JP2002016455A - モノリシック・マイクロ波集積回路 - Google Patents

モノリシック・マイクロ波集積回路

Info

Publication number
JP2002016455A
JP2002016455A JP2000195477A JP2000195477A JP2002016455A JP 2002016455 A JP2002016455 A JP 2002016455A JP 2000195477 A JP2000195477 A JP 2000195477A JP 2000195477 A JP2000195477 A JP 2000195477A JP 2002016455 A JP2002016455 A JP 2002016455A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impedance line
high impedance
microwave integrated
integrated circuit
resistor
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
Application number
JP2000195477A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasufumi Kosaka
保史 小坂
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2000195477A priority Critical patent/JP2002016455A/ja
Publication of JP2002016455A publication Critical patent/JP2002016455A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Waveguide Connection Structure (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用帯域外での低周波側の共振回路的振る舞
いを抑制してMMICの動作を安定化させる。 【解決手段】 高インピーダンス線路1と、この高イン
ピーダンス線路1を挟んで対称に配置される一対のスタ
ブ長Rをもつ放射形状オープンスタブ2と、これらを高
インピーダンス線路1の方向に対して垂直に中央部から
分割しこれらをある距離Lだけ分離しその間に挟み込ま
れた抵抗部3と、から構成されるバイアス回路を、MM
ICの電源供給回路に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、UHF帯以上の超
高周波帯にて動作するモノリシック・マイクロ波集積回
路(MMIC:Monolithic Microwave Integrated Circ
uit)に関し、特に、不安定な回路動作を回避できるよ
うにしたバイアス回路を備えたMMICに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のMMICの等価回路図で
ある。図5において、入力端子24より入力された高周
波信号は、キャパシタC6、整合回路25aを介して電
界効果トランジスタ(FET)Q4のゲートに入力され
る。トランジスタQ4にて増幅された信号は、整合回路
25b、キャパシタC7を介して出力端子27より出力
される。トランジスタQ4のソースは接地されている。
そして、トランジスタQ4のゲートには、ゲート側電源
端子28、バイアス回路20aを介してバイアス電流が
供給され、Q4のドレインには、ドレイン側電源端子2
9、バイアス回路20bを介してバイアス電流が供給さ
れる。
【0003】図6(a)〜(c)は、従来のバイアス回
路例を示す平面図である。図6(a)は、高インピーダ
ンス線路21とオープンスタブ22aを組み合わせたも
のであり、図6(b)は高インピーダンス線路21と放
射(ラジアル)形状のスタブ22とを組み合わせたもの
である。また、図6(c)は、放射形状のスタブ22を
高インピーダンス線路21の両サイドに対称的に配した
ものである。そして、従来は所要周波数帯(例えば50
〜60GHz)での信号の通過を抑圧できるように、線
路長、スタブ長を選択していた。なお、図6(a)およ
び(b)に示す構成に比べ、図6(c)に示す、オープ
ンスタブを高インピーダンス線路の両サイドに配置した
構成の方が抑圧効果を広帯域に取れることは知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】MMIC上に構成され
るバイアス回路において重要なことは、FET部から同
回路を見た場合、高周波帯においては擬似的にオープン
に見え、DC供給部からはFETが接続されているよう
に見えることである。上述したように、従来、FETに
て増幅される所要周波数帯域(バイアス回路での阻止帯
域)内信号がバイアス回路およびDC供給部へ漏れ出さ
ないようにバイアス回路が設計されているため、その周
波数帯での抑圧効果は十分に得られているもののそれ以
外の帯域、特に低周波数(例えば5GHz)帯域での抑
圧が十分にはできていなかった。
【0005】図5に示すMMICにおいて、電源端子2
8、29にはボンディングワイヤが接続され、さらにシ
ャントキャパシタを介して接地されているが、十分に信
号抑圧のできない低周波帯ではFET側よりボンディン
グワイヤやシャントキャパシタが見えてしまう。そし
て、これらが共振回路として作用するため、特定の周波
数にてゲインの異常な盛り上がりが生じて回路動作が不
安定になったり最悪の場合には発振を招いたりしてい
た。したがって、本発明の解決すべき課題は、所要周波
数帯域の低周波側での共振回路的振る舞いを抑制するこ
とであり、これによりMMICの回路動作を安定化させ
ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、増幅素子と、前記増幅素子の入力
側と出力側の双方に接続された整合回路と、前記増幅素
子の入力側と出力側の双方に接続されたバイアス回路
と、を備えるモノリシック・マイクロ波集積回路におい
て、前記バイアス回路の少なくとも一つは、高インピー
ダンス線路と該高インピーダンス線路に設けられたオー
プンスタブを有し、かつ、前記高インピーダンス線路お
よび前記オープンスタブは前記高インピーダンス線路の
延在方向に対して垂直に前記オープンスタブの中央部か
ら分割され分割された前記高インピーダンス線路および
前記オープンスタブは一定距離隔てて分離されてその間
に抵抗体が挟み込ま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、が提供される。そして、好
ましくは、前記オープンスタブが放射形状スタブにより
構成され、さらに好ましくはオープンスタブは対をなし
て高インピーダンス線路の両サイドに配置される。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1は、本発明のMMICに
て用いられるバイアス回路の平面図である。本実施の形
態のバイアス回路は、MMIC(図示せず)上におい
て、図1に示すように、高インピーダンス線路1と、こ
の高インピーダンス線路1を挟んで対称に配置される一
対のスタブ長Rをもつ放射形状オープンスタブ2と、こ
れらを高インピーダンス線路の延在方向に対して垂直に
中央部から分割しその分割したものをある距離L(=抵
抗体の長さ)だけ分離しその間に挟み込まれた抵抗体3
とから構成される。
【0008】すなわち、本実施の形態のこの構成は、図
6(c)に示した従来のバイアス回路を高インピーダン
ス線路に垂直な方向に中央部から分割して、ある距離L
の隙間を設けその隙間に抵抗体を挟み込んだ構成であ
る。ここで、抵抗体は、半導体層または薄膜抵抗によっ
て形成することができる。半導体層を抵抗体層として用
いる場合、FETの活性層またはコンタクト層を利用す
ることができる。また、薄膜抵抗として構成する場合、
別途抵抗材料をスパッタ法などにより形成してもよい
が、伝送線路(高インピーダンス線路)のめっき下地層
を抵抗体層として利用することもできる。
【0009】図2に、本実施の形態の回路と図6(c)
に示した回路についての信号通過特性(S21)のシミュ
レーション結果を示す。図2(a)は、全体のシミュレ
ーション結果であり、図2(b)は低周波部での部分拡
大図である。また、このシミュレーション時のバイアス
回路の回路的位置関係を表す概略図を図2(c)に示
す。本実施の形態回路の抵抗体3に10Ω相当の抵抗値
を持たせ、抵抗体を挟む構造以外は本実施の形態回路お
よび従来回路の構成および条件は同一とした。図2
(a)に示されるように、本実施の形態の阻止帯域(約
50〜70GHz)においては、両回路とも満足すべき
通過(阻止)特性が得られている。しかし、従来例回路
では帯域外(この場合5GHz付近)での阻止特性が著
しく劣化している。これに対し、本実施の形態の回路で
はこの帯域での従来比約8dBの抑圧効果が得られてい
る。これは、バイアス回路側へ漏れ出た5GHz付近の
信号が抵抗体3のゲインロスにより抑圧されていること
を示す。結果として、本実施の形態の回路は、5GHz
付近の信号に対するバイアス回路およびDC供給部の共
振回路的振る舞いをそれだけ抑制して増幅回路部への悪
影響を低減できることを意味する。
【0010】本発明のバイアス回路に挿入される抵抗体
は、抵抗体の長さLと抵抗体の幅Wの比(L/W)を1
/10以下とすることが望ましい。このようにすること
により、抵抗体を挿入したことによるバイアス回路のチ
ップ上での占める面積の増加を抑えることができるとと
もに、抵抗値を大きくしないで直流電圧の同箇所での電
圧降下を小さく抑えることができる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図3(a)は、本発明の第1の実施
例を示すMMICの構成図である。同図に示されるよう
に、入力端子4より入力された高周波信号は、キャパシ
タC1、整合回路5aを介して電界効果トランジスタQ
1のゲートに入力される。トランジスタQ1にて増幅さ
れた信号は、整合回路5b、キャパシタC2を介して出
力端子7より出力される。そして、これらの各素子間は
伝送線路6により接続されている。また、トランジスタ
Q1のソースは接地されている。高インピーダンス線路
1と放射型のオープンスタブ2とそれらの分離部に挿入
された抵抗体3からなる二つのバイアス回路は、トラン
ジスタのゲート、ドレインから延びる伝送線路6と、ゲ
ート側電源端子8、ドレイン側電源端子9との間にそれ
ぞれ接続されている。
【0012】図3(b)は、図3(a)のA−A線での
断面図である。本実施例の抵抗体3は、めっき下地層を
用いて形成されている。図3(b)に示されるように、
半導体基板10上には、シリコン酸化膜などの絶縁膜1
1を介してめっき下地層12が形成されている。めっき
下地層12は、Ti膜とPt膜とを各100nmずつス
パッタ法により堆積したものである。抵抗体3の部分は
このめっき下地層が抵抗体層と用いられ、オープンスタ
ブ2の領域ではめっき下地層上にAuめっき層13が形
成される。なお、高インピーダンス線路1と伝送線路6
もオープンスタブ2と同じ導体構造となっている。
【0013】図4は、本発明の第2の実施例を示すMM
ICの構成図である。本実施例回路は、第1の実施例回
路が1段増幅回路に係るものであったのに対し、2段増
幅回路を構成している。同図において、図3の部分と同
じ参照番号を付したものは同一物を示す。図4におい
て、5c〜5eは整合回路、8a、8bはゲート側電源
端子、9a、9bはドレイン側電源端子、C3〜C5は
キャパシタ、Q2、Q3は電界効果トランジスタであ
る。多段増幅回路では、1段増幅回路以上に動作不安定
を招き易いが、本発明に係るバイアス回路を各バイアス
供給回路に用いることにより、2段以上の増幅回路の場
合であっても安定した増幅動作を実現することができ
る。
【0014】以上、好ましい実施の形態、実施例につい
て説明したが、本発明は、これらに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内におい
て適宜の変更が可能なものである。例えば、高インピー
ダンス線路に配置されるオープンスタブは放射形状とし
たが、矩形形状であってもよい。また、高インピーダン
ス線路の片側のみにオープンスタブを設けるようにして
もよい。また、図面によれば、高インピーダンス線路が
直線形状となっているが、オープンスタブを配置する部
分以外の形状については適宜変形可能である。また、実
施例では、全てのバイアス供給回路に本発明に係る抵抗
挿入型バイアス回路を用いていたが、必ずしも全部のバ
イアス回路にこの回路を用いる必要はなく、特に回路の
安定動作に影響の大きい個所にのみ図1のバイアス回路
を用い、それ以外のバイアス回路には、図6に示した従
来例を含む他の回路を採用してもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のMMIC
は、高インピーダンス線路とオープンスタブとを分割・
分離し、その分離領域に抵抗体を挿入した回路をバイア
ス回路として用いるものであるので、所要周波数帯域外
での低周波側の共振回路的振る舞いを抑制することがで
き、その周波数での異常はゲインの盛り上がりを抑制し
てMMICを安定に動作させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明において用いられるバイアス回路の平
面図。
【図2】 本発明のバイアス回路と従来例のものとの通
過特性を示すシミュレーション結果とそのシミュレーシ
ョン時のバイアス回路の位置関係を示すブロック図。
【図3】 本発明の第1の実施例の構成図とその部分断
面図。
【図4】 本発明の第2の実施例の構成図。
【図5】 従来例の回路図。
【図6】 従来例において用いられるバイアス回路の平
面図。
【符号の説明】
1、21 高インピーダンス線路 2、22、22a オープンスタブ 3 抵抗体 4、24 入力端子 5a〜5e、25a、25b 整合回路 6 伝送線路 7、27 出力端子 8、8a、8b、28 ゲート側電源端子 9、9a、9b、29 ドレイン側電源端子 10 半導体基板 11 絶縁膜 12 めっき下地層 13 Auめっき層 20a、20b バイアス回路 C1〜C7 キャパシタ L 分割長(=抵抗体の長さ) Q1〜Q4 電界効果トランジスタ(FET) R スタブ長 W 分割幅(=抵抗体幅)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 増幅素子と、前記増幅素子の入力側と出
    力側の双方に接続された整合回路と、前記増幅素子の入
    力側と出力側の双方に接続されたバイアス回路と、を備
    えるモノリシック・マイクロ波集積回路において、前記
    バイアス回路の少なくとも一つは、高インピーダンス線
    路と該高インピーダンス線路に設けられたオープンスタ
    ブを有し、かつ、前記高インピーダンス線路および前記
    オープンスタブは前記高インピーダンス線路の延在方向
    に対して垂直に前記オープンスタブの中央部から分割さ
    れ該分割された前記高インピーダンス線路および前記オ
    ープンスタブは一定距離隔てて分離されてその間に抵抗
    体が挟み込ま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。
  2. 【請求項2】 前記オープンスタブは、前記高インピー
    ダンス線路の両側に対をなして配置されていることを特
    徴とする請求項1記載のモノリシック・マイクロ波集積
    回路。
  3. 【請求項3】 前記オープンスタブが、放射形状スタブ
    により構成されていることを特徴とする請求項1または
    2記載のモノリシック・マイクロ波集積回路。
  4. 【請求項4】 前記抵抗体が、前記増幅素子を構成する
    半導体層と同一の層により構成されていることを特徴と
    する請求項1〜3の何れかに記載のモノリシック・マイ
    クロ波集積回路。
  5. 【請求項5】 前記増幅素子を構成する半導体層と同一
    の層が、活性層またはコンタクト層であることを特徴と
    する請求項4記載のモノリシック・マイクロ波集積回
    路。
  6. 【請求項6】 前記抵抗体が、薄膜抵抗として構成され
    ていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の
    モノリシック・マイクロ波集積回路。
  7. 【請求項7】 前記薄膜抵抗が、前記高インピーダンス
    線路のめっき下地層となる薄膜であることを特徴とする
    請求項6記載のモノリシック・マイクロ波集積回路。
  8. 【請求項8】 前記抵抗体の長さ(L)と幅(W)の比
    (L/W)が1/10以下であることを特徴とする請求
    項1〜7の何れかに記載のモノリシック・マイクロ波集
    積回路。
JP2000195477A 2000-06-29 2000-06-29 モノリシック・マイクロ波集積回路 Pending JP2002016455A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000195477A JP2002016455A (ja) 2000-06-29 2000-06-29 モノリシック・マイクロ波集積回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000195477A JP2002016455A (ja) 2000-06-29 2000-06-29 モノリシック・マイクロ波集積回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002016455A true JP2002016455A (ja) 2002-01-18

Family

ID=18694137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000195477A Pending JP2002016455A (ja) 2000-06-29 2000-06-29 モノリシック・マイクロ波集積回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002016455A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020179042A1 (ja) * 2019-03-07 2020-09-10 三菱電機株式会社 高周波半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020179042A1 (ja) * 2019-03-07 2020-09-10 三菱電機株式会社 高周波半導体装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040145034A1 (en) Semiconductor device
JP3175823B2 (ja) 高周波増幅装置
US20020037618A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JPH08130419A (ja) 増幅器並びにこれを有する受信機及び通信機
JP2643662B2 (ja) 高出力電界効果トランジスタ増幅器
JP3504472B2 (ja) 半導体装置
US6946934B2 (en) Transmission line and semiconductor integrated circuit device
JPH1083998A (ja) 半導体装置
US8421537B2 (en) Electronic circuit
JP4094904B2 (ja) 半導体装置
JP2002016455A (ja) モノリシック・マイクロ波集積回路
US6239670B1 (en) Short-stub matching circuit
JPH08116028A (ja) マイクロストリップ線路、スパイラルインダクタ、マイクロ波増幅回路及びマイクロ波増幅装置
WO2000035084A1 (fr) Amplificateur de micro-ondes
US6737921B2 (en) Distributed amplifier and differential distributed amplifier
JPH11112249A (ja) 高周波電力増幅器モジュール
KR20060034176A (ko) 초고주파 증폭기
JPS5860575A (ja) トランジスタ
Selmi et al. Design of an X-band transformer-coupled amplifier with improved stability and layout
JP3064939B2 (ja) 高周波増幅器
JP3204481B2 (ja) 能動インダクタ
JPH07226489A (ja) マイクロ波半導体装置
JPH07321130A (ja) 半導体装置
WO2006057077A1 (ja) 半導体装置および電力増幅器
JP3667136B2 (ja) 高周波電力増幅器モジュール