DE3327186C1 - Mikrowellenverstärker in planarer Leitungstechnik mit einem Feldeffekttransistor - Google Patents

Mikrowellenverstärker in planarer Leitungstechnik mit einem Feldeffekttransistor

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Description

  • Eingangsleitung 9 eine Leitung 12 abzweigt, welche eine Rückkopplung zwischen der Gate- und der massekontaktierten Sourceelektrode des FET herstellt. Die Rückkopplungsleitung 12 ist mit einer leerlaufenden Stichleitung 13 versehen, und beide Leitungen sind so lang gewählt, daß sie für Frequenzen des Nutzbandes (hier im 18-26,5GHz-Band) einen Leerlauf an die Gateelektrode transformieren. Signale mit Frequenzen unterhalb des Nutzbandes gelangen über die Rückkopplungsleitung 12, welche mit einem Dämpfungswiderstand (8 Q-Dünnschichtwiderstand) 14 bestückt ist, an Masse.
  • Dabei führen für die Signale mit Frequenzen unterhalb des Nutzbandes zwei parallele Wege vom Ende der Rückkopplungsleitung 12 zur Masse, was sich für die Schwingungsbedämpfung des Verstärkers als sehr vorteilhaft erwiesen hat. Zu diesem Zweck ist mit dem Metallträger über Bonddrähte 15 eine am Ende kurzgeschlossene, für die Betriebsfrequenz des FET ca.
  • lange Leitung 16 verbunden. In diese Leitung 16 mündet die Rückkopplungsleitung 12, so daß der eine Weg zur Masse über die Leitung 16 zum Metallträger 2 und der dazu parallele Weg zu Masse über das mit der Massefläehe des Substrats kurzgeschlossene Ende der Leitung 16 führt.
  • Über die Rückkopplungsleitung 12 kann gleichzeitig auch die Gleichstromzuführung für die Gateelektrode G des FET erfolgen. Hierfür ist eine an die Rückkopplungsleitung 12 angeschlossene Leitung 17 vorgesehen.
  • - Leerseite -

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Mikrowellenverstärker in planarer Leitungstechnik mit einem Feldeffekttransistor, der, auf einem Metallträger angeordnet, in ein Substrat so eingesetzt ist, daß seine Elektrodenanschlüsse auf gleichem Niveau wie die Leiterbahnen auf dem Substrat liegen, wobei die Gateelektrode mit einer Leitung für das Eingangssignal, die Drainelektrode mit einer Leitung für das Ausgangssignal und die Sourceelektrode mit dem auf Massepotential liegenden Metallträger kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gateelektrode (G) und der Sourceelektrode (S) eine Rückkopplungsleitung (12) vorhanden ist, welche so lang ist, daß sie für das Nutzfrequenzband einen Leerlauf an die Gateelektrode (G) transformiert und daß die Signale unterhalb des Nutzfrequenzbandes über die mit einem Dämpfungswiderstand (14) versehene Rückkopp lungsleitung an Masse gelangen.
  2. 2. Mikrowellenverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsleitung (12) mit einer an den auf Masse liegenden Metallträger (2) angeschlossenen Leitung (16) verbunden ist, die an ihrem dem Metallträger abgewandten Ende kurzgeschlossen ist.
  3. 3. Mikrowellenverstärker nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzgeschlossene Leitung (16) für die Betriebsfrequenz des Feldeffekttransistors ca. 2 /2 lang ist 4. Mikrowellenverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromzufüh rung für das Gate (G) des Feldeffekttransistors über die Rückkopplungsleitung (12) erfolgt.
    Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrowellenverstärker in planarer Leitungstechnik mit einem Feldeffekttransistor, der auf einem Metall angeordnet, in ein Substrat so eingesetzt ist, daß seine Elektrodenanschlüsse auf gleichem Niveau wie die Leiterbahnen auf dem Substrat liegen, wobei die Gateelektrode mit einer Leitung für das Eingangssignal, die Drainelektrode mit einer Leitung für das Ausgangssignal und die Sourceelektrode mit dem auf Massepotential liegenden Metallträger kontaktiert ist.
    Ein derartiger Mikrowellenverstärker ist aus der DE-PS 24 24 107 bekannt Der Einsatz des Feldeffekttransistors (künftig nur als FET bezeichnet) auf einem Metallträger in dem Substrat der planaren Schaltung hat zur Folge, daß wegen der Niveaugleichheit der Leiterbahnen und der FET-Elektroden nur sehr kurze Anschlußleitungen zwischen dem FET und den Leiterbahnen erforderlich sind, und daß eine direkte Masseverbindung vorliegt, was sich günstig auf die Verringerung parasitärer Blindwiderstandskomponenten auswirkt.
    Mikrowellenverstärker mit einem FET als Verstärkerelement neigen sehr stark dazu zu schwingen, wenn man nicht geeignete Maßnahmen dagegen ergreift. Die Schwingneigung ließe sich z. B. dadurch unterdrücken, daß man die an die Gate- und/oder an die Drainelektrode angeschlossenen Leitungen mit Dämpfungswiderständen versieht. Dämpfungswiderstände in den Eingangs- und Ausgangsleitungen haben aber den großen Nachteil, daß der Verstärkergewinn sehr stark reduziert und die Rauschzahl des Verstärkers vergrößert wird. Es wäre besonders vorteilhaft, das Gehäuse, in dem der planare Mikrowellenverstärker untergebracht ist, mit Hohlleiter-Streifenleiterübergängen zu versehen, weil gerade hiermit die geringsten Dämpfungsverluste auf der Eingangs- und Ausgangsleitung des FET erreichbar sind. Es müssen also andere als die eben erwähnten Maßnahmen ergriffen werden, um die Schwingneigung des FET-Mikrowellenverstärkers zu reduzieren.
    Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellenverstärker der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Schwingneigung durch Mittel unterdrückt wird, die keine Verminderung des Verstärkergewinns und keine Rauschzahlerhöhung zur Folge haben.
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Gateelektrode und der Sourceelektrode eine Rückkopplungsleitung vorhanden ist, welche so lang ist, daß sie für das Nutzfrequenzband einen Leerlauf an die Gateelektrode transformiert und daß die Signale unterhalb des Nutzfrequenzbandes über die mit einem Dämpfungswiderstand versehene Rückkopplungsleitung an Masse gelangen.
    Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
    Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert Es zeigt F i g. 1 die Draufsicht auf einen Mikrowellenverstärker in planarer Leitungstechnik und Fig. 2 den Querschnitt durch einen den FET aufnehmenden Metallträger, der in das Substrat des planaren Mikrowellenverstärkers eingesetzt ist.
    Der in Fig. 1 dargestellte in planarer Leitungstechnik ausgeführte Mikrowellenverstärker weist als Verstärkerbauelement einen FET auf. Der FET-Chip 1 ist in einer in einem Metallträger 2 eingefrästen Vertiefung 3 angeordnet, wie der in F i g. 2 gezeigte Schnitt durch den Metallträger 2 verdeutlicht. Die Vertiefung ist so gewählt, daß die Oberseite des FET-Chip auf gleicher Höhe liegt wie die Oberflächen der Stege 4, 5 des Metallträgers neben der Vertiefung 3. Der Metallträger wird in eine Öffnung des Substrats 6 eingesetzt und an der Unterseite mit der Massefläche des Substrats z. B.
    durch Löten galvanisch verbunden.
    Die Kontaktierung der Sourceelektrode S des FET mit Masse erfolgt auf kürzestem Wege mittels Bonddrähten 7, die auf den Stegen 4 und 5 des Metallträgers 2 aufgebondet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel führen vier Bonddrähte 7 von der Sourceelektrode zu den Stegen des Metallträgers, da durch die Vielzahl der Bonddrähte die Induktivität der Masseverbindung verkleinert wird, wozu auch die Großflächigkeit des Metallträgers beiträgt.
    Die Gateelektrode G ist über die Bonddrähte 8 mit einer Leiterbahn 9 für das Eingangssignal und die Drainelektrode D über Bonddrähte 10 mit einer Leiterbahn 11 für das Ausgangssignal kontaktiert Damit die Bonddrähte möglichst kurz gehalten werden können, um somit parasitäre Blindwiderstandskomponenten in der Schaltung zu vermindern, liegen die Oberflächen der Leiterbahnen, der Stege des Metallträgers und des FET-Chips auf gleichem Niveau (vgl. F i g. 2).
    Nachfolgend werden Schaltungsmaßnahmen zur Untcrdrückung der Schwingncigung des Verstärkers bcschieben. Der I i g. 1 ist zu entnehmen, daß von blei.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265833A1 (de) * 1986-10-22 1988-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Halbleiterbauelement mit mindestens einem Leistungs-MOSFET

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