JPH0722801A - マイクロ波半導体装置 - Google Patents

マイクロ波半導体装置

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JPH0722801A
JPH0722801A JP6102781A JP10278194A JPH0722801A JP H0722801 A JPH0722801 A JP H0722801A JP 6102781 A JP6102781 A JP 6102781A JP 10278194 A JP10278194 A JP 10278194A JP H0722801 A JPH0722801 A JP H0722801A
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JP
Japan
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circuit
short
microwave
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link node
Prior art date
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Pending
Application number
JP6102781A
Other languages
English (en)
Inventor
Patrice Gamand
ガマン パトリス
Christophe Cordier
コルディエ クリストフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Electronics NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Philips Electronics NV filed Critical Philips Electronics NV
Publication of JPH0722801A publication Critical patent/JPH0722801A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/601Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators using FET's, e.g. GaAs FET's

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて広い周波数範囲に亘って無条件に安定
化し得る回路を提供せんとするものである。 【構成】 半導体装置はマイクロ波集積回路を具え、マ
イクロ波整合回路およびリンクノードAを経て相互接続
された直バイアス回路を具えるとともにこのリンクノー
ドAに接続された短絡ラインを含む安定化手段具える少
なくとも1つのトランジスタ段を有する。この半導体装
置では、前記リンクノードAに接続された短絡ラインは
このリンクノードAに短絡回路を設けることにより動作
周波数を有するλ/4短絡ラインとし、且つ直流分離コ
ンデンサを経てマイクロ波モードで接地された低抵抗を
具える安定化回路をこのリンクノードAにさらに接続し
得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波集積回路を具
えるものであって、マイクロ波整合回路およびリンクノ
ードAを経て相互接続された直バイアス回路を具えると
ともにこのリンクノードAに接続された短絡ラインを含
む安定化手段具える少なくとも1つのトランジスタ段を
有する半導体装置に関するものである。
【0002】本発明は任意の広帯域マイクロ波回路に適
用、例えば車両のボードの通信または回路に適用するこ
とができる。
【0003】
【従来の技術】この種の回路は特願平1−333616
号明細書(特開平3−192801号公報)から既知で
ある。この装置はマイクロ波入力端子(4)およびソー
ス接地されたトランジスタのドレインを経て接続された
出力端子(2)を有するマイクロ波トランジスタ段
(1)と、このトランジスタのゲートに接続された伝送
ライン(3)および(5)により形成されたマイクロ波
整合回路と、伝送ライン(5)の終端でノード(13)
で整合回路(3,5)に接続された直流バイアス回路
(6)とを具える。この直流バイアス回路(6)はリン
クノード(13)、直流電源11およびこの直流電源の
減結合コンデンサ(10)間に接続されたバイアス抵抗
(9)を具える。
【0004】上述したバイアスコンデンサ(10)はリ
ンクモード(13)に接続された短絡ライン(19)を
具え、これにより直流電圧(11)の減結合コンデンサ
(10)の値をも考慮に入れるRCフィルタをバイアス
抵抗(9)と相俟って形成し得る低い値のコンデンサを
形成する。
【0005】これがため、上記特許明細書に記載された
回路では、バイアス抵抗(9)はマイクロ波作動を常時
考慮に入れる必要がある。この周波数領域では、この抵
抗はコンデンサ(19,10)と共働してフィルタを形
成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した特許明細書に
記載されているように、動作周波数を有する不整合ファ
クタはバイアス回路(6)がリンクノード(13)から
みられる場合には1に接近する。これがため、発振が生
じ得る危険がある。
【0007】しかし、この既知の回路には次に示すよう
な欠点がある。まず第1に、1に近い不整合ファクタま
たは僅かに負のファクタを得ることは満足な結果ではな
い。かかる回路が負の不整合ファクタを有するかぎり、
厳しい発振の生ずる可能性を無視することはできない。
【0008】また、所要する短絡ライン素子(19)は
狭帯域に中心を有するフィルタ機能を呈するようにな
る。この帯域の外側では厄介な発振が低いまたは高い周
波数で発生し得るようになる
【0009】本発明の目的はこの回路を無条件に安定化
し得る手段を具える上述した種類の回路を提供せんとす
るにある。本発明の他の目的は安定化手段によってこの
回路を極めて広い周波数範囲に亘って無条件に安定化し
得るかかる回路を提供せんとするにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明はマイクロ波集積
回路を具えるものであって、マイクロ波整合回路および
リンクノードAを経て相互接続された直バイアス回路を
具えるとともにこのリンクノードAに接続された短絡ラ
インを含む安定化手段具える少なくとも1つのトランジ
スタ段を有する半導体装置において、前記リンクノード
Aに接続された短絡ラインはこのリンクノードAに短絡
回路を設けることにより動作周波数を有するλ/4短絡
ラインとし、且つ直流分離コンデンサを経てマイクロ波
モードで接地された低抵抗を具える安定化回路をこのリ
ンクノードAにさらに接続するようにしたことを特徴と
する。
【0011】
【作用】マイクロ波回路に接続されたこれら安定化手段
はバイアス回路および整合回路間のリンクノードに短絡
回路を具える。その結果バイアス回路がλ/4短絡ライ
ンの全帯域に亘ってマイクロ波作動にもはや妨害を呈さ
ない利点を有する。さらに、この波長領域では安定化回
路の抵抗は絶対的に考慮する必要はない。
【0012】逆に、λ/4短絡ラインがリンクノードA
に短絡回路を形成するとともに不安定性が危ぶまれる周
波数帯域の外側では安定化回路の抵抗によって所望によ
り減衰すべき発振が生ずるようになる。
【0013】一例ではλ/4短絡ラインをラジアル型
(λ/4ラジアルスタブ)とする。これがため、このλ
/4短絡ラインの短絡回路の作動の利点は広帯域区域に
ある。
【0014】本発明回路により得られる利点は、回路が
バイアス回路に向かってリンクノードAに見た回路の安
定ファクタが常時1以上であり、従って、これが無条件
に安定となることである。さらに、これらの利点は広い
通過帯域に亘って得ることができる。これがため、動作
周波数に近い周波数での、および動作周波数よりも低い
または動作周波数よりも高い周波数での共振を防止する
ことができる。
【0015】
【実施例】図面につき本発明の実施例を説明する。図1
aに示すように、半導体装置に集積化されるトランジス
タ段は: ・整合回路 ・バイアス回路 ・安定化手段 を具える。
【0016】このトランジスタ段は例えばゲートG、ド
レインDおよびソースSを有するトランジスタTを具え
る。マイクロ波信号はゲートGに対するノード10に供
給し、その出力をドレインDを経てノード11に取出
す。ソースSは接地する。
【0017】トランジスタTの整合回路は入力ノード1
0とトランジスタのゲートFとの間に接続された伝送ラ
インL1および一端が入力ノード10に接続された伝送
ラインL2を具える。整合回路の伝送ラインL2の他端
はノードAとし、これをトランジスタTのバイアス回路
にリンクする。トランジスタTのバイアス回路はリンク
ノードAおよび直流電源VDD間に接続されたトランジ
スタR1を具える。さらに、この直流電源をコンデンサ
C1によって側路し、接地する。
【0018】本発明によれば、整合回路L1,L2およ
びバイアス回路R1,C1間にリンクを形成するリンク
ノードAには動作周波数を有するλ/4短絡ラインSL
によりマイクロ波短絡回路を形成する。
【0019】図1bに示すように、かかる短絡ラインS
Lはラジアルスタブとするとともに周辺円弧の長さLG
がλG /4に等しいリンクノードAに中心が位置する円
の扇形状の金属化部とし、ここにλG は動作周波数に対
応する案内された波形の長さを示し、その半径もλG
4に等しくLGとする。ラジアルスタブSLはマイクロ
ストリップ技術またはコプラナ技術の当業者が任意に決
めて形成することができる。マイクロストリップ技術で
は、導体を基板の表面に配置し、接地面をその反対の面
とし、導体の構造およびその寸法の他に基板の厚さおよ
びその特性パラメータを考慮して伝搬を行う。コプラナ
技術では、マイクロ波導体および接地面を基板の同一表
面に配置する。伝搬は、導体の構造および寸法の他に導
体の縁部および接地面間の距離並びに基板の特性パラメ
ータを考慮して行う。
【0020】図1cに示すように、λ/4短絡ラインS
Lは開放端を有する長さLGの簡単なストリップとする
ことができる。従ってその差はかかるλ/4短絡ライン
SLが広帯域ラインではなく、逆にラジアルスタブであ
る点である。
【0021】さらに本発明回路は低抵抗値、例えば数Ω
の抵抗R2により形成された安定化回路を具える。この
低抵抗値のため、当業者はほぼ5Ωの抵抗を選択するこ
とができる。この抵抗によってリンクノードAをマイク
ロ波モードである条件のもとで接地する。λG /4ラジ
アルスタブSLによりリンクノードAに短絡回路を形成
する周波数領域では、トランジスタ段はバイアス抵抗R
1も安定化抵抗R2も含まない。
【0022】逆に、低い周波数における、特に発振の生
ずる極めて高い周波数におけるこの周波数領域の外側で
は安定化抵抗R2が有効となり発振が終端する。実際に
は、抵抗R2は直流分離コンデンサC2を経て接地す
る。
【0023】ラジアルスタブSLによって形成される短
絡回路を具え、安定化回路R2,C2は具えない図1a
に示される装置の安定ファクタkを実線曲線Aで示す図
2aから明らかなように、この安定ファクタkは25G
Hz程度の動作周波数Fに対しこの臨界値“1”以下と
なる。
【0024】安定化回路R2,C2を具えない理想的な
装置に対し次式で定義された安定性を特徴付ける他のパ
ラメータを破線曲線Bで示す図2aから明らかなよう
に、この25GHzの動作周波数Fでの共振を特徴付け
るピークが現われる。 |△|=|(S11・S22)−(S12・S21)|
【0025】ラジアルスタブSLおよび安定化回路R
2,C2によって形成される短絡回路を具え、図1aの
場合のような装置の安定ファクタkを実線曲線Cで示す
図2bから明らかなように、この安定ファクタkは臨界
値“1”よりも常時充分高く且つこの回路は1および1
00GHz間に位置する動作周波数Fの領域で無条件に
安定となる。
【0026】パラメータ|△|を破線曲線Dでの示す図
2bから明らかなように、バイアス回路R2,C2のた
め、1および100GHz間に位置する動作周波数Fの
領域で不所望な共振ピークはもはや存在しない。
【0027】当業者にとって既知のように、安定ファク
タkおよび安定パラメータ|△|間の関係は次式で示す
ようになる。 k=1+|△|2 −|S11|2 |S22|2 /2・|S12|・|S21|
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明による整合回路、バイアス回路
および安定化手段を具えるマイクロ波トランジスタ段の
構成を示す回路図であり、(b)はλ/4ラジアルスタ
ブを示す構成説明図であり、(c)はλ/4単一ストリ
ップラインを示す構成説明図である。
【図2】(a)は周波数(GHz)に対しプロットされ
た安定化回路R2,C2を具えない回路の安定ファクタ
k(実線曲線A)および安定パラメータ|△|(破線曲
線B)を表わす曲線を示す特性図であり、 (b)は本
発明安定化回路R2,C2を具える回路の安定ファクタ
k(実線曲線C)および安定パラメータ|△|(破線曲
線D)を表わす曲線を示す特性図である。
【符号の説明】
10 11 T トランジスタ S ソース D ドレイン G ゲート R1,R2 抵抗 C1,C2 コンデンサ A リンクノード L1,L2 伝送ライン SL 短絡ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストフ コルディエ フランス国 94450 リメイユ−ブルバン ヌ リュ ド ヴェー ルーヴル 28

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波集積回路を具えるものであっ
    て、マイクロ波整合回路およびリンクノードAを経て相
    互接続された直バイアス回路を具えるとともにこのリン
    クノードAに接続された短絡ラインを含む安定化手段具
    える少なくとも1つのトランジスタ段を有する半導体装
    置において、前記リンクノードAに接続された短絡ライ
    ンはこのリンクノードAに短絡回路を設けることにより
    動作周波数を有するλ/4短絡ラインとし、且つ直流分
    離コンデンサを経てマイクロ波モードで接地された低抵
    抗を具える安定化回路をこのリンクノードAにさらに接
    続するようにしたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記λ/4短絡ラインはラジアル型のも
    のとしたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装
    置。
JP6102781A 1993-05-18 1994-05-17 マイクロ波半導体装置 Pending JPH0722801A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9305997 1993-05-18
FR9305997 1993-05-18

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JPH0722801A true JPH0722801A (ja) 1995-01-24

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ID=9447258

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JP6102781A Pending JPH0722801A (ja) 1993-05-18 1994-05-17 マイクロ波半導体装置

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US (1) US5451905A (ja)
EP (1) EP0625823B1 (ja)
JP (1) JPH0722801A (ja)
DE (1) DE69419965T2 (ja)

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EP0625823A1 (fr) 1994-11-23
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US5451905A (en) 1995-09-19
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EP0625823B1 (fr) 1999-08-11

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