
接続し、前記ショットキーバリアダイオード（２）に周波数調整
の電圧を印加する為の端子を接続したことを特徴とする
マイクロ波発振器。
【請求項２】前記発振素子（１）の前記ドレイン電極
（Ｄ）を前記第２のキャパシタ（４）を介して交流的に
接地し、前記ソース電極（Ｓ）を前記誘導性ライン
（５）を介して直流的に接地し、前記第１のキャパシタ
（３）と前記ショットキーバリアダイオード（２）とを
直列に接続して、前記誘導性ライン（５）に並列に接続
し、且つ前記ショットキーバリアダイオード（２）に周
波数調整用の電圧を印加する端子を接続したことを特徴
とする請求項１記載のマイクロ波発振器。
【請求項３】前記発振素子（１）の前記ソース電極
（Ｓ）を直流的に接地し、前記ドレイン電極（Ｄ）と接
地との間に、前記ショットキーバリアダイオード（２）
と前記第１のキャパシタ（３）との直列回路と、前記誘
導性ライン（５）と前記第２のキャパシタ（４）との直
列回路とを接続し、且つ前記ショットキーバリアダイオ
ード（２）に周波数調整用の電圧を印加する端子を接続
したことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波発振
器。