JPS595710A

JPS595710A - 半導体装置

Info

Publication number: JPS595710A
Application number: JP11511382A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Ishii; 恭一石井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1982-07-01
Filing date: 1982-07-01
Publication date: 1984-01-12

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。

Description

【発明の詳細な説明】（１）発明の技術分野本発明は半導体装置に関する。特に、高周波高出力増幅
器として機能する半導体装置の改良に関する。

（２）技術の背景高周波高出力用バイポーラトランジスタはその電流容量
を大きくするため、エミ・ツタ周囲長を大きくすること
が一般である。その結果、入力容量が大きくなり、入力
インピーダンスが非常に小さくなる傾向がある。入力イ
ンピーダンスが極端に小さくなることはインピーダンス
整合を困難にし、変換損失も大きくするので、好ましく
ない。

（３）従来技術と問題点そこで、従来技術におい°Ｃは、高周波品出カッ（イボ
ーラトランジスタに対しては、第１図にブロック図を示
すようにインタリタンス２とギヤ／クシタンス３とより
なる低域通過フィルタをそのトランジスタ１に近接させ
て配置し、要すればそのトランジスタチップの収容され
ている）寸・ソケージと同一のパッケージ内に封入して
入力インピーダンスを大きくする手法、いわゆるパッシ
ブマツチング型内部整合回路が使用されている。

しかし、このいわゆるパッシブマツチング型内部整合回
路の附属された高周波高出力パイポーラトランジスタに
あっては、低域通過フィルタを構成するインタリタンス
はリードワイヤ、ボンデイングワイヤ等を使用して構成
するが、キャパシタンスはＭＯ８型キャパシタを使用し
て構成するので、半導体チップのかなりな面積を必要と
する上、パッシブマツチング型であるから、変換損失も
避は難いので、必ずしも欠点のないものではない。

（４）発明の目的本発明の目的は、上記の欠点を解消することにあり、変
換損失はなく変換利得のあるアクティブマツチング型の
インピーダンス変換整合回路を含み、その入力インピー
ダンスは大きくその出力利得は大きい高周波高出力増幅
器として機能する半導体装置を提供することにある。

（５）発明の構成本発明の構成は、コレクタ接地方式増幅回路をなすイン
ピーダンス変換整合回路を構成する第１のトランジスタ
と、該インピーダンス変換回路の後段として設けられエ
ミッタ接地方式またはベース接地方式増幅回路をなす電
力増幅回路を構成する第２のトランジスタとを有し、前
記第１のトランジスタのエミッタはインダクタンスを介
して接地されるとともに前記第２のトランジスタのベー
スに直結されることを特徴とする半導体装置にある。

本発明は、インピーダンス変換作用を有するコレクタ接
地方式の増幅回路を前段として、その入力インピーダン
スを大きくして、通常の大きさの出力インピーダンスを
有するドライバー回路との接続を可能とし、一方、後段
との接続点における出力インピーダンスを小さくして、
小さな人力インピーダンスを有する後段との接続を可能
にし、又、後段としては高周波高出力増幅回路としてす
ぐれた電力増幅作用を有するＣクラスまたはＢクラス増
幅回路を使用し、これら前後段の間を直結して上記の前
後段間のインピーダンス整合を容易にし、一方、この前
後段接続点をインダクタンスを介して接地し、直流的に
は接地し、高周波的には開放状態としてＣクラス動作の
要件を満したものである。

以上の構成に必須の各エレメントは箇々の半導体チップ
としても構成しつるが、即−の半導体チップの中に含め
ることも可能であり、また、前段トランジスタと後段ト
ランジスタを構成する２箇の半導体チップを単一の半纏
体パッケージ中に封入することが現実的である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る半導体装置の動
作原理を説明する。

第２図参照第２図は本発明に係る半導体装置の前段を構成するコレ
クタ接地方式増幅回路の基本回路の１例である。図にお
いて、１はトランジスタであり、Ｚｇ、　Ｚｏは、それ
ぞれ、信号源インピーダンス、負荷インピーダンスであ
り、ｖｇは入力信号電圧である。なお、便宜上ＤＣバイ
アス回路は省略しである。周知のとおり、この回路にお
いては、電流増幅率をαをもって表わすと、実効人・出
力インピーダンスが、それぞれ、Ｚｏ／（１−α）とＺ
ｇ（１−α）とに変換され、αの値は事実上１に近いの
で、インピーダンス変換機能により、実効入力インピー
ダンスは高くなり実効出力インピーダンスは低くされる
。

第３図参照高周波高出力トランジスタに対しては、Ｃクラスまたは
Ｂクラス増幅回路が望ましい。高周波入力信号がないと
きにはトランジスタをＯＦ　Ｆ状態にしておき、高周波
入力信号の人力にもとづいてトランジスタが（ＪＮ状態
にもたらされるようにされており、電力変換効率、電力
利得の双方とも高い値が得られるからである。

エミッタ接地方式にもとづくＣクラス電力増幅回路の１
例を第３図に示す。図において１はトラフシＸタテアリ
、Ｚｉ％ＺＬ、Ｖｉ％Ｌｔ、Ｌｚは、ツレぞれ、信号源
インピーダンス、負荷インピーダンス、入力信号電圧、
インダクタンス、インダクタンスである。図より明らか
なように、入力信号が存在しないときはベース電位はＯ
ＶでトランジスタｌはＵ　Ｆ　ｋ’状態にあり、入力信
号の入力によってトランジスタ１はＯＮ状態に移行して
増幅作用がなされるが、コレクタ電力変換効率が高いこ
とがこの回路の特徴である。この特徴は大電力を取り扱
う回路においては、熱放散の点からも有利な点である。

Ｂクラス増幅回路における特徴が、７１力利得を高くす
る目的をもって、ベースおよびコレクタ電流が流れない
程度の大きさのバイアス電圧をペースに与えたものであ
ることは周知である。

第４図参照上記の２種類の回路を組み合わせれば、本先明の目的を
達成しうろことは明らかである。すなわち、第４図に示
すように、コレクタ接地方式増幅回路を前段とし、エミ
ッタ接地方式電力増幅回路を後段とし、その接続点は直
結するとともにインダクタンスＬ１を介して接地するも
のである。この構成においては、（イ）前段のトランジ
スタに対しては、その人力インピーダンスが１／（１−
α）倍に増加され、この前段が率来入力インピーダンス
の小さな高周波間出力トランジスタをもって構成されて
いても、そのドライバ回路とのインピーダンス整合が容
易となり、（ロ）前段のトランジスタの出力インピーダ
ンスは（１−α）倍に減少され、しかも、前後段は直結
されているので、この後段が本来入力インピーダンスの
小さな高周波高出力トランジスタをもって構成されてい
ても、前後段間のインピーダンス整合は容易となり、（
ハ）前後段は直結されており、かつ、インダクタンスＬ
ｌを介して接地されているから、後段の入力端子は直流
的には接地され、高周波的には開放状態とされており、
Ｃクラス増幅回路の要件を満たす等の特徴を有する。な
お、インダクタンスＬ１にもとづくリアクタンスは周波
数に対して変化するから、低周波数帯域におけるよりも
高周波帯域における利得が大きくなるという特徴も有す
る。

第５図参照上記構成におけるインダクタンスＬｓを抵抗特に可変抵
抗几に変更すれば、その抵抗値の変化に対応して出力電
力の調整をなすことも可能である。

その−例を図示すると第５図の如くなる。

（６）兜明の実施例以下、図面を参照しつつ、本蛇明の一実施例に係る半導
体装直につき説明し、本先明の構成と特有の効果とを明
らかにする。

第６図参照図において、Ｚｇ、　ＺＬ、　Ｖｇは、それぞれ、信号
源インピーダンス、負倚インピーダンス、人力信号電圧
であり　Ｌ＋％Ｌ２はインダクタンスであり　）Ｌ＋、
几２はバイアス用分圧抵抗であり　Ｃ，、Ｃ２は接地用
コンデンサである。４．５が本兄明の要旨に係る第１と
第２のトランジスタであり、それぞれ、コレクタ接地方
式増幅回路とエミッタ接地増幅回路とを構成する。そし
て、前者はインピーダンス変換整合回路を構成し、その
入力インピーダンスが増加され、その出力インピーダン
スが減少され、それぞれ、出力インピーダンスの大きな
ドライバ回路（図示せず）と本来入力インピーダンスの
小さな第２のトランジスタ５とのインピーダンス整合を
容易に可能にする。このインピーダンス変換整合回路が
本来増幅器である以上、変換損失はなく逆に変換利得の
あることはいうまでもない。後者がＣクラス電力増幅回
路を構成することは上記の説明の場合と同様である。

第７図参照第７図は第６図に示す構成の半導体装置の第１のトラン
ジスタ４と第２のトランジスタ５とを、いずれもコレク
タ背面電極型のバイポーラトランジスタとしてこれらを
単一のパッケージに封入する場合の概念的構成を示す。

図において、一点鎖線が単一のパッケージに封入される
範囲であり、ＩＮ、ＯＵＴはそれぞれ信号人・出力端子
であり、Ｃ１は第１トランジスタ４の接地用コンデンサ
、Ｌｌは前後段接続点の接地用インダクタンスである。

（刃先明の効果以上説明せるとおり、本鈍明によれば、アクティブ型の
インピーダンス変換整合回路を含み、その入力インピー
ダンスは大きくなされ、通常の大きさの出力インピーダ
ンスを有する通常のドライバ回路との結合が可能であり
、一方、その電力増幅率は大きくなされている高周波高
出力増幅器として機能する半導体装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術におけるパッシブ型インピーダンスマ
ツチング回路のブロック図である。第２図はコレクタ接
地方式増幅回路の基本回路の１例であり、第３図はＣク
ラス電力増幅回路の１例である。第４図は本先明の一実
施例に係る半導体装置のブロックダイヤグラムであり、
第５図は不釦明の他の実施例に係る半導体装置のブロッ
クダイヤグラムである。第６図は本先明の更に他の実施
例に係る半導体装置のブロック図である。第７園は本発
明の−％　ｊ４例の１．に念的構成図である。１・・・・・・トランジスタ、２・・・・・・インダク
タンス、３・・・・・・キャパシタンス、ｖｇ・・・・
・・入力信号電圧、Ｚｇ・・・・・・信号源インピーダ
ンス、Ｚｏ・・・・・・負荷インピーダンス　７．、、
・・・・・・負荷インピーダンス、ＬＩ、　、Ｌ２・・
・インダクタンス、４・・・・・・第１のトランジスタ
、５・・・・・・第２のトランジスタ、Ｃ１、Ｃ２・・
・・・・接地用コンデンサ、）（、、，１４２・・・・
・・分圧用抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

コレクタ接地方式増幅回路をなすインピーダンス変換整
合回路を構成する第１のトランジスタと、該インピーダ
ンス変換回路の後段として設けられエミッタ接地方式ま
たはベース接地方式増幅回路をなす電力増幅回路を構成
する第２のトランジスタとを有し、前記第１のトランジ
スタのエミッタはインダクタンスを介して接地されると
ともに前記第２のトランジスタのベースに直結されるこ
とを特徴とする半導体装置。