JPH0834366B2 - Impedance converter - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、特性インピーダンスの異なるマイクロ波線
路間を接続するインピーダンス変換装置に関する。以
下、マイクロ波線路とは、概ね1GHz以上の周波数の信号
を伝送するための線路であって、コプレナー線路又はス
ロット線路等の共平面線路、並びにマイクロストリップ
線路等をいう。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an impedance converter for connecting microwave lines having different characteristic impedances. Hereinafter, the microwave line is a line for transmitting a signal having a frequency of approximately 1 GHz or higher, and refers to a coplanar line such as a coplanar line or a slot line, and a microstrip line.
[従来の技術] 第6図は特性インピーダンスの異なるマイクロストリ
ップ線路間を接続するインピーダンス変換回路の平面図
である。第6図において、下表面に接地導体(図示せ
ず)が形成された誘電体基板10の上表面上に、幅l1の入
力マイクロストリップ線路11と幅l2(>l1)の出力マイ
クロストリップ線路12が形成され、この入力マイクロス
トリップ線路11と出力マイクロストリップ線路12との間
の基板10上に、幅l3(l1<l3<l2)と1/4波長の長さを
有する整合用マイクロストリップ線路13が、線路11及び
12と一体的に形成される。ここで、入出力マイクロスト
リップ線路11及び12の各特性インピーダンスをそれぞれ
Z01及びZ02とすると、整合用マイクロストリップ線路13
の特性インピーダンスZ03が、 なるように幅l3を設定することによって入出力マイクロ
ストリップ線路11,12間のインピーダンスの整合をとる
ことができる。[Prior Art] FIG. 6 is a plan view of an impedance conversion circuit for connecting between microstrip lines having different characteristic impedances. In the sixth figure, the output micro ground conductor on the lower surface on the upper surface of the dielectric substrate 10 (not shown) is formed, the input microstrip line 11 and the width l 2 of the width l 1 (> l 1) A strip line 12 is formed, and a width l 3 (l 1 <l 3 <l 2 ) and a length of 1/4 wavelength are formed on the substrate 10 between the input microstrip line 11 and the output microstrip line 12. The matching microstrip line 13 has a line 11 and
Formed integrally with 12. Here, the characteristic impedances of the input / output microstrip lines 11 and 12 are respectively
Assuming Z 01 and Z 02 , the matching microstrip line 13
The characteristic impedance Z 03 of By setting the width l 3 so that the impedances between the input and output microstrip lines 11 and 12 can be matched.
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述の従来のインピーダンス変換回路
においては、整合用マイクロストリップ線路13の長さが
最低1/4波長必要であるため、インピーダンス変換装置
を小型化することができなかった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional impedance conversion circuit, since the length of the matching microstrip line 13 needs to be at least 1/4 wavelength, the impedance conversion device should be miniaturized. I couldn't.
また、この従来の回路は相反回路であるため、入出力
の電気的な分離が得られず、例えば出力線路12に接続さ
れた回路から反射がある場合は、その反射波がそのまま
入力線路11へ現れることになる。この反射波を除去する
ためには更にアイソレータを入出力間に設ける必要があ
るという問題点があった。Further, since this conventional circuit is a reciprocal circuit, the electrical separation of the input and output cannot be obtained. For example, when there is a reflection from the circuit connected to the output line 12, the reflected wave is directly input to the input line 11. Will appear. There is a problem that an isolator must be further provided between the input and the output in order to remove this reflected wave.
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来の回路に
比較して小型化することができ、しかも入出力マイクロ
波線路間の電気的分離度が良好なインピーダンス変換装
置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an impedance converter which can be downsized as compared with a conventional circuit and which has a good electrical isolation between the input and output microwave lines. is there.
[問題点を解決するための手段] 本発明に係るインピーダンス変換装置は、入力マイク
ロ波線路と出力マイクロ波線路との間を接続するための
インピーダンス変換装置において、 ソース電極が上記入力マイクロ波線路に接続され、所
定のゲート幅を有するゲート接地の第1の電界効果トラ
ンジスタと、 上記第1の電界効果トランジスタのドレイン電極にゲ
ート電極が接続されるとともに、ソース電極が上記出力
マイクロ波線路に接続され、所定のゲート幅を有するド
レイン接地の第2の電界効果トランジスタとを備え、 上記入力マイクロ波線路の特性インピーダンスをZ01
とし、上記第1の電界効果トランジスタの相互コンダク
タンスをgm1とし、上記出力マイクロ波線路の特性イン
ピーダンスをZ02とし、上記第2の電界効果トランジス
タの相互コンダクタンスをgm2としたときに、 gm1Z01=gm2Z02=1 となるように、上記第1の電界効果トランジスタのゲー
ト幅と上記第2の電界効果トランスタのゲート幅を設定
したことを特徴とする。[Means for Solving Problems] An impedance converter according to the present invention is an impedance converter for connecting an input microwave line and an output microwave line, wherein a source electrode is connected to the input microwave line. A first grounded first field effect transistor having a predetermined gate width, a gate electrode connected to the drain electrode of the first field effect transistor, and a source electrode connected to the output microwave line. , A drain-grounded second field-effect transistor having a predetermined gate width, and the characteristic impedance of the input microwave line is Z 01
When the mutual conductance of the first field effect transistor is gm 1 , the characteristic impedance of the output microwave line is Z 02, and the mutual conductance of the second field effect transistor is gm 2 , then gm 1 The gate width of the first field effect transistor and the gate width of the second field effect transformer are set so that Z 01 = gm 2 Z 02 = 1.
[作用] 以上のように構成することにより、ゲート接地の第1
の電界効果トランジスタとドレイン接地の第2の電界効
果トランジスタが縦続接続され、ここで、 gm1Z01=gm2Z02=1 となるように、上記第1の電界効果トランジスタのゲー
ト幅と上記第2の電界効果トランスタのゲート幅を設定
される。このとき、上記入力マイクロ波線路における入
力端反射係数S11及び上記出力マイクロ波線路における
出力端反射係数S22がゼロとなる。[Operation] With the above configuration, the first gate grounding
And the drain-grounded second field-effect transistor are connected in series, where gm 1 Z 01 = gm 2 Z 02 = 1 and the gate width of the first field-effect transistor The gate width of the second field effect transformer is set. At this time, the input end reflection coefficient S 11 in the input microwave line and the output end reflection coefficient S 22 in the output microwave line become zero.
従って、この縦続接続された2個の電界効果トランジ
スタ回路によって、上記入力マイクロ波線路と、上記出
力マイクロ波線路間の各特性インピーダンスが整合され
る。Therefore, the characteristic impedances between the input microwave line and the output microwave line are matched by the two field effect transistor circuits connected in cascade.
[実施例] 基本回路 第1図は本発明の一実施例である電界効果トランジス
タ(以下、FETという。)を用いたインピーダンス変換
回路の基本回路の回路図である。第1図において、特性
インピーダンスZ01を有する入力マイクロ波線路21が相
互コンダクタンスgm1を有するゲート接地のFET22のソー
スに接続され、該FET22のドレインが抵抗値Rの利得調
整用抵抗23を介してアースに接続されるとともに、相互
コンダクタンスgm2を有するドレイン接地のFET24のゲー
トに接続される。さらに、該FET24のソースが特性イン
ピーダンスZ02を有する出力マイクロ波線路25に接続さ
れる。[Embodiment] Basic Circuit FIG. 1 is a circuit diagram of a basic circuit of an impedance conversion circuit using a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1 , an input microwave line 21 having a characteristic impedance Z 01 is connected to a source of a gate-grounded FET 22 having a mutual conductance gm 1 , and a drain of the FET 22 is connected via a gain adjusting resistor 23 having a resistance value R. It is connected to ground and to the gate of a drain-grounded FET 24 having a transconductance gm 2 . Further, the source of the FET 24 is connected to the output microwave line 25 having the characteristic impedance Z 02 .
ここで、FET22及び24を相互コンダクタンスのみで記
述可能な理想的なFETであると考えると、第1図の回路
のSパラメータは次式のようになる。Here, considering that the FETs 22 and 24 are ideal FETs that can be described only by mutual conductance, the S parameter of the circuit of FIG. 1 is as follows.
S12=0 ……(2) さらに、gm1Z01=gm2Z02=1となるようにゲート接地
のFET22およびドレイン接地のFET24の各ゲート幅を設定
すると、上記各Sパラメータは次式のようになる。 S 12 = 0 (2) Furthermore, when the gate widths of the gate-grounded FET 22 and the drain-grounded FET 24 are set so that gm 1 Z 01 = gm 2 Z 02 = 1, the above-mentioned S parameters are as follows.
S11=S12=S22=0 ……(5) このように、gm1Z01=gm2Z02=1と設定されたゲート
接地のFET22およびドレイン接地のFET24を縦続接続する
ことにより、次のような効果が有る。S 11 = S 12 = S 22 = 0 (5) As described above, by cascade-connecting the gate-grounded FET 22 and the drain-grounded FET 24 in which gm 1 Z 01 = gm 2 Z 02 = 1 is set, the following effects are obtained.
(1)入力端反射係数S11及び出力端反射係数S22がゼロ
となるので、入出力線路間のインピーダンス整合がとれ
る。(1) Since the input end reflection coefficient S 11 and the output end reflection coefficient S 22 are zero, impedance matching between the input and output lines can be achieved.
(2)逆方向伝達係数S12がゼロとなるので、入出力線
路間の電気的分離を行うことができる。(2) Since the backward transfer coefficient S 12 becomes zero, it is possible to electrically separate the input and output lines.
(3)正方向伝達係数S21が上記(6)式のように表わ
すことができるので、抵抗23の抵抗値Rを変化すること
により増幅利得を調整できる。なお、抵抗23は利得制御
および広帯域化のために設けてあり、この抵抗23の抵抗
値Rを無限大とし、すなわち抵抗23を取り除いても、こ
のインピーダンス変換回路は、上記(1)および(2)
の効果を有する。(3) Since the forward transfer coefficient S 21 can be expressed by the above equation (6), the amplification gain can be adjusted by changing the resistance value R of the resistor 23. The resistor 23 is provided for gain control and widening the band, and the resistance value R of the resistor 23 is set to infinity, that is, even if the resistor 23 is removed, the impedance conversion circuit still has the above (1) and (2). )
Have the effect of.
さらに、入出力マイクロ波線路21及び25間の間隔は、
従来例のように1/4波長の長さを必要とせず、FET22,24
並びに抵抗23で構成される回路を一般に小型化すること
ができる。特に、上記回路をモノリシック化すれば、該
インピーダンス変換回路を従来例に比較して大幅に小型
化することができる。Furthermore, the space between the input and output microwave lines 21 and 25 is
Unlike the conventional example, it does not require the length of 1/4 wavelength,
In addition, the circuit composed of the resistor 23 can be generally downsized. In particular, if the circuit is monolithic, the impedance conversion circuit can be made much smaller than the conventional example.
第1の実施例 第2図は本発明の第1の実施例である入出力マイクロ
ストリップ線路のインピーダンス変換のためのハイブリ
ッド集積回路の平面図であり、第2図において第1図と
同一のものについては同一の符号を付している。First Embodiment FIG. 2 is a plan view of a hybrid integrated circuit for impedance conversion of an input / output microstrip line according to the first embodiment of the present invention, and is the same as FIG. 1 in FIG. Are denoted by the same reference numerals.
第2図において、下表面に接地導体(図示せず)が形
成された誘電体基板10の上表面上に、幅l1のマイクロス
トリップ線路11と幅l2のマイクロストリップ線路12が各
線路11,12の長手方向に所定間隔だけ離れて形成され
る。この線路11及び12の各端部11a及び12a間の基板10上
に、それぞれ所定間隔だけ離れて略正方形状の導体15及
び17が形成され、導体15と17間が直流カット用チップキ
ャパシタ33を介して接続される。線路11の端部11aと導
体15の間の基板10上に、パッケージに封入されたFET31
が載置され、また導体17と線路12の端部12aの間の基板1
0上に、パッケージに封入されたFET32が載置される。The in Figure 2, on the upper surface of the dielectric substrate 10 (not shown) are formed grounding conductor under the surface, the width l 1 of the microstrip line 11 and the microstrip line 12 is the line 11 of width l 2 , 12 are formed at a predetermined interval in the longitudinal direction. On the substrate 10 between the respective end portions 11a and 12a of the lines 11 and 12, substantially square conductors 15 and 17 are formed with a predetermined distance therebetween, and a direct current cutting chip capacitor 33 is provided between the conductors 15 and 17. Connected through. On the substrate 10 between the end 11a of the line 11 and the conductor 15, the FET 31 enclosed in the package
Board 1 between the conductor 17 and the end 12a of the line 12
The FET 32 enclosed in the package is placed on the 0.
導体15及びFET32の図面下側の基板10上に、それぞれ
導体16及び18が形成され、FET31及び導体17の図面下側
にそれぞれ突出した突出部14a及び14bを有する接地導体
14が、FET31及び32並びに導体16及び18の図面下側の基
板10上に形成される。この接地導体14は所定の接続線
(図示せず)を介して基板10の下表面に形成された接地
導体に接続される。また、導体16及び18にそれぞれドレ
インバイアス供給用端子38及び39が接続される。The conductors 16 and 18 are formed on the substrate 10 on the lower side of the conductor 15 and the FET 32 in the drawing, respectively, and the ground conductor has the protruding portions 14a and 14b that protrude on the lower side of the FET 31 and the conductor 17 in the drawing.
14 is formed on the substrate 10 below the drawings of the FETs 31 and 32 and the conductors 16 and 18. The ground conductor 14 is connected to the ground conductor formed on the lower surface of the substrate 10 via a predetermined connecting wire (not shown). Further, drain bias supply terminals 38 and 39 are connected to the conductors 16 and 18, respectively.
FET31のソース端子が線路11の端部11aに接続され、ま
たFET31のドレイン端子が導体15に接続され、さらにFET
31のゲート端子が接地導体14の突出部14aに接続され
る。導体15がチップ抵抗36を介して導体16に接続され、
導体16が高周波バイパス用チップキャパシタ34を介して
接地導体14に接続される。また、導体15が直流カット用
チップキャパシタ33を介して導体17に接続される。さら
に、導体17がチップ抵抗37を介して接地導体14の突出部
14bに接続され、導体18が高周波バイパス用チップキャ
パシタ35を介して接地導体14に接続される。The source terminal of the FET 31 is connected to the end 11a of the line 11, the drain terminal of the FET 31 is connected to the conductor 15, and the FET
The gate terminal of 31 is connected to the protruding portion 14a of the ground conductor 14. Conductor 15 is connected to conductor 16 via a chip resistor 36,
The conductor 16 is connected to the ground conductor 14 via the high frequency bypass chip capacitor 34. Further, the conductor 15 is connected to the conductor 17 via the DC cut chip capacitor 33. Further, the conductor 17 is connected to the protruding portion of the ground conductor 14 via the chip resistor 37.
The conductor 18 is connected to the ground conductor 14b via the high-frequency bypass chip capacitor 35.
FET32のゲート端子が導体17に接続され、また、該FET
32のドレイン端子が導体18に接続され、さらに、該FET3
2のソース端子が線路12の端部12aに接続される。The gate terminal of the FET 32 is connected to the conductor 17, and the FET
32 drain terminals are connected to the conductor 18, and the FET3
The second source terminal is connected to the end 12a of the line 12.
以上のように構成することにより、FET31のドレイン
がチップ抵抗36及びチップキャパシタ34を介して高周波
的に接地され、またFET32のドレインがチップキャパシ
タ35を介して高周波的に接地される。入力マイクロスト
リップ線路11に入力された信号がFET31、チップキャパ
シタ33及びFET32を介して出力マイクロストリップ線路1
2に出力される。ここで、第2図のハイブリッド集積回
路の高周波等価回路は、第1図のようになり、FET31お
よびFET32の相互コンダクタンスをgm1Z01=gm2Z02=1
のように設定することにより、上述のように、入出力線
路11及び12間のインピーダンス整合がとれ、特性インピ
ーダンスの異なる入出力線路11及び12間のインピーダン
ス変換を行うことができる。また、入出力線路11及び12
間に、信号が一方向しか伝達されない2個のFET31,32に
てなるFET回路を挿入しているので、入出力線路11及び1
2間の電気的な分離度が良好なインピーダンス変換回路
が得られる。With the above configuration, the drain of the FET 31 is grounded in high frequency via the chip resistor 36 and the chip capacitor 34, and the drain of the FET 32 is grounded in high frequency via the chip capacitor 35. The signal input to the input microstrip line 11 is output via the FET 31, the chip capacitor 33, and the FET 32.
Output to 2. Here, the high frequency equivalent circuit of the hybrid integrated circuit of FIG. 2 is as shown in FIG. 1, and the mutual conductance of the FET 31 and FET 32 is gm 1 Z 01 = gm 2 Z 02 = 1.
As described above, the impedance matching between the input / output lines 11 and 12 can be achieved, and the impedance conversion between the input / output lines 11 and 12 having different characteristic impedances can be performed as described above. Also, the input / output lines 11 and 12
Since a FET circuit consisting of two FETs 31 and 32, which allows signals to be transmitted in only one direction, is inserted between them, the input / output lines 11 and 1
An impedance conversion circuit having a good electrical isolation between the two can be obtained.
さらに、本回路における入出力線路11,12間の間隔
は、従来例のように1/4波長の長さを必要としないの
で、FET31,32,チップキャパシタ33並びに導体15,17から
構成される回路を小型化することにより、該インピーダ
ンス変換回路を従来例に比較して小型化することができ
る。Further, since the distance between the input / output lines 11 and 12 in this circuit does not require the length of 1/4 wavelength as in the conventional example, it is composed of the FETs 31 and 32, the chip capacitor 33 and the conductors 15 and 17. By miniaturizing the circuit, the impedance conversion circuit can be miniaturized as compared with the conventional example.
なお、本実施例では、FET31およびFET32間を近接配置
して集中定数的に接続しているが、マイクロ波線路を介
して接続することも可能である。このことは、以下の実
施例でも同様である。In the present embodiment, the FET 31 and the FET 32 are arranged close to each other and are connected in a lumped constant manner, but they can be connected via a microwave line. This also applies to the following examples.
第2の実施例 第3図(A)は本発明の第2の実施例である入出力マ
イクロストリップ線路11及び12間のインピーダンス変換
のためのモノリシック集積回路の平面図、第3図(B)
は第3図(A)のA−A′線の縦断面図、第3図(C)
は第3図(A)のB−B′線の縦断面図である。この第
3図(A)、(B)及び(C)において、上述の図面と
同一のものについては同一の符号を付している。Second Embodiment FIG. 3 (A) is a plan view of a monolithic integrated circuit for impedance conversion between the input / output microstrip lines 11 and 12 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3 (B).
Is a longitudinal sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3 (A), and FIG. 3 (C).
FIG. 4 is a vertical sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3 (A). In FIGS. 3A, 3B and 3C, the same parts as those in the above-mentioned drawings are designated by the same reference numerals.
第3図(A)、(B)及び(C)において、長方形状
の半絶縁性GaAs半導体基板40の下表面上に接地導体60が
形成される。この半導体基板40の図上左側の略中央位置
であって金属−半導体電界効果トランジスタ(以下、ME
SFEという。)41が形成される位置の全面上に、半導体
基板40の上表面から不純物イオンを注入して動作層45を
形成する。MESFET41のゲート電極42が上記動作層45の略
中央位置に導体61と一体的に形成され、ここで、該ゲー
ト電極42の平面形状は長手のゲート幅w1とゲート長g1の
2辺を有する長方形状である。さらに、ソース電極43及
びドレイン電極44が、上記ゲート電極42を間にはさん
で、それぞれゲート電極42と所定の間隔だけ離れて、上
記動作層45上にそれぞれ入力マイクロストリップ線路の
導体11及び導体62と一体的に形成される。ここで、ソー
ス電極43及びドレイン電極44の各平面図形状は長方形状
であって、該電極43及び44の長手方向の辺が上記ゲート
電極42のゲート幅w1方向の辺と平行している。In FIGS. 3A, 3B and 3C, the ground conductor 60 is formed on the lower surface of the rectangular semi-insulating GaAs semiconductor substrate 40. A metal-semiconductor field effect transistor (hereinafter, referred to as ME
It is called SFE. ) 41 is formed on the entire surface at the position where the impurity layer 41 is formed, and impurity ions are implanted from the upper surface of the semiconductor substrate 40 to form an operating layer 45. The gate electrode 42 of the MESFET 41 is integrally formed with the conductor 61 at a substantially central position of the operation layer 45. Here, the planar shape of the gate electrode 42 is such that two sides of a longitudinal gate width w 1 and a gate length g 1 are formed. It has a rectangular shape. Further, the source electrode 43 and the drain electrode 44 are separated from the gate electrode 42 by a predetermined distance with the gate electrode 42 in between, and the conductor 11 and the conductor of the input microstrip line are respectively provided on the operation layer 45. It is integrally formed with 62. Here, each of the source electrode 43 and the drain electrode 44 has a rectangular plan view, and the sides of the electrodes 43 and 44 in the longitudinal direction are parallel to the sides of the gate electrode 42 in the gate width w 1 direction. .
半導体基板40内の動作層45上に以上のように公知の方
法で形成されたゲート電極42、ソース電極43及びドレイ
ン電極44によって、MESFET41を構成している。The MESFET 41 is constituted by the gate electrode 42, the source electrode 43 and the drain electrode 44 which are formed on the operation layer 45 in the semiconductor substrate 40 by the known method as described above.
また、MESFET41の図上右下側の位置の半導体基板40の
動作層55上にMESFET41と同様にゲート電極52、ソース電
極53及びドレイン電極54を備えるMESFET51が形成され
る。ここで、ゲート電極52の平面形状は長手のゲート幅
w2とゲート長g2の2辺を有する長方形状であり、ソース
電極53及びドレイン電極54は、動作層55上にそれぞれ出
力マイクロストリップ線路の導体12及び導体66と一体的
に形成される。Further, the MESFET 51 including the gate electrode 52, the source electrode 53, and the drain electrode 54 is formed on the operation layer 55 of the semiconductor substrate 40 at the position on the lower right side of the MESFET 41 in the figure, similarly to the MESFET 41. Here, the planar shape of the gate electrode 52 is the longitudinal gate width.
It has a rectangular shape having two sides of w 2 and gate length g 2 , and the source electrode 53 and the drain electrode 54 are integrally formed with the conductor 12 and the conductor 66 of the output microstrip line on the operating layer 55.
入力マイクロストリップ線路の導体11がMESFET41のソ
ース電極43の図上上側にソース電極43と一体的に形成さ
れ、この導体11の平面形状はゲート幅w1の方向の幅l1と
長手の辺を有する長方形状である。ここで、この導体11
の幅l1の一辺がソース電極43のゲート幅w1方向の辺の中
央部分と接続される。接地導体61が、MESFET41のゲート
電極42及びドレイン電極44の図上左側及び下側、並びに
MESFET51のドレイン電極54の下側の半導体基板40の縁端
部にゲート電極42と一体的に形成され、この接地導体61
は所定の接続線(図示せず)を介して接地導体60と接続
される。なお、ここで接地導体61と接地導体60間を公知
のバイアホールに形成された導体を介して接続するよう
にしてもよい。Input conductor 11 of the microstrip line is formed the source electrode 43 integrally with the drawing the upper side of the source electrode 43 of MESFET41, the planar shape width l 1 and the longitudinal side of the direction of the gate width w 1 of the conductor 11 It has a rectangular shape. Where this conductor 11
One side of the width l 1 of the source electrode 43 is connected to the central portion of the side of the source electrode 43 in the gate width w 1 direction. The ground conductor 61 includes the gate electrode 42 and the drain electrode 44 of the MESFET 41 on the left side and the lower side in the figure, and
The ground electrode 61 is formed integrally with the gate electrode 42 at the edge of the semiconductor substrate 40 below the drain electrode 54 of the MESFET 51.
Is connected to the ground conductor 60 via a predetermined connecting wire (not shown). Here, the ground conductor 61 and the ground conductor 60 may be connected via a conductor formed in a known via hole.
導体62が、ドレイン電極44の図上下側及び右下側の半
導体基板40上にドレイン電極44と一体的に形成される。
この導体62の平面形状は2個の長方形を組み合わせたL
字形であって、ゲート幅w1の幅を有するMESFET41側の長
方形部62aとMESFET51側の長方形部62bから構成される。
導体62の長方形部62aの図上下側の接地導体61上及び接
地導体61の近傍部分の半導体基板40上に、長方形状の誘
電体にてなる絶縁体層64が形成され、さらに該絶縁体層
64と導体62の長方形部62aとの間の絶縁体層64の近傍部
分の半導体基板40上、並びに絶縁体層64上に、導体63が
形成される。この導体63、絶縁体層64及び接地導体61に
より、金属−絶縁体−金属キャパシタ(以下、MIMキャ
パシタという。)68を構成している。この導体63にバイ
アス接続端子38が接続される。The conductor 62 is integrally formed with the drain electrode 44 on the semiconductor substrate 40 on the upper and lower sides of the drain electrode 44 and the lower right side of the figure.
The plane shape of this conductor 62 is L which is a combination of two rectangles.
It is a letter shape and is composed of a rectangular portion 62a on the MESFET 41 side having a width of the gate width w 1 and a rectangular portion 62b on the MESFET 51 side.
An insulating layer 64 made of a rectangular dielectric is formed on the ground conductor 61 on the upper and lower sides of the rectangular portion 62a of the conductor 62 in the figure and on the semiconductor substrate 40 in the vicinity of the ground conductor 61.
The conductor 63 is formed on the semiconductor substrate 40 in the vicinity of the insulator layer 64 between the 64 and the rectangular portion 62a of the conductor 62, and on the insulator layer 64. The conductor 63, the insulator layer 64, and the ground conductor 61 constitute a metal-insulator-metal capacitor (hereinafter referred to as MIM capacitor) 68. The bias connection terminal 38 is connected to the conductor 63.
導体63の半導体基板40上の端部63aから導体62の長方
形部62aの図上下側端部62aaまでの半導体基板40内に予
め不純物イオンが注入され、これによって抵抗体46が形
成される。従って、導体62が抵抗体46、導体63、絶縁体
層64を介して接地導体61に接続される。Impurity ions are preliminarily implanted into the semiconductor substrate 40 from the end portion 63a of the conductor 63 on the semiconductor substrate 40 to the upper and lower end portions 62aa of the rectangular portion 62a of the conductor 62 in the drawing, whereby the resistor 46 is formed. Therefore, the conductor 62 is connected to the ground conductor 61 via the resistor 46, the conductor 63, and the insulator layer 64.
導体62の長方形部62bの端部の下側であって半導体基
板40上に、長方形状の導体65がMESFET51のゲート電極52
と一体的に形成され、ここで、導体65はゲート電極52の
ゲート長g2の一辺と接続される。この導体65と導体62の
長方形部62bとの間に誘電体にてなる絶縁体層(図示せ
ず)が形成され、この絶縁体層、導体62及び65によって
MIMキャパシタ70を構成している。従って、導体62が絶
縁体層を介して導体65に接続される。A rectangular conductor 65 is provided on the semiconductor substrate 40 below the end of the rectangular portion 62b of the conductor 62, and the gate electrode 52 of the MESFET 51.
And the conductor 65 is connected to one side of the gate length g 2 of the gate electrode 52. An insulator layer (not shown) made of a dielectric is formed between the conductor 65 and the rectangular portion 62b of the conductor 62, and the insulator layer, the conductors 62 and 65 form the insulator layer.
It constitutes the MIM capacitor 70. Therefore, the conductor 62 is connected to the conductor 65 via the insulating layer.
導体65の図上下側端部65aから接地導体61の上記端部6
5a側の近傍部分61aまでの半導体基板40内に予め不純物
イオンが注入され、これによって抵抗体47が形成され
る。従って、導体65が抵抗体47を介して接地導体61に接
続される。In the figure, the upper and lower ends 65a of the conductor 65 to the above end 6 of the grounding conductor 61.
Impurity ions are preliminarily implanted into the semiconductor substrate 40 up to the vicinity 61a on the 5a side, whereby the resistor 47 is formed. Therefore, the conductor 65 is connected to the ground conductor 61 via the resistor 47.
MESFET51のドレイン電極54の図上下側の接地導体61上
並びに該接地導体61とドレイン電極54との間の半導体基
板40上に、誘電体にてなる絶縁体層67が形成され、さら
に、ゲート幅w2を有する長方形状の導体66がこの絶縁体
層67上にドレイン電極54と一体的に形成される。この導
体66、絶縁体層67及び接地導体61によってMIMキャパシ
タ69を形成しており、これによって、MESFET51のドレイ
ン電極54が導体66及び絶縁体層67を介して接地導体61に
接続される。さらに、この導体66にバイアス接続端子39
が接続される。An insulator layer 67 made of a dielectric is formed on the ground conductor 61 on the upper and lower sides of the drain electrode 54 of the MESFET 51 and on the semiconductor substrate 40 between the ground conductor 61 and the drain electrode 54, and the gate width is further formed. A rectangular conductor 66 having w 2 is integrally formed with the drain electrode 54 on this insulator layer 67. The conductor 66, the insulator layer 67, and the ground conductor 61 form the MIM capacitor 69, whereby the drain electrode 54 of the MESFET 51 is connected to the ground conductor 61 via the conductor 66 and the insulator layer 67. Further, a bias connection terminal 39 is connected to the conductor 66.
Is connected.
出力マイクロストリップ線路の導体12が、ソース電極
53の図上上側及び右上側の半導体基板40上にソース電極
53と一体的に形成される。ここで、導体12の平面形状は
ゲート長g2方向の幅l2を有する略長方形状であって、該
導体12のゲート幅w2方向の辺の一部がソース電極53と接
続され、良好な入出力の電気的分離を得るために導体12
の導体11側の部分が可能な限り導体11と離れるようにカ
ットされた形状となっている。従って、導体12がソース
電極53と接続され、幅l2を有する導体12がこのインピー
ダンス変換回路の出力マイクロストリップ線路として用
いられる。The conductor 12 of the output microstrip line is the source electrode.
Source electrodes on the semiconductor substrate 40 on the upper and upper right sides of the figure 53
It is formed integrally with 53. Here, the planar shape of the conductor 12 is a substantially rectangular shape having a width l 2 in the gate length g 2 direction, and a part of the side of the conductor 12 in the gate width w 2 direction is connected to the source electrode 53, which is good. Conductor 12 to obtain good input / output electrical isolation
The portion on the conductor 11 side is cut so as to be separated from the conductor 11 as much as possible. Therefore, the conductor 12 is connected to the source electrode 53, and the conductor 12 having the width l 2 is used as the output microstrip line of this impedance conversion circuit.
以上のように構成することにより、特性インピーダン
スの異なる入出力マイクロストリップ線路11及び12間の
インピーダンス変換回路を構成することができるととも
に、この第2の実施例のモノリシック集積回路の高周波
等価回路は第1図のようになり、上述の第1の実施例と
同様の効果を有する。With the above configuration, an impedance conversion circuit between the input / output microstrip lines 11 and 12 having different characteristic impedances can be configured, and the high frequency equivalent circuit of the monolithic integrated circuit of the second embodiment is the first As shown in FIG. 1, the same effect as that of the above-mentioned first embodiment is obtained.
第3の実施例 第4図(A)は本発明の第3の実施例である入出力コ
プレナー線路71及び72のインピーダンス変換のためのモ
ノリシック集積回路の平面図であり、第4図(B)は第
4図(A)のC−C′線の縦断面図である。なお、第4
図(A)のA−A′線の縦断面図は、接地導体60が形成
されず、導体11が導体73となることを除いて第3図
(B)と同様である。この第4図(A)及び(B)にお
いて、上述の図面と同一のものについては同一の符号を
付している。Third Embodiment FIG. 4 (A) is a plan view of a monolithic integrated circuit for impedance conversion of the input / output coplanar lines 71 and 72 according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 4 (B). FIG. 4 is a vertical sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 4 (A). The fourth
The vertical cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 3A is the same as FIG. 3B except that the ground conductor 60 is not formed and the conductor 11 becomes the conductor 73. In FIGS. 4A and 4B, the same parts as those in the above-mentioned drawings are designated by the same reference numerals.
この第3の実施例の回路が第2の実施例の回路と異な
るのは、 (1)入出力マイクロストリップ線路11及び12が入出力
コプレナー線路71及び72にとって代わったこと、 (2)MESFET51が、2個のゲート電極52a,52b、2個の
ドレイン電極54a,54b並びにソース電極52aを有するMESF
ET51aにとって代わったこと、 (3)上記(1)によって導体11が導体73にとって代わ
り、また、導体12が導体75にとって代わり、さらに接地
導体61が接地導体74a及び74bにとって代わったこと、 (4)上記(2)によって2個のドレイン電極54a,54b
にそれぞれ接続される2個のMIMキャパシタ69a及び69b
が形成されたこと、並びに (5)半導体基板40の下表面に接地導体60が形成されな
いことである。以下、上記の相違点について詳細に説明
する。The circuit of the third embodiment differs from the circuit of the second embodiment in that (1) the input / output microstrip lines 11 and 12 are replaced by the input / output coplanar lines 71 and 72, and (2) the MESFET 51 is MESF having two gate electrodes 52a, 52b, two drain electrodes 54a, 54b and a source electrode 52a
(3) The conductor 11 was replaced by the conductor 73, the conductor 12 was replaced by the conductor 75, and the ground conductor 61 was replaced by the ground conductors 74a and 74b by the above (1), (4) The two drain electrodes 54a and 54b according to (2) above.
Two MIM capacitors 69a and 69b respectively connected to
(5) The ground conductor 60 is not formed on the lower surface of the semiconductor substrate 40. Hereinafter, the above differences will be described in detail.
導体73が、MESFET41のソース電極43の図上上側の半導
体基板40上にソース電極43と一体的に形成され、この導
体73の平面形状はゲート幅w1方向の幅l3と長手の辺を有
する長方形状である。ここで、この導体73の幅l3の一辺
がソース電極43のゲート幅w1方向の辺の中央部分と接続
される。接地導体74aが、半導体基板40の図上左端縁部
及びMESFET41及び51aの下側全面上にゲート電極42及び
接地導体74bと一体的にかつ導体73,75及び接地導体74b
と共平面関係で形成される。この接地導体74aは導体73
と所定の間隔l4だけ離れて形成されるとともに、ゲート
電極42のゲート長g1方向の一辺と接続される。The conductor 73 is integrally formed with the source electrode 43 on the semiconductor substrate 40 on the upper side of the source electrode 43 of the MESFET 41 in the figure, and the plane shape of the conductor 73 has a width l 3 in the gate width w 1 direction and a long side. It has a rectangular shape. Here, one side of the width l 3 of the conductor 73 is connected to the central portion of the side of the source electrode 43 in the gate width w 1 direction. The ground conductor 74a is integrally formed with the gate electrode 42 and the ground conductor 74b on the left end edge of the semiconductor substrate 40 in the figure and the entire lower surface of the MESFETs 41 and 51a, and the conductors 73 and 75 and the ground conductor 74b.
Is formed in a coplanar relationship with. This ground conductor 74a is conductor 73
Are formed at a predetermined interval l 4 and are connected to one side of the gate electrode 42 in the gate length g 1 direction.
また第3図(B)と同様に、MESFET41のドレイン電極
44の図上下側の接地導体61上に絶縁体層64が形成され、
導体63、絶縁体層64及び接地導体74aによってMIMキャパ
シタ68を構成している。Further, similarly to FIG. 3 (B), the drain electrode of the MESFET 41
An insulating layer 64 is formed on the ground conductor 61 on the upper and lower sides of the drawing of FIG.
The conductor 63, the insulator layer 64, and the ground conductor 74a form a MIM capacitor 68.
さらに、接地導体74bがMESFET41の図上右側及びMESFE
T51aの上側の半導体基板40上に、ゲート電極42及び接地
導体74aと一体的にかつ導体73,75及び接地導体74aと共
平面関係で形成される。この接地導体74bは、導体73と
所定の間隔l4だけ離れて形成されるとともに、ゲート電
極42のゲート長g1方向の他辺と接続される。ここで、上
述の導体73と接地導体74a及び74bによって入力コプレナ
ー線路71を構成している。Further, the ground conductor 74b is connected to the right side of the MESFET 41 in the figure and the MESFE.
It is formed on the semiconductor substrate 40 above the T51a integrally with the gate electrode 42 and the ground conductor 74a and in a coplanar relationship with the conductors 73 and 75 and the ground conductor 74a. The ground conductor 74b is formed apart from the conductor 73 by a predetermined distance l 4, and is connected to the other side of the gate electrode 42 in the gate length g 1 direction. Here, the above-mentioned conductor 73 and the ground conductors 74a and 74b constitute the input coplanar line 71.
上述の第2の実施例のMESFET51の位置と同一の位置の
半導体基板40の上表面から不純物イオンを注入して動作
層55aを形成した後、2個のゲート電極52a及び52bが、
ソース電極53aが形成される上記動作層55aの略中央位置
からそれぞれ所定間隔離れて、上記動作層55a上に導体6
5と一体的に形成される。ここで、該ゲート電極52a,52b
の各平面形状は、長手のゲート幅w2の辺とゲート長g2の
辺を有する長方形状であって、該ゲート電極52a,52bの
ゲート幅の辺は出力コプレナー線路72の導体75の長手方
向の辺と平行しており、各ゲート電極52a,52bのゲート
長g2方向の各一辺が上述の導体65と接続される。After forming the operating layer 55a by implanting impurity ions from the upper surface of the semiconductor substrate 40 at the same position as the position of the MESFET 51 of the second embodiment described above, the two gate electrodes 52a and 52b are
The conductor 6 is formed on the operating layer 55a at a predetermined distance from the substantially central position of the operating layer 55a where the source electrode 53a is formed.
Formed integrally with 5. Here, the gate electrodes 52a and 52b
Each planar shape is a rectangular shape having a long side of the gate width w 2 and a side of the gate length g 2 , and the side of the gate width of the gate electrodes 52a and 52b is the long side of the conductor 75 of the output coplanar line 72. Each side of the gate electrodes 52a and 52b in the gate length g 2 direction is connected to the conductor 65 described above.
さらに、ソース電極53aが、上記両ゲート電極52a,52b
を間にはさんでかつ所定間隔だけ離れて上記動作層55a
上に導体75と一体的に形成される。該ソース電極53aの
平面形状は長方形状であって、該電極53aの長手方向の
辺が上記ゲート電極52aと52bのゲート幅w2方向の辺と平
行している。また、2個のドレイン電極54a及び54bが、
ソース電極53aが形成された側と反対側である上記両ゲ
ート電極52aと52bの外側に、それぞれ上記ゲート電極52
aと52bと所定間隔離れて上記動作層55a上に、それぞれ
導体66a及び66bと一体的に形成される。該ドレイン電極
54a,54bの平面形状は長方形状であって、該電極54a,54b
の長手方向の辺が上記ゲート電極52a,52bの長手のゲー
ト幅w2方向の辺と平行している。Further, the source electrode 53a is replaced by the gate electrodes 52a and 52b.
The operation layer 55a is sandwiched between and separated by a predetermined distance.
It is integrally formed with the conductor 75 on the top. The planar shape of the source electrode 53a is rectangular, and the side in the longitudinal direction of the electrode 53a is parallel to the side in the gate width w 2 direction of the gate electrodes 52a and 52b. Also, the two drain electrodes 54a and 54b are
The gate electrode 52a is formed on the outside of the gate electrodes 52a and 52b opposite to the side where the source electrode 53a is formed.
The conductors 66a and 66b are formed integrally with the conductors 66a and 66b on the operating layer 55a with a predetermined distance from the conductors a and 52b. The drain electrode
The planar shape of 54a, 54b is rectangular, and the electrodes 54a, 54b
Of the gate electrodes 52a and 52b are parallel to the sides of the gate electrodes 52a and 52b in the gate width w 2 direction.
MESFET51aのドレイン電極54aの図上下側及び54bの図
面上側の各接地導体74a及び74b上、並びに該接地導体74
a、74bと各ドレイン電極54a,54b間の半導体基板40上
に、それぞれ誘電体にてなる絶縁体層67a及び67bが形成
され、さらに、ゲート幅w2を有する長方形状の導体66a
及び66bが、それぞれ絶縁体層67a及び67b上にドレイン
電極54a及び54bと一体的に形成される。この導体66a,絶
縁体層67a及び接地導体74aによって、MIMキャパシタ69a
を形成しており、これによってMESFET51aのドレイン電
極54aが導体66a及び絶縁体層67aを介して接地導体74aに
接続される。また同様に、MIMキャパシタ69bが形成さ
れ、MESFET51aのドレイン電極54bが導体66b及び絶縁体
層67bを介して接地導体74bに接続される。なお、バイア
ス接続端子39が導体66aに接続される。On the ground conductors 74a and 74b on the upper and lower sides of the drain electrode 54a of the MESFET 51a and on the upper side of the figure of 54b, and the ground conductor 74.
a, 74b and the drain electrode 54a, on the semiconductor substrate 40 between 54b, the insulating layers 67a and 67b respectively a dielectric material is formed, further, rectangular conductor 66a having the gate width w 2
And 66b are integrally formed with the drain electrodes 54a and 54b on the insulator layers 67a and 67b, respectively. The conductor 66a, the insulator layer 67a, and the ground conductor 74a allow the MIM capacitor 69a to
The drain electrode 54a of the MESFET 51a is thereby connected to the ground conductor 74a via the conductor 66a and the insulator layer 67a. Similarly, the MIM capacitor 69b is formed, and the drain electrode 54b of the MESFET 51a is connected to the ground conductor 74b via the conductor 66b and the insulator layer 67b. The bias connection terminal 39 is connected to the conductor 66a.
またさらに、上記ゲート電極52a,52b,ドレイン電極54
a,54b及びソース電極53aのゲート幅w2方向の略中央部分
及びその近傍の導体66a及び66b上に、例えばSiO2、Si
N、又はフォトレジスト(この場合は後で除去)にてな
る絶縁体層90を形成した後、絶縁体層90を介してゲート
電極52a,52b及びソース電極53aと絶縁された接続導体76
が、上記絶縁体層90上及び導体66a及び66bの該絶縁体層
90の近傍部分上に形成され、上記導体66a及び66bが該接
続導体76を介して電気的に接続される。Furthermore, the gate electrodes 52a and 52b, the drain electrode 54
a, 54b and the source electrode 53a on the conductor 66a and 66b in the gate width w 2 direction substantially central portion and its vicinity, for example, SiO 2 , Si
After forming the insulator layer 90 made of N or photoresist (in this case, removed later), the connection conductor 76 insulated from the gate electrodes 52a, 52b and the source electrode 53a via the insulator layer 90.
On the insulator layer 90 and the conductor layers 66a and 66b.
It is formed on the vicinity of 90, and the conductors 66a and 66b are electrically connected via the connection conductor 76.
以上のように、半導体基板40内の動作層55a上に公知
の方法で形成された、ドレイン電極54a,54b、ゲート電
極52a,52b及びソース電極53aによって、MESFET51aを構
成している。As described above, the MESFET 51a is constituted by the drain electrodes 54a and 54b, the gate electrodes 52a and 52b, and the source electrode 53a which are formed on the operating layer 55a in the semiconductor substrate 40 by a known method.
導体75が接地導体74a及び74bと所定の間隔l6だけ離れ
てソース電極53aと一体的にかつ接地導体74a,74bと共平
面関係で形成される。導体75の平面形状は、所定の幅l5
を有する長方形状であって、該導体75のゲート長g2方向
の幅の一辺がソース電極53aと接続される。この導体75
と接地導体74a及び74bによって、出力コプレナー線路72
を構成している。The conductor 75 is formed integrally with the source electrode 53a and spaced apart from the ground conductors 74a and 74b by a predetermined distance l 6 in a coplanar relationship with the ground conductors 74a and 74b. The plane shape of the conductor 75 has a predetermined width l 5
One side of the width of the conductor 75 in the gate length g 2 direction is connected to the source electrode 53a. This conductor 75
And the ground conductors 74a and 74b, the output coplanar line 72
Is composed.
以上のように構成することにより、特性インピーダン
スの異なる入出力コプレナー線路71及び72間のインピー
ダンス変換回路を構成することができるとともに、この
第3の実施例のモノリシック集積回路の高周波回路は第
1図のようになり、上述の第1の実施例と同様の効果を
有する。With the above configuration, an impedance conversion circuit between the input / output coplanar lines 71 and 72 having different characteristic impedances can be constructed, and the high frequency circuit of the monolithic integrated circuit according to the third embodiment is shown in FIG. Thus, the same effect as the first embodiment described above is obtained.
第4の実施例 第5図は本発明の第4の実施例である入出力スロット
線路81及び82のインピーダンス変換のためのモノリシッ
ク集積回路の平面図であり、この第5図において、上述
の図面と同一のものについては同一の符号を付してい
る。Fourth Embodiment FIG. 5 is a plan view of a monolithic integrated circuit for impedance conversion of the input / output slot lines 81 and 82 according to the fourth embodiment of the present invention. The same symbols are attached to the same components.
この第4の実施例の回路が第2の実施例の回路と異な
るのは、 (1)入出力マイクロストリップ線路11及び12が入出力
スロット線路81及び82にとって代わったこと、 (2)上記(1)によって、導体11が導体83にとって代
わり、また導体12が導体85にとって代わり、さらに接地
導体61が接地導体84にとって代わったこと、並びに、 (3)半導体基板40の下表面に接地導体60が形成されな
いことである。以下、上記の相違点について詳細に説明
する。The circuit of the fourth embodiment differs from the circuit of the second embodiment in that (1) the input / output microstrip lines 11 and 12 are replaced by the input / output slot lines 81 and 82, and (2) the above ( According to 1), the conductor 11 is replaced by the conductor 83, the conductor 12 is replaced by the conductor 85, and the ground conductor 61 is replaced by the ground conductor 84, and (3) the ground conductor 60 is provided on the lower surface of the semiconductor substrate 40. It is not formed. Hereinafter, the above differences will be described in detail.
導体83が、MESFET41のソース電極43の図上上側及び左
上側の半導体基板40上に接地導体84と所定間隔l7だけ離
れて、ソース電極43と一体的にかつ接地導体84と共平面
関係で形成される。この導体83の平面形状は上記間隔l7
よりも十分に広いゲート長g1方向の幅を有する略長方形
状であって、良好な入出力分離度を得るために出力側の
導体85と可能な限り離れるように、導体83の図上右側の
一部がカットされた形状である。また、接地導体84が第
2の実施例の接地導体61と同様に形成されるほか、半導
体基板40の図上右下側の縁端部において導体85と所定の
間隔l8だけ離れてかつ導体85と共平面関係で形成され
る。この導体83と接地導体84によって入力スロット線路
81を構成している。The conductor 83 is separated from the ground conductor 84 on the upper and upper left sides of the source electrode 43 of the MESFET 41 in the figure by a predetermined distance l 7 , and is integral with the source electrode 43 and in a coplanar relationship with the ground conductor 84. It is formed. The planar shape of this conductor 83 is the above-mentioned interval l 7
It is a substantially rectangular shape having a width in the direction of the gate length g 1 that is sufficiently wider than that of the conductor 83 on the right side of the drawing so as to be as far as possible from the conductor 85 on the output side in order to obtain good input / output isolation. It is a shape that a part of is cut. The ground conductor 84 is formed in the same manner as the ground conductor 61 of the second embodiment, and is separated from the conductor 85 by a predetermined distance l 8 at the edge portion of the semiconductor substrate 40 on the lower right side in the drawing. It is formed in a coplanar relationship with 85. The input slot line is formed by the conductor 83 and the ground conductor 84.
Make up 81.
さらに、導体85がソース電極53の図上上側及び右上側
の半導体基板40上にソース電極53と一体的にかつ接地導
体84と共平面関係で形成される。ここで、導体85の平面
形状は幅l8よりも十分に広いゲート長g2方向の幅を有す
る略長方形状であって、該導体85のゲート幅w2方向の辺
の一部がソース電極と接続され、良好な入出力の電気的
分離を得るために、導体85の導体83側の部分が可能な限
り導体83と離れるようにカットされた形状となってい
る。この導体85と接地導体84とで出力スロット線路82を
構成している。Further, the conductor 85 is formed on the semiconductor substrate 40 on the upper side and the upper right side of the source electrode 53 in the figure, integrally with the source electrode 53 and in a coplanar relationship with the ground conductor 84. Here, the plane shape of the conductor 85 is a substantially rectangular shape having a width in the gate length g 2 direction that is sufficiently wider than the width l 8, and a part of the side of the conductor 85 in the gate width w 2 direction is the source electrode. In order to obtain good electrical input / output isolation, the portion of the conductor 85 on the conductor 83 side is cut so as to be separated from the conductor 83 as much as possible. The conductor 85 and the ground conductor 84 form an output slot line 82.
以上のように構成することにより、特性インピーダン
スの異なる入出力スロット線路81及び82間のインピーダ
ンス変換回路を構成することができるとともに、この第
4の実施例のモノリシック集積回路の高周波回路は第1
図のようになり、上述の第1の実施例と同様の効果を有
する。With the above structure, an impedance conversion circuit between the input / output slot lines 81 and 82 having different characteristic impedances can be formed, and the high frequency circuit of the monolithic integrated circuit of the fourth embodiment has the first structure.
As shown in the figure, the same effect as that of the above-described first embodiment is obtained.
以上の第4の実施例において、出力コプレナー線路82
の導体85をMSFET51の図上上側に形成しているが、これ
に限らず、より良好な入出力の電気的分離を得るため、
MESFET51のソース電極53とドレイン電極54をゲート電極
52を間にして逆に形成し、MESFET51の図上上側にMIMキ
ャパシタ69を介してドレイン電極54に接続される接地導
体84を形成し、一方、MESFET51の図上下側にソース電極
53に接続される導体85を形成するようにしてもよい。In the above fourth embodiment, the output coplanar line 82
The conductor 85 of is formed on the upper side of the MSFET 51 in the figure, but not limited to this, in order to obtain better input / output electrical isolation,
Source electrode 53 and drain electrode 54 of MESFET 51 are gate electrodes
A ground conductor 84 connected to the drain electrode 54 via the MIM capacitor 69 is formed on the upper side of the MESFET 51 in the figure, while the source electrode is formed on the upper and lower sides of the MESFET 51 in the figure.
You may make it form the conductor 85 connected to 53.
他の実施例 以上の実施例において、インピーダンス変換を行う能
動素子としてMESFETを用いているが、これに限らず、そ
の他の種類のFETを用いてもよい。また、入出力線路と
してマイクロストリップ線路、スロット線路又はコプレ
ナー線路を用いているが、これに限らず、その他のマイ
クロ波線路を用いてもよい。Other Embodiments In the above embodiments, the MESFET is used as the active element that performs impedance conversion, but the present invention is not limited to this, and other types of FETs may be used. Further, although the microstrip line, the slot line, or the coplanar line is used as the input / output line, the present invention is not limited to this, and other microwave lines may be used.
さらに、以上の実施例において、上記入出力線路を、
互いに特性インピーダンスの異なるマイクロ波線路とし
ているが、これに限らず、特性インピーダンスの同一の
入出力マイクロ波線路を用いて上記インピーダンス変換
回路を構成し、上記インピーダンス変換回路を例えばア
イソレータとして用いてもよい。Furthermore, in the above embodiments, the input / output line is
Although microwave lines having characteristic impedances different from each other are used, the present invention is not limited to this, and the impedance conversion circuit may be configured using input / output microwave lines having the same characteristic impedance, and the impedance conversion circuit may be used as, for example, an isolator. .
以上の実施例においては、入力線路と出力線路とが同
一の種類のマイクロ波線路を用いているが、本発明はこ
れに限らず、異なる種類のマイクロ波線路を用いてもよ
い。In the above embodiments, the input line and the output line use the same type of microwave line, but the present invention is not limited to this, and different types of microwave lines may be used.
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、ゲート接地の第
1の電界効果トランジスタとドレイン接地の第2の電界
効果トランジスタとを縦続接続しかつ、上記入力マイク
ロ波線路の特性インピーダンスをZ01とし、上記第1の
電界効果トランジスタの相互コンダクタンスをgm1と
し、上記出力マイクロ波線路の特性インピーダンスをZ
02とし、上記第2の電界効果トランジスタの相互コンダ
クタンスをgm2としたときに、 gm1Z01=gm2Z02=1 となるように、上記第1の電界効果トランジスタのゲー
ト幅と上記第2の電界効果トランスタのゲート幅を設定
した。これによって、入出力マイクロ波線路間のインピ
ーダンス整合がとれ、かつ入出力間の電気的分離が良好
なマイクロ波線路間のインピーダンス変換回路を実現で
きる。また、本発明の回路は入出力間のアイソレータと
しての機能を合わせ持ち、かつ従来例に比較して極めて
小形にできるため、各種モノリシックマイクロ波・ミリ
波集積回路への応用がきわめて有効である。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, the first field-effect transistor with grounded gate and the second field-effect transistor with grounded drain are connected in cascade, and the characteristics of the input microwave line are provided. Let Z 01 be the impedance, the mutual conductance of the first field effect transistor be gm 1, and the characteristic impedance of the output microwave line be Z 1.
02, and when the mutual conductance of the second field effect transistor is gm 2 , gm 1 Z 01 = gm 2 Z 02 = 1 and the gate width of the first field effect transistor and the The gate width of the field effect transformer 2 was set. As a result, it is possible to realize an impedance conversion circuit between the microwave lines in which impedance matching between the input and output microwave lines is achieved and the electrical isolation between the input and output is good. Further, the circuit of the present invention has a function as an isolator between the input and output and can be made extremely small as compared with the conventional example, so that it is extremely effective to be applied to various monolithic microwave / millimeter wave integrated circuits.
第1図は本発明の一実施例であるFETを用いたインピー
ダンス変換回路の基本回路の回路図、 第2図は本発明の第1の実施例である入出力マイクロス
トリップ線路間のインピーダンス変換のためのハイブリ
ッド集積回路の平面図、 第3図(A)は本発明の第2の実施例である入出力マイ
クロストリップ線路間のインピーダンス変換のためのモ
ノリシック集積回路の平面図、 第3図(B)は第3図(A)のA−A′線の縦断面図、 第3図(C)は第3図(A)のB−B′線の縦断面図、 第4図(A)は本発明の第3の実施例である入出力コプ
レナー線路のインピーダンス変換のためのモノリシック
集積回路の平面図、 第4図(B)は第4図(A)のC−C′線の縦断面図、 第5図は本発明の第4の実施例である入出力スロット線
路間のインピーダンス変換のためのモノリシック集積回
路の平面図、 第6図は従来例のインピーダンス変換回路の平面図であ
る。 21……入力マイクロ波線路、 22,24……電界効果トランジスタ(FET)、 23……抵抗、 25……出力マイクロ波線路。FIG. 1 is a circuit diagram of a basic circuit of an impedance conversion circuit using an FET, which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a first embodiment of the present invention, which shows impedance conversion between input and output microstrip lines. FIG. 3A is a plan view of a hybrid integrated circuit for the purpose of FIG. 3A, and FIG. 3B is a plan view of a monolithic integrated circuit for impedance conversion between the input and output microstrip lines according to the second embodiment of the present invention. ) Is a vertical sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3A, FIG. 3C is a vertical sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3A, and FIG. The top view of the monolithic integrated circuit for impedance conversion of the input / output coplanar line | wire which is the 3rd Example of this invention, FIG. 4 (B) is a longitudinal cross-sectional view of the CC 'line of FIG. 4 (A). FIG. 5 shows the impedance between the input and output slot lines according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of a monolithic integrated circuit for impedance conversion, and FIG. 6 is a plan view of a conventional impedance conversion circuit. 21 …… input microwave line, 22,24 …… field effect transistor (FET), 23 …… resistor, 25 …… output microwave line.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相川 正義 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−153602(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masayoshi Aikawa, No. 5, Mihiratani, Shoji-cho, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto Pref. 56, ATR Optical and Radio Communications Research Institute (56) Reference JP-A-60-153602 (JP, A)
Claims (1)
との間を接続するためのインピーダンス変換装置におい
て、 ソース電極が上記入力マイクロ波線路に接続され、所定
のゲート幅を有するゲート接地の第1の電界効果トラン
ジスタと、 上記第1の電界効果トランジスタのドレイン電極にゲー
ト電極が接続されるとともに、ソース電極が上記出力マ
イクロ波線路に接続され、所定のゲート幅を有するドレ
イン接地の第2の電界効果トランジスタとを備え、 上記入力マイクロ波線路の特性インピーダンスをZ01と
し、上記第1の電界効果トランジスタの相互コンダクタ
ンスをgm1とし、上記出力マイクロ波線路の特性インピ
ーダンスをZ02とし、上記第2の電界効果トランジスタ
の相互コンダクタンスをgm2としたときに、 gm1Z01=gm2Z02=1 となるように、上記第1の電界効果トランジスタのゲー
ト幅と上記第2の電界効果トランスタのゲート幅を設定
したことを特徴とするインピーダンス変換装置。1. An impedance converter for connecting an input microwave line and an output microwave line, wherein a source electrode is connected to the input microwave line, and a first gate-grounded gate having a predetermined gate width is provided. And a drain electrode of the first field effect transistor, a gate electrode of which is connected to the drain electrode of the first field effect transistor, and a source electrode of which is connected to the output microwave line. And the characteristic impedance of the input microwave line is Z 01 , the mutual conductance of the first field effect transistor is gm 1 , the characteristic impedance of the output microwave line is Z 02, and Gm 1 Z 01 = gm 2 Z 02 = 1 where gm 2 is the mutual conductance of the field effect transistor of The impedance conversion device is characterized in that the gate width of the first field effect transistor and the gate width of the second field effect transformer are set so that
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021633A JPH0834366B2 (en) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | Impedance converter |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP62021633A JPH0834366B2 (en) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | Impedance converter |
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|---|---|
| JPS63187702A JPS63187702A (en) | 1988-08-03 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6221632A (en) * | 1985-07-17 | 1987-01-30 | Kobe Steel Ltd | Granular body feeding device |
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