JPH0666584B2 - モノリシツクマイクロ波ｆｅｔ発振器 - Google Patents
モノリシツクマイクロ波ｆｅｔ発振器Info
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- JPH0666584B2 JPH0666584B2 JP60153219A JP15321985A JPH0666584B2 JP H0666584 B2 JPH0666584 B2 JP H0666584B2 JP 60153219 A JP60153219 A JP 60153219A JP 15321985 A JP15321985 A JP 15321985A JP H0666584 B2 JPH0666584 B2 JP H0666584B2
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- JP
- Japan
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- microstrip line
- oscillator
- vco
- circuit
- microwave
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
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Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はモノリシックマイクロ波IC構成のFET発振器に
関するものである。
関するものである。
近年衛星放送、レーダ、マイクロ波通信等の技術の進展
により電圧制御発振器（以下「VCO」という。）および
周波数安定化マイクロ波発振器の需要が増大している。
このために、GaAs FETを用いたモノリシックマイクロ
波VCOおよび誘電体共振器による安定化発振器（以下、
「GRO」という。）の開発が各所で行なわれている。
により電圧制御発振器（以下「VCO」という。）および
周波数安定化マイクロ波発振器の需要が増大している。
このために、GaAs FETを用いたモノリシックマイクロ
波VCOおよび誘電体共振器による安定化発振器（以下、
「GRO」という。）の開発が各所で行なわれている。
（従来技術の問題点） モノリシツクマイクロ波VCOでは、希望周波数帯で最大
電力を実現するためにFETのゲート端子とアース、およ
びソース端子とアースの間に設けられた回路のインピー
ダンスが最適化されている。このようなVCOの周波数安
定化を計るために一般にゲート端子に誘電体共振器回路
を結合する方法が用いられる。ところが、従来の発振器
の構造では共振器回路を付加することにより前記ゲート
回路のインピーダンスは変化し前記最適値を保てなくな
る。このため、従来はVCOの周波数安定化を計るために
は発振器の各回路パラメータを大幅に手直しする必要が
あり、IC全体の作り直しが必要であった。
電力を実現するためにFETのゲート端子とアース、およ
びソース端子とアースの間に設けられた回路のインピー
ダンスが最適化されている。このようなVCOの周波数安
定化を計るために一般にゲート端子に誘電体共振器回路
を結合する方法が用いられる。ところが、従来の発振器
の構造では共振器回路を付加することにより前記ゲート
回路のインピーダンスは変化し前記最適値を保てなくな
る。このため、従来はVCOの周波数安定化を計るために
は発振器の各回路パラメータを大幅に手直しする必要が
あり、IC全体の作り直しが必要であった。
（発明の目的） 本発明の目的は、前記欠点を除去し、１つのモノリシッ
クマイクロ波FET発振器が回路パラメータを変更するこ
となくVCOとしても、DROとしても使えることを可能にす
ることにある。
クマイクロ波FET発振器が回路パラメータを変更するこ
となくVCOとしても、DROとしても使えることを可能にす
ることにある。
（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明は、FETのゲートに
第１のマイクロストリップ線路の一端を接続した直列帰
還型モノリシックマイクロ波FET発振器において、前記
第１のマイクロストリップ線路の他端が、マイクロ波的
に短絡されるか、又は、一端が50Ωの抵抗体に接続され
ている特性インピーダンスが50Ωの第２のマイクロスト
リップ線路の他端に接続され、かつ、前記第１のマイク
ロストリップ線路の他端をマイクロ波的に接地したとき
に、発振条件を満足するように、前記第１のマイクロス
トリップ線路の特性インピーダンスと長さを選定し、更
に、前記第１のマイクロストリップ線路と前記第２のマ
イクロストリップ線路との接続点から（2K＋１）／４波
長（ただし、Ｋ＝0,1,2,……）離れた前記第２のマイク
ロストリップ線路上の場所に誘電共振器を結合させるよ
うにしたものである。
第１のマイクロストリップ線路の一端を接続した直列帰
還型モノリシックマイクロ波FET発振器において、前記
第１のマイクロストリップ線路の他端が、マイクロ波的
に短絡されるか、又は、一端が50Ωの抵抗体に接続され
ている特性インピーダンスが50Ωの第２のマイクロスト
リップ線路の他端に接続され、かつ、前記第１のマイク
ロストリップ線路の他端をマイクロ波的に接地したとき
に、発振条件を満足するように、前記第１のマイクロス
トリップ線路の特性インピーダンスと長さを選定し、更
に、前記第１のマイクロストリップ線路と前記第２のマ
イクロストリップ線路との接続点から（2K＋１）／４波
長（ただし、Ｋ＝0,1,2,……）離れた前記第２のマイク
ロストリップ線路上の場所に誘電共振器を結合させるよ
うにしたものである。
（発明の詳細な説明） 第４図に従来のマイクロ波FET VCOおよびDROを示す。
従来の方法では同図（ａ）のVCOを同図（ｂ）のように
安定化するためにゲート回路のマイクロストリップ線路
１を誘電体共振器回路11と交換し、ソース帰還用線路
２、マッチィング回路３（ａ）,3（ｂ）もそれぞれ21,3
1（ａ）,31（ｂ）に再設計、再製作する必要があった。
安定化するためにゲート回路のマイクロストリップ線路
１を誘電体共振器回路11と交換し、ソース帰還用線路
２、マッチィング回路３（ａ）,3（ｂ）もそれぞれ21,3
1（ａ）,31（ｂ）に再設計、再製作する必要があった。
第１図は本発明の再設計不要で周波数安定化可能のモノ
リシックマイクロ波VCOの構成を示す。同図において、
モノリシックVCOはFET4、第１のマイクロストリップ線
路12、ソース帰還用マイクロストリップ線路22、マッチ
ング回路32（ａ）および32（ｂ）からなり１つの半導チ
ップ内に構成されている。
リシックマイクロ波VCOの構成を示す。同図において、
モノリシックVCOはFET4、第１のマイクロストリップ線
路12、ソース帰還用マイクロストリップ線路22、マッチ
ング回路32（ａ）および32（ｂ）からなり１つの半導チ
ップ内に構成されている。
一方誘電体共振器回路は誘電体共振器14、特性インピー
ダンスが50Ωの第２のマイクロストリップ線路13および
高次モード発振防止用の50Ωの抵抗５からなり一枚のセ
ラミック基板上に構成されている。誘電体共振器回路の
等価回路および動作原理を第２図に示す。同図におい
て、誘電体共振器は基本共振角周波数ω０で並列共振回
路15として表わされるからω０ではＣ点から左を見たイ
ンピーダンスは無限大になる。この無限大のインピーダ
ンスを（2K＋１）波長／４の長さをもつマイクロストリ
ップ線路16によって変換すると、Ｂ点から左を見たイン
ピーダンスＺはω０で等価的に零になる。
ダンスが50Ωの第２のマイクロストリップ線路13および
高次モード発振防止用の50Ωの抵抗５からなり一枚のセ
ラミック基板上に構成されている。誘電体共振器回路の
等価回路および動作原理を第２図に示す。同図におい
て、誘電体共振器は基本共振角周波数ω０で並列共振回
路15として表わされるからω０ではＣ点から左を見たイ
ンピーダンスは無限大になる。この無限大のインピーダ
ンスを（2K＋１）波長／４の長さをもつマイクロストリ
ップ線路16によって変換すると、Ｂ点から左を見たイン
ピーダンスＺはω０で等価的に零になる。
第１図において、第１のマイクロストリップ線路12をマ
イクロ波的にアース17（Ａ点）に接続することにより発
振器はVCOとして動作する。その時のＤ点から左を見た
回路インピーダンス・ローカスZc（ω）と右を見たデバ
イス・ラインZdとの交点は発振動作点を表す。第３図
（ａ）図のスミスチャート18に示すように、Ｖgsを変え
ることによりＺｄはスミスチャート上を回転しZc（ω）
との交点は移動する。これにより、発振周波数は変る。
イクロ波的にアース17（Ａ点）に接続することにより発
振器はVCOとして動作する。その時のＤ点から左を見た
回路インピーダンス・ローカスZc（ω）と右を見たデバ
イス・ラインZdとの交点は発振動作点を表す。第３図
（ａ）図のスミスチャート18に示すように、Ｖgsを変え
ることによりＺｄはスミスチャート上を回転しZc（ω）
との交点は移動する。これにより、発振周波数は変る。
もし第１マイクロストリップ線路12をＡ点からはずし、
Ｂ点に接続すれば、前に述べたようにω０でＢ点から見
たインピーダンスＺは零であるからZc（ω０）は前値を
維持する。このため、発振器はω０での動作を保つ。そ
して誘電体共振器回路によってω０で高Ｑ（クオリティ
・ファクター）になったZc（ω）は第３（ｂ）図のスミ
スチャート上にω０の近くにかなり小さい周波数変化を
もつ円になる。従ってデバイスラインZdが回転しても、
Zc（ω）とZdの交点の周波数はほとんど変わらない。こ
れは発振器が発振振周波数ω０で安定化されていること
を意味する。
Ｂ点に接続すれば、前に述べたようにω０でＢ点から見
たインピーダンスＺは零であるからZc（ω０）は前値を
維持する。このため、発振器はω０での動作を保つ。そ
して誘電体共振器回路によってω０で高Ｑ（クオリティ
・ファクター）になったZc（ω）は第３（ｂ）図のスミ
スチャート上にω０の近くにかなり小さい周波数変化を
もつ円になる。従ってデバイスラインZdが回転しても、
Zc（ω）とZdの交点の周波数はほとんど変わらない。こ
れは発振器が発振振周波数ω０で安定化されていること
を意味する。
第５図及び第６図は、それぞれ、本発明の発振器のVCO
動作時及びDRO動作時の回路構成を示す。まず、第５図
に示すように、GaAs基板上に構成されているGaAs発振器
チップ77の第１のマイクロストリップ線路12をボンディ
ングワイヤ56で金属性のチップキャリャ88に設けられて
いるチップコンデンサ57に接続することによって第１の
マイクロストリップ線路12をＰ点でマイクロ波的に接地
する。その際、本発振器がVCOとして動作するように、
第１のマイクロストリップ線路12の特性インピーダンス
と長さを選定する。一方、第６図に示すように、セラミ
ック基基板89上に形成され、一端が50Ωの抵抗５に接続
されている特性インピーダンスが50Ωの第２のマイクロ
ストリップ線路13の他端を、第１のマイクロストリップ
線路12に接続されたボンディングワイヤ58で接続すれ
ば、本発振器はDROとして動作する。そのとき、発振周
波数は、VCOのときと同じ周波数にするため、発振周波
数のみで前記ゲート端子に同じインピーダンスを与える
必要があり、前記第１のマイクロストリップ線路12と前
記第２のマイクロストリップ線路13との接続点から、例
えば、３／４波長（すなわち、Ｋ＝１）離れた前記第２
のマイクロストリップ線路13上の場所に誘電体共振器14
を結合させることになる。
動作時及びDRO動作時の回路構成を示す。まず、第５図
に示すように、GaAs基板上に構成されているGaAs発振器
チップ77の第１のマイクロストリップ線路12をボンディ
ングワイヤ56で金属性のチップキャリャ88に設けられて
いるチップコンデンサ57に接続することによって第１の
マイクロストリップ線路12をＰ点でマイクロ波的に接地
する。その際、本発振器がVCOとして動作するように、
第１のマイクロストリップ線路12の特性インピーダンス
と長さを選定する。一方、第６図に示すように、セラミ
ック基基板89上に形成され、一端が50Ωの抵抗５に接続
されている特性インピーダンスが50Ωの第２のマイクロ
ストリップ線路13の他端を、第１のマイクロストリップ
線路12に接続されたボンディングワイヤ58で接続すれ
ば、本発振器はDROとして動作する。そのとき、発振周
波数は、VCOのときと同じ周波数にするため、発振周波
数のみで前記ゲート端子に同じインピーダンスを与える
必要があり、前記第１のマイクロストリップ線路12と前
記第２のマイクロストリップ線路13との接続点から、例
えば、３／４波長（すなわち、Ｋ＝１）離れた前記第２
のマイクロストリップ線路13上の場所に誘電体共振器14
を結合させることになる。
（発明の効果） このような本発明においては、モノリシックマイクロ波
発振器のゲート回路をマイクロ波的にアースに接続すれ
ばVCOとして使用でき、またゲート回路を誘電体共振回
路に接続すればDROとして使用できる。このため再設計
を行なわずに、１つのモノリシックマイクロ波発振器を
VCOとしても、DROとしても使用でき、設計工数試作工数
を大幅に低減できる。
発振器のゲート回路をマイクロ波的にアースに接続すれ
ばVCOとして使用でき、またゲート回路を誘電体共振回
路に接続すればDROとして使用できる。このため再設計
を行なわずに、１つのモノリシックマイクロ波発振器を
VCOとしても、DROとしても使用でき、設計工数試作工数
を大幅に低減できる。
第１図は本発明の再設計不要で周波数安定化可能のモノ
リシックマイクロ波VCOの構成を示す図、第２図は誘電
体共振回路の等価回路を示す図、第３図はVCO及びDROの
インピーダンスローカス及びデバイスラインの説明図、
第４図は従来のVCO及びDROを示す図、第５図は本発明の
発振器のVCO動作時の回路構成を示す図、第６図は本発
明のDRO動作時の回路構成を示す図である。 図において、１はマイクロストリップ回路、２はソース
帰還用線路、３（ａ）、３（ｂ）,31（ａ）,31（ｂ）,3
2（ａ）,32（ｂ）はマッチング回路、４はFET、５は抵
抗、11は誘電体共振器回路、12は第１のマイクロストリ
ップ線路、13は第２のマイクロストリップ線路、14は誘
電体共振器、15は並列共振回路、16はマイクロストリッ
プ線路、17はアース、18はスミスチャート、19はVCOの
デバイスライン、20はVCOのインピーダンスローカス、2
9はDROのインピーダンスローカス、56,58はボンディン
グワイヤ、57はチップコンデンサ、77はGaAs発振器チッ
プ、88はチップキャリャ、89はセラミック基板である。
リシックマイクロ波VCOの構成を示す図、第２図は誘電
体共振回路の等価回路を示す図、第３図はVCO及びDROの
インピーダンスローカス及びデバイスラインの説明図、
第４図は従来のVCO及びDROを示す図、第５図は本発明の
発振器のVCO動作時の回路構成を示す図、第６図は本発
明のDRO動作時の回路構成を示す図である。 図において、１はマイクロストリップ回路、２はソース
帰還用線路、３（ａ）、３（ｂ）,31（ａ）,31（ｂ）,3
2（ａ）,32（ｂ）はマッチング回路、４はFET、５は抵
抗、11は誘電体共振器回路、12は第１のマイクロストリ
ップ線路、13は第２のマイクロストリップ線路、14は誘
電体共振器、15は並列共振回路、16はマイクロストリッ
プ線路、17はアース、18はスミスチャート、19はVCOの
デバイスライン、20はVCOのインピーダンスローカス、2
9はDROのインピーダンスローカス、56,58はボンディン
グワイヤ、57はチップコンデンサ、77はGaAs発振器チッ
プ、88はチップキャリャ、89はセラミック基板である。
Claims (1)
- 【請求項１】FETのゲートに第１のマイクロストリップ
線路の一端を接続した直列帰還型モノリシックマイクロ
波FET発振器において、前記第１のマイクロストリップ
線路の他端が、マイクロ波的に短絡されるか、又は、一
端が50Ωの抵抗体に接続されている特性インピーダンス
が50Ωの第２のマイクロストリップ線路の他端に接続さ
れ、かつ、前記第１のマイクロストリップ線路の他端を
マイクロ波的に接地したときに、発振条件を満足するよ
うに、前記第１のマイクロストリップ線路の特性インピ
ーダンスと長さを選定し、更に、前記第１のマイクロス
トリップ線路と前記第２のマイクロストリップ線路との
接続点から（2K＋１）／４波長（ただし、Ｋ＝0,1,2,…
…）離れた前記第２のマイクロストリップ線路上の場所
に誘電体共振器を結合させたことを特徴とするモノリシ
ックマイクロ波FET発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153219A JPH0666584B2 (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | モノリシツクマイクロ波ｆｅｔ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153219A JPH0666584B2 (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | モノリシツクマイクロ波ｆｅｔ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6213105A JPS6213105A (ja) | 1987-01-21 |
| JPH0666584B2 true JPH0666584B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=15557654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60153219A Expired - Lifetime JPH0666584B2 (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | モノリシツクマイクロ波ｆｅｔ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666584B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58699U (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | デンヨ−株式会社 | エンジン駆動型溶接用発電機の界磁制御装置 |
| JPH04326607A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発振回路 |
| CN117917853B (zh) * | 2023-07-04 | 2025-08-08 | 南京海疆创智科技有限公司 | 一种基于bga-gwg谐振腔的微波振荡器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047764B2 (ja) * | 1977-01-21 | 1985-10-23 | ソニー株式会社 | 集積回路化マイクロ波発振器 |
-
1985
- 1985-07-10 JP JP60153219A patent/JPH0666584B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6213105A (ja) | 1987-01-21 |
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