JPS5894207A - マイクロ波半導体発振器 - Google Patents
マイクロ波半導体発振器Info
- Publication number
- JPS5894207A JPS5894207A JP19351681A JP19351681A JPS5894207A JP S5894207 A JPS5894207 A JP S5894207A JP 19351681 A JP19351681 A JP 19351681A JP 19351681 A JP19351681 A JP 19351681A JP S5894207 A JPS5894207 A JP S5894207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission line
- microwave
- oscillator
- gate electrode
- chip
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B5/1841—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
- H03B5/1847—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
- H03B5/1852—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、マイクロ波集積回路（以下、ＭＩＣと称す
）基板を用いたマイク１波半導体発振器に関し、特にバ
ラクタダイオードのバイアス電圧で発揚周波数の同調が
可能な電圧同調型のマイクμ波半導体発振器に関するも
のである。
）基板を用いたマイク１波半導体発振器に関し、特にバ
ラクタダイオードのバイアス電圧で発揚周波数の同調が
可能な電圧同調型のマイクμ波半導体発振器に関するも
のである。
従来、この種の電圧同調型のマイクル波半導体発振器と
して第１図−に示すものがある。第１図において、１は
マイクロ波帯において低誘電損失を有するセラミックや
テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ ：米国デュポン社商品名）な
どからなる誘電体基板、２〜５および８は蒸着法やメッ
キ法で形成されたタームと金の多層金属膜をフォトエツ
チング法で成形したマイクロストリップ線路であり、２
はゲート電極伝送線路、３はドレイン電極伝送線路、４
は出力整合線路、５は５０Ω出力線路、６はゲート電極
Ｇ、ドレイ／電極りおよびソース電極Ｓがそれぞれ各線
路２．３．４に接続されている３端子マイクロ波半導体
素子としてのガリウム・ヒ素メタルセミコンダクタ電界
効果トランジスタ（以下、ＧａＡｓ ＭＥＳ ＦＥ
Ｔと称す）、Ｔはバイアス電圧によって接合容量が変わ
るバラクタダイオード、８は前記バラクタダイオードＴ
を為周波的に短絡させるための１／４波長伝送線路であ
る。
して第１図−に示すものがある。第１図において、１は
マイクロ波帯において低誘電損失を有するセラミックや
テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ ：米国デュポン社商品名）な
どからなる誘電体基板、２〜５および８は蒸着法やメッ
キ法で形成されたタームと金の多層金属膜をフォトエツ
チング法で成形したマイクロストリップ線路であり、２
はゲート電極伝送線路、３はドレイン電極伝送線路、４
は出力整合線路、５は５０Ω出力線路、６はゲート電極
Ｇ、ドレイ／電極りおよびソース電極Ｓがそれぞれ各線
路２．３．４に接続されている３端子マイクロ波半導体
素子としてのガリウム・ヒ素メタルセミコンダクタ電界
効果トランジスタ（以下、ＧａＡｓ ＭＥＳ ＦＥ
Ｔと称す）、Ｔはバイアス電圧によって接合容量が変わ
るバラクタダイオード、８は前記バラクタダイオードＴ
を為周波的に短絡させるための１／４波長伝送線路であ
る。
このようＶＣ構成された電圧同調型のマイクロ波半導体
発振器においては、ＧａＡｓ ＭＥＳ ＦＥＴ６の
ドレイン電極りが長さ 】／４ 波長のドレイン電極伝
送線路３に接続されているので、ドレイン電極りは高周
波的に短絡されている。一般に高周波で動作するＧａＡ
ｓ ＭＥＳ ＦＥＴ６のドレイン成極りを短絡させ
た場合、ＧａＡａ ＭＥＳ ＦＥＴ６は高周波的に
不安定となる。したがって、第１図で示すよ５ＫＧａＡ
ｓ ＭＥＳ ＦＥＴ６のゲート電極Ｇ側に、ゲート
電極伝送線路２とバラクタダイオードＴの共振回路を接
続し、マイクル波帯で通常用いられている５０Ω負荷と
同じ特性インピーダンスの５００出力線路５とＧａＡｓ
ＭＥＳ ＦＥＴ６のソース電極Ｓ間に整合を取る
ことで、マイクロ波半導体発振器か構成できる。
発振器においては、ＧａＡｓ ＭＥＳ ＦＥＴ６の
ドレイン電極りが長さ 】／４ 波長のドレイン電極伝
送線路３に接続されているので、ドレイン電極りは高周
波的に短絡されている。一般に高周波で動作するＧａＡ
ｓ ＭＥＳ ＦＥＴ６のドレイン成極りを短絡させ
た場合、ＧａＡａ ＭＥＳ ＦＥＴ６は高周波的に
不安定となる。したがって、第１図で示すよ５ＫＧａＡ
ｓ ＭＥＳ ＦＥＴ６のゲート電極Ｇ側に、ゲート
電極伝送線路２とバラクタダイオードＴの共振回路を接
続し、マイクル波帯で通常用いられている５０Ω負荷と
同じ特性インピーダンスの５００出力線路５とＧａＡｓ
ＭＥＳ ＦＥＴ６のソース電極Ｓ間に整合を取る
ことで、マイクロ波半導体発振器か構成できる。
なお、発振周波数は、主として共振回路を形成している
ゲート電極伝送線路２の長さ１５ とバラクタダイオー
ドＴの接合容量で決まり、発振周波数の同調はバラクタ
ダイオードＴのバイアス電圧で行われる。
ゲート電極伝送線路２の長さ１５ とバラクタダイオー
ドＴの接合容量で決まり、発振周波数の同調はバラクタ
ダイオードＴのバイアス電圧で行われる。
このように構成された従来の電圧同１１型のマイクロ波
半導体発振器は、ＭＩＣ化されているので、ｔａ＋
発振器の設計が容易である。
半導体発振器は、ＭＩＣ化されているので、ｔａ＋
発振器の設計が容易である。
（ｂｌ 小型で軽量である。
（ｃｌ 製造部品の点数が少なく、組立が容易である
。
。
（ｄｌ 信頼性が高い。
などの優れた利点がある。
しかし、上記した従来の電圧同調型のマイクロ波半導体
発振器には、周波数調整機構が付加されておらず、以下
のような欠点があった。
発振器には、周波数調整機構が付加されておらず、以下
のような欠点があった。
（ａｌ バラクタダイオードＴのボンディングに用い
られている金ワイヤの長さのバラツキ、製造工程におけ
るゲート電極伝送線路２の長さ１１のバラツキおよびバ
ラクタタイオード７の６菫のバラツキ等により、一定バ
ラクタバイアス電圧において発振周波数がばらつ（。
られている金ワイヤの長さのバラツキ、製造工程におけ
るゲート電極伝送線路２の長さ１１のバラツキおよびバ
ラクタタイオード７の６菫のバラツキ等により、一定バ
ラクタバイアス電圧において発振周波数がばらつ（。
（ｂｌ 発振周波数の異なった電圧同調マイクロ波半
導体発振器が必要な場合、ゲート電極伝送線路２の長さ
１１の異なったパターンのＭＩＣ基板もしくは接合容量
の異なったバラクタダイオード７を用意する必要があり
、製造コストが上昇する。
導体発振器が必要な場合、ゲート電極伝送線路２の長さ
１１の異なったパターンのＭＩＣ基板もしくは接合容量
の異なったバラクタダイオード７を用意する必要があり
、製造コストが上昇する。
この発明は、このような従来の欠点を除去するためにな
されたもので、共振回路を構成するゲート電極伝送線路
に電気的に結合する誘電体チップを配置することにより
、周波数調整が可能な電圧同調型のマイクロ波半導体発
振器を提供するものである。以下、この発明について説
明する。
されたもので、共振回路を構成するゲート電極伝送線路
に電気的に結合する誘電体チップを配置することにより
、周波数調整が可能な電圧同調型のマイクロ波半導体発
振器を提供するものである。以下、この発明について説
明する。
第２図（＆）および（ｂ）はこの発明による電圧同調型
のマイクロ波半導体発振器の一実施例を示すものであり
、第２図（＆）は平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）
のＡ−Ａ断面図である。第２図において第１図と同一ま
たは相当部分は同一符号を用いている。第２図において
、９は前記ゲート電極伝送線路２と電気的に結合してい
るフルミおよび酸化チタン等の誘電体チップである、 このように構成された電圧同調型のマイクロ波半導体発
振器においては、従来の発振器と同様、ＧａＡｓ Ｍ
ＥＳ ＦＥＴ６のドレイン電極伝送線路３が短絡され
ているので高周波的に不安定であり、その不安定作用で
マイクロ波電力を得ている。
のマイクロ波半導体発振器の一実施例を示すものであり
、第２図（＆）は平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）
のＡ−Ａ断面図である。第２図において第１図と同一ま
たは相当部分は同一符号を用いている。第２図において
、９は前記ゲート電極伝送線路２と電気的に結合してい
るフルミおよび酸化チタン等の誘電体チップである、 このように構成された電圧同調型のマイクロ波半導体発
振器においては、従来の発振器と同様、ＧａＡｓ Ｍ
ＥＳ ＦＥＴ６のドレイン電極伝送線路３が短絡され
ているので高周波的に不安定であり、その不安定作用で
マイクロ波電力を得ている。
第２図（ｂ）で示すように、ゲート電極伝送−路２と誘
電体チップ９が高周波電界（図中実線で電気力線を示す
）で結合しており、この結合蓋を変えること、つまりゲ
ート電極伝送線路２と誘電体チップ９の距離ｌを変える
ことで、電圧同調型のマイクロ波半導体発振器の周波数
調整が可能である。
電体チップ９が高周波電界（図中実線で電気力線を示す
）で結合しており、この結合蓋を変えること、つまりゲ
ート電極伝送線路２と誘電体チップ９の距離ｌを変える
ことで、電圧同調型のマイクロ波半導体発振器の周波数
調整が可能である。
上記説明で明らかなように、電圧同調のみの従来の発振
器に比較して、周波数調整機能を有するこの発明の電圧
同調型のマイクロ波半導体発振器の実用性は高いが、さ
らにこの発明の有効性を調べるため、ＧａＡａ ＭＥ
Ｓ ＦＥＴ、ＧａＡｓ＋ショットキバリヤダイオード
および酸化チタン系誘電体でＭＩＣ発振回路を構成し、
高周波特性を測定した。
器に比較して、周波数調整機能を有するこの発明の電圧
同調型のマイクロ波半導体発振器の実用性は高いが、さ
らにこの発明の有効性を調べるため、ＧａＡａ ＭＥ
Ｓ ＦＥＴ、ＧａＡｓ＋ショットキバリヤダイオード
および酸化チタン系誘電体でＭＩＣ発振回路を構成し、
高周波特性を測定した。
使用したＧａＡｓ ＭＥＳ ＦＥＴはゲート長１μ
ｍ。
ｍ。
ゲート幅８００μｍ、飽和ドレイン電流１５０２１８０
ｍＡ、バラクタダイオードは接合径１００μｍ、ＩＶの
逆バイヤス時における接合容ｔ２．５ＰＦ、誘電体チ７
プは比誘電率３８．３．１０Ｘ１．５５Ｘ０．４００ｍ
ｍの角状チップ、ＭＩＣ基板は比誘電率１０．厚さ０．
６３５ｍｍである。
ｍＡ、バラクタダイオードは接合径１００μｍ、ＩＶの
逆バイヤス時における接合容ｔ２．５ＰＦ、誘電体チ７
プは比誘電率３８．３．１０Ｘ１．５５Ｘ０．４００ｍ
ｍの角状チップ、ＭＩＣ基板は比誘電率１０．厚さ０．
６３５ｍｍである。
第３図はこの発明で得られた周波数調整特性を示すもの
であり、横軸にゲート電極伝送線路２と誘電体チップ９
の距離ｌを、縦軸に発振周波数ｆ０と発振出力Ｐ０とを
示す。距離ｌを変化させることで、はぼ発振出力を１３
０ｍＷＩＣ保ったま〜、９．２ＧＨｚから９．５ＧＨｚ
の発振周波数の調整が可能であった。
であり、横軸にゲート電極伝送線路２と誘電体チップ９
の距離ｌを、縦軸に発振周波数ｆ０と発振出力Ｐ０とを
示す。距離ｌを変化させることで、はぼ発振出力を１３
０ｍＷＩＣ保ったま〜、９．２ＧＨｚから９．５ＧＨｚ
の発振周波数の調整が可能であった。
また、バラクタバイヤスｖｌ、を５ｖから一］２Ｖへ変
化させた場合の電圧同調幅は、３００ ＭＨ７程度であ
った。なお、上記特性は、ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ６の
ソース電極Ｓとゲート電極Ｇとに５０の抵抗Ｒ１を接続
し、ドレイン電極りとゲート電極Ｇとの間に６．０Ｖ（
７）バイアス電圧ｖ１と１６０ｍＡのバイアス電流工８
とを印加して得たものである。
化させた場合の電圧同調幅は、３００ ＭＨ７程度であ
った。なお、上記特性は、ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ６の
ソース電極Ｓとゲート電極Ｇとに５０の抵抗Ｒ１を接続
し、ドレイン電極りとゲート電極Ｇとの間に６．０Ｖ（
７）バイアス電圧ｖ１と１６０ｍＡのバイアス電流工８
とを印加して得たものである。
本実施例では、３端子マイクロ波半導体素子として、Ｇ
ａＡｓ ＭＥＳ ＦＥＴを用いた場合について述べ
たが、ゲート電極Ｇ、ドレイン篭極りおよびソース電極
Ｓを、それぞれペース電極、コレクタ電極およびエミッ
タ電極に置き換えることで、マイクロ波接合型トランジ
スタに用いることができることはいうまでもない。
ａＡｓ ＭＥＳ ＦＥＴを用いた場合について述べ
たが、ゲート電極Ｇ、ドレイン篭極りおよびソース電極
Ｓを、それぞれペース電極、コレクタ電極およびエミッ
タ電極に置き換えることで、マイクロ波接合型トランジ
スタに用いることができることはいうまでもない。
以上詳細に説明したよ５に、この発明は、３端子マイク
ロ波半導体素子を用いたマイクル波半導体発振器におい
て、その伝送線路に電気的に結合する誘電体チップを備
えたので、この誘電体チップと伝送線路の相対位置関係
を変えることで周波数調整を行うことができる利点があ
る。
ロ波半導体素子を用いたマイクル波半導体発振器におい
て、その伝送線路に電気的に結合する誘電体チップを備
えたので、この誘電体チップと伝送線路の相対位置関係
を変えることで周波数調整を行うことができる利点があ
る。
第１図は従来の電圧同調マイクロ波半導体発掘器の一例
を示す千面叩、第２図（ａ）、 （ｂ）はこの発明の
一実施例を示す平面図およびそのＡ−Ａ断面図、第３図
は第２図の実施例の特性図である。 図中、１は誘電体基板、２はゲート電極伝送線路、３は
ドレイン電極伝送線路、４は出力整合線路、５は５０Ω
出力線路、６はＧａＡｓ ＭＥＳ ＦＥＴ。 ７はバラクタダイオード、８は】／４波長伝送線路、９
は誘電体チップである。なお、図中の同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 −（外１名） 第１図 ［ 第２図 （ａ） （ｂ） □！気力轍 第３図 −２−１０１２ １（ｍｍ）
を示す千面叩、第２図（ａ）、 （ｂ）はこの発明の
一実施例を示す平面図およびそのＡ−Ａ断面図、第３図
は第２図の実施例の特性図である。 図中、１は誘電体基板、２はゲート電極伝送線路、３は
ドレイン電極伝送線路、４は出力整合線路、５は５０Ω
出力線路、６はＧａＡｓ ＭＥＳ ＦＥＴ。 ７はバラクタダイオード、８は】／４波長伝送線路、９
は誘電体チップである。なお、図中の同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 −（外１名） 第１図 ［ 第２図 （ａ） （ｂ） □！気力轍 第３図 −２−１０１２ １（ｍｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ マイクル波集積回路基板上に組み込まれ、高
周波的に不安定となっている３端子マイクｐ波半導体素
子、前記３端子マイクロ波半導体素子の１端子に接続し
て共振回路を構成している伝送線路、この伝送線路の他
の１ｇ！Ａ子に接続しているバラクタダイオード、およ
び前記伝送線路に電気的に結合するように配置された誘
電体チップとを備えたことをＩ￥ｆ徴とするマイクル波
半導体発振器。 し） ３端子マイクｐ波半導体素子が電界効果トランジ
スタであり、そのドレイン電極が高周波的に短絡され、
そのゲート電極に共振回路としての伝送線路が接続され
、マイクロ波電力をソース電極より取り出すことを特徴
とする特許請求の範囲第＋１）項記載のマイクル波半導
体発振器。 （３）３端子マイクｐ波半導体素子が接合型トランジス
タであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載のマイクロ波牛導体発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19351681A JPS5894207A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | マイクロ波半導体発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19351681A JPS5894207A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | マイクロ波半導体発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5894207A true JPS5894207A (ja) | 1983-06-04 |
Family
ID=16309359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19351681A Pending JPS5894207A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | マイクロ波半導体発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5894207A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62231501A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-12 | Nec Corp | マイクロ波発振器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5478060A (en) * | 1977-12-05 | 1979-06-21 | Fujitsu Ltd | Microwave oscillator |
-
1981
- 1981-11-28 JP JP19351681A patent/JPS5894207A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5478060A (en) * | 1977-12-05 | 1979-06-21 | Fujitsu Ltd | Microwave oscillator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62231501A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-12 | Nec Corp | マイクロ波発振器 |
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