JPS62269366A - モノリシツクマイクロ波集積回路 - Google Patents

モノリシツクマイクロ波集積回路

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JPS62269366A
JPS62269366A JP61112504A JP11250486A JPS62269366A JP S62269366 A JPS62269366 A JP S62269366A JP 61112504 A JP61112504 A JP 61112504A JP 11250486 A JP11250486 A JP 11250486A JP S62269366 A JPS62269366 A JP S62269366A
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JP
Japan
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gate
fet
capacitor
microwave integrated
integrated circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP61112504A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyohiro Shibata
清裕 柴田
Eiji Murata
英治 村田
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Microwave Amplifiers (AREA)
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明はモノリシックマイクロ波集積回路の構造に関
する。
(従来の技術) 従来、マイクロ波集積回路には、絶縁基板上に電界効果
トランジスタ(以下FETと略称する)等の能動素子、
マイクロストリップ線路、キャパシタ等の個別部品を取
付けるハイブリッド猿積回路技術が用いられていたが、
近年、大量生産に適したモノリシックマイクロ波集積回
路(以下MMICと略称する)が実用化されるようにな
った。このMMICの従来例を第4図および第5図によ
って説明する。
第4図に一例のMMICの平面図、第5図に第4図のM
MICの等価回路図を示す。GaAs等の半絶縁性半導
体基板101の表面にイオン注入や蒸着、スパッタリン
グ等の方法によってFET 102、キャパシタ103
、103、マイクロストリップ線路104.104・等
が形成されている。FET 102のゲート電極102
g、ドレイン電極102dにはマイクロストリップ線路
104を介し、ゲート電極へのバイアス供給端子105
g、トレイン電極へのバイアス供給端子105dが夫々
設けられている。また、これらの夫々にはキャパシタ1
03が接続され、ボンディング線106゜106にてこ
のMMICが取付けられている接地用ベースプレート(
図示省略)に接続されている。さらに、FET 102
のソース電極102sもボンディング線106によりベ
ースプレートに接続、接地されている。
ここで、例えばFET 102のゲート電極102.、
は金属−半導体(ショットキ)接合になり、キャパシタ
】03は絶縁体薄膜の両主面に金属膜を被着した、いわ
ゆるMTM型(Mは金属薄膜、■は絶縁体薄膜)である
。
叙りのMMICの構成要素(FET、キャパシタ、マイ
グロストリップ線路)はすべて薄膜形成工程により連続
して作られるので、従来のハイブリッド技術を用いたマ
イクロ波集積回路のように部品の固定、配線等の]―程
がない。従ってMMICでは量産時の低価格化が期待で
きる。
ところが、上記については次項において(i)で述べる
問題点があり、これに対しては耐電圧の低い能動素子髪
外部からの高電圧等に対し保護する手段も提唱されてお
り、その−例としてlG11z以下の比較的低い周波数
帯で用いられるデュアルゲートGaAs FETがある
。これは第6図の等価回路に示されるように、ショット
キ接合になる2個のゲートの第1ゲート111、第2ゲ
ート1.21の夫々とソース113との間に第1保護ダ
イオード112、第2保護ダイオード122が夫々接続
されている。L記両保護ダイオードはいずれもFETが
形成されている半絶縁性GaAs基板の表面にイオン注
入等の手段により形成されたPN接合のツェナダイオー
ドである。
なお、第6図における114はドレインである。
」―記デュアルゲートGaAs FETの第1ゲート1
11、あるいは第2−ゲート121とソース113の間
に過電圧が印加されようとしても、この過電圧は−I−
記第1−保護ダイオード112、あるいは第2保護ダイ
オードに吸収されて両ゲートは保護される。従って、人
体の静電気等による破壊が防止され、取扱いが容易にな
る。
ところが」−記については次項における(ii)で述べ
る問題点がある。
(発明が解決しようとする問題点) い)一般の半導体を用いた能動素子は耐圧が低く、能動
素子の電極に過電圧を印加すると瞬時にして回復不能な
ダメージを受ける。特にMMICに多用されるショット
キ接合ゲーt”GaAs FETのゲー]−・ソース間
、あるいはゲート・トレイン間の耐圧は5〜10v程度
の低いもので、取扱い中に人体が帯びている静電気によ
っても破壊されるという問題点があった。
(jj)  保護ダイオードは通常、寄生抵抗や寄生容
量が大きく、これらは1.G It z以上の高い周波
数で雑音指数、利得、帯域幅等の特性を劣化させること
になる。従って高い周波数帯域で動作するFETやMM
TCでは、上記のように保護ダイオードに端子間に直接
に接続する手段は適用できなかった。
この発明は叙−1−の問題点に鑑み、並列に接続された
保護ダイオードとキャパシタとを、ゲートおよびトレイ
ンのバイアス供給端子と接地間に接続することにより、
静電気等の過電圧が印加されても特性劣化、破壊等が起
りにくい構造のモノリシックマイクロ波集積回路を提供
することを目的とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) この発明にかかるモノリシックマイクロ波集積回路は、
半絶縁性半導体基板(101) lに、能動素子、マイ
クロストリップ線路、キャパシタ、保護ダイオード等が
集積化して形成されたモノリシックマイクロ波集積回路
において、並列接続されたキャパシタ(13,103)
と保護ダイオード(11,2])を備え、かつその接続
体の一端は直接あるいはマイクロストリップ線路(14
,104) tr介して能動素子(輿)の電極(102
d、 102g)に接続され、他端は直接あるいはマイ
クロストリップ線路(14,104)を介して接地され
ていることに特徴とするものである。
(作 用) 叙上の構造により、この発明によればFETのゲートあ
るいはドレインに過電圧が印加されても、この過電圧は
保護ダイオードで吸収されて破壊を免れる。また、保護
ダイオードのもつ寄生抵抗。
寄生容量は、高周波ではこの保護ダイオードと並列に接
続されているキャパシタが充分低いインピーダンスであ
るために問題にならない。このようにして比較的低い耐
圧の能動素子が内装されたマイクロ波集積回路の高周波
特性に劣化させることなくその取扱いが容易にできる。
(実施例) 以下、この発明の実施例の一つを第1図および第2図を
参照して説明する。なお、説明において従来と変わらな
い部分については図面に従来と同し番号を付けて示し説
明を省略する。
第1図に平面図、第2図に等価回路図で示す一実施例の
モノリシックマイクロ波集積回路は、FET ]旦にの
ゲー1へ102g、またはトレイン102dに一端が接
続されているマイクロストリップ線路104の他端には
キャパシタ103と保護ダイオード11が並列に夫々の
一方の電極で接続されている。ここで、例えばキャパシ
タ】03にはMIM構造、保護ダイオード11にはPN
接合ツェナダイオードが用いられる。前記キャパシタ1
03と保護ダイオード】1の他方の電極はボンディング
線12により、このMMICが取付けられている接地用
ベースプレート(図示省略)に接続されており、また、
FET 102のソース電極102Sも同様にボンディ
ング線12によりベースプアー レートに接続されている。従って、保護ダイオード11
は直流的にはFET 102のゲート102gとソース
1025間、あるいはドレイン102dとソース102
s間に接続されることになり、FETのゲート102g
あるいはトレイン102dに過電圧が印加されてもこの
過電圧は保護ダイオード11で吸収されることになる。
従って、例えばFETのゲート102gへのバイアス供
給用端子105g、あるいはドレイン102dのバイア
ス供給用端子105dに人体の静電気等によるサージ電
圧が印加されても、それらによってFIETが電気的に
破壊されることは少なくなり、従来に比べ取扱いは格段
に容易になる。
また、保護ダイオード11が持つ寄生抵抗、寄生容量は
高周波では、並列に接続されているキャパシタ103が
充分低いインピーダンスになっているため、隠されて影
響がなくなる。
従って、MMICの雑音指数、利得、周波数帯域等の特
性は保護ダイオード11の持つ寄生抵抗、寄生容量によ
り劣化することがない。
さらに、マイクロストリップ線路104はFET 10
2のマイクロ波整合回路要素の一部であるため、従来の
第5図に示される回路と同様に設計すればよい。
次に、この発明にかかる別の実施例につきその等価回路
を示す第3図によって説明する。なお、説明において前
記実施例とかわらない部分については図中に同一符号を
付して示し説明を省略する。
この例ではFET 1.02のゲート側の保護ダイオー
ド2】とキャパシタ13の並列回路の一方の電極は直接
に接地されず、マイクロストリップ線路14を介して接
地されている。このようにしても保護ダイオードはFI
ETのゲート102gとソース102sに直流的に接続
されているため、その作用効果は前記実施例におけると
同じである。
また、これまで述べた例では、能動素子としてショット
キ接合ゲートGaAs FETを例示して説明したが、
これに限られることなく高電子移動度トランジスタ、M
IS FET(メタル・インシュレータ・セミコンダク
タFET)等、他の比較的耐圧の低い能動素子にも本発
明を適用できる。
また、保護ダイオードはPN接合ダイオード、キャパシ
タはMIN構造に限られるものでないことはいうまでも
なく、例えば、保護ダイオードとしてFETのドルイン
−ソース間を用い、ゲートをピンチオフ状態にバイアス
してトレイン−ソース間電圧の低いときは電流が流れな
いようにしておき、トレイン−ソース間に高電圧が加わ
ったときにブレークダウン特性により電流が流れるよう
になることを利用しても本発明の効果に変わりはない。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、比較的耐圧の低い能
動素子が内装されたマイクロ波集積回路の高周波特性を
劣化させることなくサージ電圧等の不所望の印加゛に対
応でき、取扱いが容易にできる顕著な利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるマイクロ波集積回路の一実施例
を示す平面図、第2図は第1図の一実施例の等価回路図
、第3図は本発明の別の実施例を説明するための等価回
路図、第4図は従来のマイクロ波集積回路を示す平面図
、第5図は第4図に示されたマイクロ波集積回路の等価
回路図、第6図は従来の過電圧保護対策を施したデュア
ルゲートFETの等価回路図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半絶縁性半導体基板上に、能動素子、マイクロストリ
    ップ線路、キャパシタ、保護ダイオード等が集積化して
    形成されたモノリシックマイクロ波集積回路において、
    並列接続されたキャパシタと保護ダイオードを備え、か
    つ、その接続体の一端は能動素子の電極に接続され、他
    端は接地されていることを特徴とするモノリシックマイ
    クロ波集積回路。
JP61112504A 1986-05-19 1986-05-19 モノリシツクマイクロ波集積回路 Pending JPS62269366A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5416660A (en) * 1992-01-24 1995-05-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Package for microwave device
WO2001018865A1 (en) * 1999-09-06 2001-03-15 Hitachi, Ltd. High-frequency power amplification module and radio communication device
KR100471386B1 (ko) * 2002-06-05 2005-02-21 주식회사 웨이브아이씨스 전기적 튜닝이 가능한 전치왜곡기
JP2015061205A (ja) * 2013-09-19 2015-03-30 三菱電機株式会社 増幅器
WO2025084030A1 (ja) * 2023-10-17 2025-04-24 住友電気工業株式会社 ダイヤモンドセンサ

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