JPS6035843B2 - キヤパシタ - Google Patents
キヤパシタInfo
- Publication number
- JPS6035843B2 JPS6035843B2 JP55099684A JP9968480A JPS6035843B2 JP S6035843 B2 JPS6035843 B2 JP S6035843B2 JP 55099684 A JP55099684 A JP 55099684A JP 9968480 A JP9968480 A JP 9968480A JP S6035843 B2 JPS6035843 B2 JP S6035843B2
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- Japan
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- capacitor
- electrode
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- frequency end
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Waveguide Connection Structure (AREA)
- Waveguides (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、キャパシタ特にマイクロ波集積回路に用いら
れる信号波長の＾／４と同程度の辺の長さをもつ平行平
板型キャパシタに関する。
れる信号波長の＾／４と同程度の辺の長さをもつ平行平
板型キャパシタに関する。
従来マイクロ波回路においては主として分布定数回路が
使用されるが、第１図に示す如き集中定数回路も使用さ
れることがある。
使用されるが、第１図に示す如き集中定数回路も使用さ
れることがある。
この図で１，，１２はインダクタンス、Ｃはキヤパシタ
であって、これらはローパスフィルタを構成する。マイ
クロ波集積回路ではこれらは第２図に示すように、その
キャパシタＣは接地された導体基板１４と誘電体膜１２
と電極１０とで構成され、またそのィンダクタンス１．
，１２はストリップラインＬ．，Ｌ２とキヤパシタ電極
１０を結ぶリード線１６，１８が構成する。ところで集
中定数回路を用いると、いましば設計値とはかけはなれ
た結果がでてくる。その原因の１つとしては周波数が高
くなるにつれて信号波長＾。が短くなりキャパシタの電
極寸法がキャパシタ電極を伝わる信号波長入。／ノごｒ
（ここで＾ｏは真空中の波長、ごｒは誘電体の比誘電率
）の１／４に近ずき、キャパシタが分布定数的な挙動を
示して周波数依存性のあるサセプタンスを持つに至るこ
とが挙げられる。この点を第３図で説明すると、キヤパ
シタＣを高周波でも良好に動作するようリード線は電極
１０の中心点Ａに接続したとしてこの中心点Ａから電極
周辺Ｂを見たインピーダンスＺを考えるに、このインピ
ーダンスＺはオープンスタブ即ち第３図ｂに取出して示
す第３図ａの点線で示す部分の幅Ｗと譲電体１２の厚さ
ｔ及び譲霜率ごｒで決まる特性インピーダンスろと長さ
１とにより定まる。このインピーダンスＺは１に応じて
第４図の矢印で示す如く変るから１が入。／４ノごｒに
比べて小さい状態では容量性であり、予定の集中定数回
路として十分働くが、１が＾。／４ノごｒに近ず〈と、
集中定数としての容量値に関係なく正確には乙によらず
高周波的に短絡回路となり、更に１が入。／４ノごｒ以
上になると譲導性に変る。このキャパシタがトランジス
タのソース接地回路に挿入された自己バイアス用のもの
である場合に誘導性になると該トランジスタは発振を生
じることもある。本発明はか）る問題を簡単な手段で改
善しようとするものであり、その特徴とする所は誘電体
物質の層とその両面に形成された導電体層からなるキャ
パシタにおいて、一つの導電体層の一端が第１の高周波
端に接続され、他端が第２の高周波端に接続され、該導
電体層の該第１の高周波端と該第２の高周波端との間の
２つの点を結び中間が該導電体層から離れた導線が少な
くとも１つ設けられ、該第１の高周波端と該第２の高周
波端との間の該導線により結ばれていない残りの部分の
長さの和が該第１の高周波端と該導電体層と該第２の高
周波端を伝わる電気信号の最高周波数の波長入０の杭；
（ただしごｒ‘ま前記議鰍燐酸）の値以下であることに
ある。
であって、これらはローパスフィルタを構成する。マイ
クロ波集積回路ではこれらは第２図に示すように、その
キャパシタＣは接地された導体基板１４と誘電体膜１２
と電極１０とで構成され、またそのィンダクタンス１．
，１２はストリップラインＬ．，Ｌ２とキヤパシタ電極
１０を結ぶリード線１６，１８が構成する。ところで集
中定数回路を用いると、いましば設計値とはかけはなれ
た結果がでてくる。その原因の１つとしては周波数が高
くなるにつれて信号波長＾。が短くなりキャパシタの電
極寸法がキャパシタ電極を伝わる信号波長入。／ノごｒ
（ここで＾ｏは真空中の波長、ごｒは誘電体の比誘電率
）の１／４に近ずき、キャパシタが分布定数的な挙動を
示して周波数依存性のあるサセプタンスを持つに至るこ
とが挙げられる。この点を第３図で説明すると、キヤパ
シタＣを高周波でも良好に動作するようリード線は電極
１０の中心点Ａに接続したとしてこの中心点Ａから電極
周辺Ｂを見たインピーダンスＺを考えるに、このインピ
ーダンスＺはオープンスタブ即ち第３図ｂに取出して示
す第３図ａの点線で示す部分の幅Ｗと譲電体１２の厚さ
ｔ及び譲霜率ごｒで決まる特性インピーダンスろと長さ
１とにより定まる。このインピーダンスＺは１に応じて
第４図の矢印で示す如く変るから１が入。／４ノごｒに
比べて小さい状態では容量性であり、予定の集中定数回
路として十分働くが、１が＾。／４ノごｒに近ず〈と、
集中定数としての容量値に関係なく正確には乙によらず
高周波的に短絡回路となり、更に１が入。／４ノごｒ以
上になると譲導性に変る。このキャパシタがトランジス
タのソース接地回路に挿入された自己バイアス用のもの
である場合に誘導性になると該トランジスタは発振を生
じることもある。本発明はか）る問題を簡単な手段で改
善しようとするものであり、その特徴とする所は誘電体
物質の層とその両面に形成された導電体層からなるキャ
パシタにおいて、一つの導電体層の一端が第１の高周波
端に接続され、他端が第２の高周波端に接続され、該導
電体層の該第１の高周波端と該第２の高周波端との間の
２つの点を結び中間が該導電体層から離れた導線が少な
くとも１つ設けられ、該第１の高周波端と該第２の高周
波端との間の該導線により結ばれていない残りの部分の
長さの和が該第１の高周波端と該導電体層と該第２の高
周波端を伝わる電気信号の最高周波数の波長入０の杭；
（ただしごｒ‘ま前記議鰍燐酸）の値以下であることに
ある。
以下実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。第６
図はマイクロ波用のＧａＡｓＦＥＴを要部とする半導体
装置を示す。
図はマイクロ波用のＧａＡｓＦＥＴを要部とする半導体
装置を示す。
この種のトランジスタはドレィンに正電圧を加え、そし
て例えばソースは接地し、ゲートには負電圧を加えて使
用するが、この方式では２電源を必要とするから、ソー
スを抵抗とキヤパシタの並列回路を介して接地すると所
謂自己バイアス方式となり、ゲートに負電圧を加えるこ
とは不要となって単一電源で動作可能となる。この千ヤ
パシタはいう迄もなくソースを交流的に接地する機能を
持つものであるが、超高周波になるとりード線のィンダ
クタンスが無視できなくなり、キヤパシタを何処に配置
するかが問題になる。そこでこの第６図の装置ではトラ
ンジスタに密接させてキャパシタを配置している。即ち
、この図で２０はＧａ母ＦＥＴを形成された半導体チッ
プ、２２はキャパシタの電極である。２４は接地された
導体基板であり、該基板上に図示しないが絶縁層を介し
て電極２２および半導体チップ２０が取付けられる。２
６はゲート用パッケージリード、２８はドレイン用パツ
ケージリ−ド、３０はソース用パッケージリードであり
、これらは図示の如く半導体チップのゲート、ドレィン
、ソース各電極およびキャパシタ電極にワイヤボンディ
ングされる。
て例えばソースは接地し、ゲートには負電圧を加えて使
用するが、この方式では２電源を必要とするから、ソー
スを抵抗とキヤパシタの並列回路を介して接地すると所
謂自己バイアス方式となり、ゲートに負電圧を加えるこ
とは不要となって単一電源で動作可能となる。この千ヤ
パシタはいう迄もなくソースを交流的に接地する機能を
持つものであるが、超高周波になるとりード線のィンダ
クタンスが無視できなくなり、キヤパシタを何処に配置
するかが問題になる。そこでこの第６図の装置ではトラ
ンジスタに密接させてキャパシタを配置している。即ち
、この図で２０はＧａ母ＦＥＴを形成された半導体チッ
プ、２２はキャパシタの電極である。２４は接地された
導体基板であり、該基板上に図示しないが絶縁層を介し
て電極２２および半導体チップ２０が取付けられる。２
６はゲート用パッケージリード、２８はドレイン用パツ
ケージリ−ド、３０はソース用パッケージリードであり
、これらは図示の如く半導体チップのゲート、ドレィン
、ソース各電極およびキャパシタ電極にワイヤボンディ
ングされる。
なおこのトランジスタは超高周波用であるのでゲート、
ドレィン各電極は櫛形になっている。このようにトラン
ジスタとキヤパシタ電極を併設するとゲート電極配線は
キャパシタ電極２２を跨いで行くことになるのでリード
線のィンダクタンスが大になり、そして超高周波トラン
ジスタでは入力インピーダンスが非常に小さいので整合
がとれなくなる。そこでこの半導体装置ではゲート電極
配線の持つィンダクタンス１３，１４‘こ対応するキャ
パシタＣ２を挿入して整合容易化を図っている。３２が
該キャパシタＣ２を構成する電極である。
ドレィン各電極は櫛形になっている。このようにトラン
ジスタとキヤパシタ電極を併設するとゲート電極配線は
キャパシタ電極２２を跨いで行くことになるのでリード
線のィンダクタンスが大になり、そして超高周波トラン
ジスタでは入力インピーダンスが非常に小さいので整合
がとれなくなる。そこでこの半導体装置ではゲート電極
配線の持つィンダクタンス１３，１４‘こ対応するキャ
パシタＣ２を挿入して整合容易化を図っている。３２が
該キャパシタＣ２を構成する電極である。
この半導体装置の等価回路を第７図に示す。この図でＣ
，，Ｒは自己バイアス用のキャパシタおよび抵抗であり
、キャパシ夕Ｃ，は電極２２が形成し、抵抗Ｒは図示し
ないがソース用パッケージリード３０１こ持たせてある
。このキャパシタで特に自己バイアス用のキヤパシタＣ
，は大型であるので、第３図で述べた問題が生じる。即
ちキャパシタ電極２２は１肌×２肌程度の大きさを持つ
が、信号周波数ｆ；昨日ｚ、譲雷体１２の誘電率ごｒを
１４０とするとこの平行平板キャパシタを通るときの該
信号の波長＾。／ノごｒの１／４は約１側である（真空
中なら１２．５側）。従ってこのキャパシタ電極の中央
部は良好に動作しておらず、そして信号周波数が更に高
くなり、電極が大型になったりすると該キャパシタは議
導性を呈するなどの問題がある。ところで、誘電率ｃｒ
中での高周波信号の波長は真空中のそれの１／ノごｒに
なるから、キヤパシタ電極中を伝わる高周波信号の波長
は、そのキャパシタ電極の両端に接続された高周波端で
あるリード線を伝わる信号の波長の１／ノごｒである。
そこで、２つのりード線接続点の間の信号径路となるキ
ャパシ夕電極の部分を伝わる信号を、その部分の２点を
結び空間中を通るように設けた導線で伝達すれば、その
導線での信号波長は、キャパシ夕霞極を伝わる信号のゾ
ごｒ倍の波長になる。
，，Ｒは自己バイアス用のキャパシタおよび抵抗であり
、キャパシ夕Ｃ，は電極２２が形成し、抵抗Ｒは図示し
ないがソース用パッケージリード３０１こ持たせてある
。このキャパシタで特に自己バイアス用のキヤパシタＣ
，は大型であるので、第３図で述べた問題が生じる。即
ちキャパシタ電極２２は１肌×２肌程度の大きさを持つ
が、信号周波数ｆ；昨日ｚ、譲雷体１２の誘電率ごｒを
１４０とするとこの平行平板キャパシタを通るときの該
信号の波長＾。／ノごｒの１／４は約１側である（真空
中なら１２．５側）。従ってこのキャパシタ電極の中央
部は良好に動作しておらず、そして信号周波数が更に高
くなり、電極が大型になったりすると該キャパシタは議
導性を呈するなどの問題がある。ところで、誘電率ｃｒ
中での高周波信号の波長は真空中のそれの１／ノごｒに
なるから、キヤパシタ電極中を伝わる高周波信号の波長
は、そのキャパシタ電極の両端に接続された高周波端で
あるリード線を伝わる信号の波長の１／ノごｒである。
そこで、２つのりード線接続点の間の信号径路となるキ
ャパシ夕電極の部分を伝わる信号を、その部分の２点を
結び空間中を通るように設けた導線で伝達すれば、その
導線での信号波長は、キャパシ夕霞極を伝わる信号のゾ
ごｒ倍の波長になる。
この場合、導線で結んだ２点間のキャパシ夕霞極部分を
伝わる信号はほとんど無視することができ、空間中を通
る導線は、キャパシタ電極の信号径路の場合のノごｒ倍
の長さまでキャパシタ電極が誘導性を呈することがない
ので、より大型のキャパシ夕霞極を設けることができ、
高周波端のりード間の間隔がゾごｒ倍となるキャパシタ
を用いる高い周波数まで使用可能になるはずである。上
記のように、キヤパシタ電極の２つの高周波端間の信号
径路上の２点を空間中を通る導線で結んだ場合、導線で
結んだ部分とその残りの部分ではそこを伝わる波長が大
きく異なり、導線で結んだ部分の波長はほぼ導線を伝わ
る波長であって大きいので、導線で結んでいない残りの
部分によって誘導性となるか決まる。本発明はか）る点
を利用するもので、第５図に示すようにキャパシタ電極
を複数点で、該電極から浮いたりード線つまり中間部が
空間を通る、詳しくはごｒ＝１の媒体を通る導線３６で
短絡する。このようにすれば、導線３６で結ばれた点Ｐ
，〜Ｐ２間、Ｐ２〜Ｐ３間、Ｐ３〜Ｐ４間、Ｐ３〜Ｐ５
間、Ｐ５〜Ｐ６間は導線を付けない場合に比べてキャパ
シタ電極の２つの高周波端であるリード線間の実効的な
波長が高周波端を伝わる最高織物波長入０の力気大三を
越えるこめなく、キャパシタが誘導性を呈して発振が生
じる問題が起こらないのでより高周波で動作可能となる
。以上説明したように本発明によればキヤパシタ電極の
中央と周辺間または周辺間相互などを該電極から浮いた
導線で短絡するという簡単な手段によりキヤパシタを一
層高周波まで使用可能にすることができ、マイクロ波用
トランジスタ回路などに適用して有効である。
伝わる信号はほとんど無視することができ、空間中を通
る導線は、キャパシタ電極の信号径路の場合のノごｒ倍
の長さまでキャパシタ電極が誘導性を呈することがない
ので、より大型のキャパシ夕霞極を設けることができ、
高周波端のりード間の間隔がゾごｒ倍となるキャパシタ
を用いる高い周波数まで使用可能になるはずである。上
記のように、キヤパシタ電極の２つの高周波端間の信号
径路上の２点を空間中を通る導線で結んだ場合、導線で
結んだ部分とその残りの部分ではそこを伝わる波長が大
きく異なり、導線で結んだ部分の波長はほぼ導線を伝わ
る波長であって大きいので、導線で結んでいない残りの
部分によって誘導性となるか決まる。本発明はか）る点
を利用するもので、第５図に示すようにキャパシタ電極
を複数点で、該電極から浮いたりード線つまり中間部が
空間を通る、詳しくはごｒ＝１の媒体を通る導線３６で
短絡する。このようにすれば、導線３６で結ばれた点Ｐ
，〜Ｐ２間、Ｐ２〜Ｐ３間、Ｐ３〜Ｐ４間、Ｐ３〜Ｐ５
間、Ｐ５〜Ｐ６間は導線を付けない場合に比べてキャパ
シタ電極の２つの高周波端であるリード線間の実効的な
波長が高周波端を伝わる最高織物波長入０の力気大三を
越えるこめなく、キャパシタが誘導性を呈して発振が生
じる問題が起こらないのでより高周波で動作可能となる
。以上説明したように本発明によればキヤパシタ電極の
中央と周辺間または周辺間相互などを該電極から浮いた
導線で短絡するという簡単な手段によりキヤパシタを一
層高周波まで使用可能にすることができ、マイクロ波用
トランジスタ回路などに適用して有効である。
第１図は集中定数回路の説明図、第２図は集積回路にお
けるその具体例を示す概略斜視図、第３図ａ，ｂおよび
ｃはキャパシタの平面図、その部分図、および側面図、
第４図はスミスチャート、第５図は本発明の実施例を示
す平面図、第６図ａおよびｂは半導体装置の平面図およ
び側面図、第７図は第６図の装置の等価回路図である。 図面で１２は誘電体物質の層、１０，１４，２２は導電
体層、３６は中間が浮いた導線である。第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図
けるその具体例を示す概略斜視図、第３図ａ，ｂおよび
ｃはキャパシタの平面図、その部分図、および側面図、
第４図はスミスチャート、第５図は本発明の実施例を示
す平面図、第６図ａおよびｂは半導体装置の平面図およ
び側面図、第７図は第６図の装置の等価回路図である。 図面で１２は誘電体物質の層、１０，１４，２２は導電
体層、３６は中間が浮いた導線である。第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- １ 誘電体物質の層とその両面に形成された導電体層か
らなるキヤパシタにおいて、 一つの導電体層の一端が
第１の高周波端に接続され、他端が第２の高周波端に接
続され、 該導電体層の該第１の高周波端と該第２の高
周波端との間の２つの点を結び中間が該導電体層から離
れた導線が少なくとも１つ設けられ、 該第１の高周波
端と該第２の高周波端との間の該導線により結ばれてい
ない残りの部分の長さの和が該第１の高周波端と該導電
体層と該第２の高周波端を伝わる電気信号の最高周波数
の波長λ＿０の１／（４√（εｒ））（ただしεｒは前
記誘電体の誘電率）の値以下であることを特徴とするキ
ヤパシタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55099684A JPS6035843B2 (ja) | 1980-07-21 | 1980-07-21 | キヤパシタ |
| DE8181303331T DE3176550D1 (en) | 1980-07-21 | 1981-07-21 | Capacitor element |
| EP81303331A EP0044742B1 (en) | 1980-07-21 | 1981-07-21 | Capacitor element |
| US06/285,472 US4384215A (en) | 1980-07-21 | 1981-07-21 | Capacitor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55099684A JPS6035843B2 (ja) | 1980-07-21 | 1980-07-21 | キヤパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5724101A JPS5724101A (en) | 1982-02-08 |
| JPS6035843B2 true JPS6035843B2 (ja) | 1985-08-16 |
Family
ID=14253858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55099684A Expired JPS6035843B2 (ja) | 1980-07-21 | 1980-07-21 | キヤパシタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4384215A (ja) |
| EP (1) | EP0044742B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6035843B2 (ja) |
| DE (1) | DE3176550D1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6122656A (ja) * | 1984-07-10 | 1986-01-31 | Nec Corp | 発振用トランジスタ素子 |
| JPH04330801A (ja) * | 1991-03-07 | 1992-11-18 | Fujitsu Ltd | マイクロ波集積回路のバイアス回路用のコンデンサモジュール及び該コンデンサモジュールを備えるマイクロ波モジュール |
| US6887290B2 (en) * | 2002-09-25 | 2005-05-03 | Federal Signal Corporation | Debris separation and filtration systems |
| US10240884B1 (en) | 2013-03-14 | 2019-03-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Mountable fixture for absorbing recoil |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1547242A (en) * | 1924-04-29 | 1925-07-28 | American Telephone & Telegraph | Carrier transmission over power circuits |
| US2195986A (en) * | 1936-01-11 | 1940-04-02 | Rca Corp | Transmission line transposition |
| US3465267A (en) * | 1966-03-04 | 1969-09-02 | Ernest H Carlson Jr | Circuit component |
| GB1469944A (en) * | 1975-04-21 | 1977-04-06 | Decca Ltd | Planar capacitor |
-
1980
- 1980-07-21 JP JP55099684A patent/JPS6035843B2/ja not_active Expired
-
1981
- 1981-07-21 EP EP81303331A patent/EP0044742B1/en not_active Expired
- 1981-07-21 DE DE8181303331T patent/DE3176550D1/de not_active Expired
- 1981-07-21 US US06/285,472 patent/US4384215A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0044742A3 (en) | 1984-10-10 |
| EP0044742A2 (en) | 1982-01-27 |
| JPS5724101A (en) | 1982-02-08 |
| US4384215A (en) | 1983-05-17 |
| DE3176550D1 (en) | 1988-01-07 |
| EP0044742B1 (en) | 1987-11-25 |
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