JPH0795646B2 - High frequency semiconductor circuit adjustment method - Google Patents
High frequency semiconductor circuit adjustment methodInfo
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- JPH0795646B2 JPH0795646B2 JP1153386A JP15338689A JPH0795646B2 JP H0795646 B2 JPH0795646 B2 JP H0795646B2 JP 1153386 A JP1153386 A JP 1153386A JP 15338689 A JP15338689 A JP 15338689A JP H0795646 B2 JPH0795646 B2 JP H0795646B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波で用いられる高周波半導体回路の調整
方法に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for adjusting a high frequency semiconductor circuit used at high frequencies.
従来の技術 高周波帯で使用される半導体装置、例えば増幅器や発振
器等の信号伝送線路として、一般にマイクロストリップ
線路が用いられる。この際、半導体素子のインピーダン
スを外部回路のインピーダンスに整合させるために、半
導体素子の入出力部に整合回路が必要である。通常この
整合回路は、マイクロストリップ主線路に対して並列に
スタブを配置することによってインピーダンスを調整す
る構成となっている。例えば半導体素子の入力側を整合
することを考えてみる。すなわち、マイクロストリップ
主線路の特性インピーダンスをZo半導体素子の入力側の
インピーダンスをZsとすると、あるマイクロストリップ
主線路上の点Ａで負荷側（半導体素子の入力側）をみた
インピーダンスZaは次式で表わされる。2. Description of the Related Art A microstrip line is generally used as a semiconductor device used in a high frequency band, for example, a signal transmission line such as an amplifier or an oscillator. At this time, in order to match the impedance of the semiconductor element with the impedance of the external circuit, a matching circuit is required in the input / output section of the semiconductor element. Normally, this matching circuit has a configuration in which impedance is adjusted by arranging a stub in parallel with the microstrip main line. For example, consider matching the input side of a semiconductor device. That is, if the characteristic impedance of the microstrip main line is Zo and the impedance on the input side of the semiconductor element is Zs, the impedance Za when looking at the load side (input side of the semiconductor element) at a point A on a certain microstrip main line is expressed by the following equation. Be done.
ただし、ｍはＡ点から負荷までの距離。 However, m is the distance from point A to the load.
また、β＝２π／λ、λ：波長。Further, β = 2π / λ, λ: wavelength.
次に、この点Ａでマイクロストリップ線路に分岐部を設
け（並列にスタブを設置）、この先端部を開放とする
と、この分岐点の入力側（外部回路からの入力側）から
負荷側（半導体素子の入力側）をみたインピーダンスZc
は、点Ａで分岐側をみたインピーダンスをZbとすると すなわち Yc＝Ya＋Yb ただし、アドミッタンス:Y＝1/Z 従って、通常外部回路のインピーダンスは50Ωであるの
で、Yc＝1/50となれば整合がとれたことになる。また、
スタブの分岐点からみたアドミッタンスは、終端開放で
あることから Yb＝jYo tanβｌ ただし、Yo＝1/Zo、ｌはスタブの長さ。第３図に、ｌと
tanβｌの関係を表すグラフを示す。このグラフから、
ｌ＝λ/4の点でtanβｌの値が急変しているのがわか
る。Next, at this point A, a branch portion is provided on the microstrip line (stubs are installed in parallel), and when this tip portion is opened, from the input side (input side from the external circuit) of this branch point to the load side (semiconductor). Impedance Zc as seen from the input side of the element)
Let Zb be the impedance seen at the branch side at point A That is, Yc = Ya + Yb However, admittance: Y = 1 / Z Therefore, the impedance of the external circuit is usually 50Ω, so if Yc = 1/50, matching is achieved. Also,
The admittance seen from the branch point of the stub is Yb = jYo tanβl, since Yo is open, but Yo = 1 / Zo, 1 is the length of the stub. In Figure 3, l and
The graph which shows the relationship of tan (beta) l is shown. From this graph,
It can be seen that the value of tan βl changes abruptly at the point of l = λ / 4.
第２図は、従来のマイクロストリップ線路における並列
スタブを用いたインピーダンスの調整方法を示す平面図
である。この図において、１はマイクロストリップ主線
路、２は島状スタブ、３はボンディングワイヤをそれぞ
れ示す。この回路においてインピーダンス整合は島状ス
タブ２をボンディングワイヤ３を用いて接続することに
よって等価的なスタブ長をのばすことにより行われる。FIG. 2 is a plan view showing an impedance adjusting method using a parallel stub in a conventional microstrip line. In this figure, 1 is a microstrip main line, 2 is an island stub, and 3 is a bonding wire. In this circuit, impedance matching is performed by extending the equivalent stub length by connecting the island stub 2 with the bonding wire 3.
発明が解決しようとする課題 上述のように並列スタブは、その長さによって回路のイ
ンピーダンスを均一的に変化させるのではなくて、tan
βｌの関数的に変化させるのである。従って、第２図に
示したような従来例の調整方法によるとスタブの長さは
段々に変化するがインピーダンス的には不均一に飛び飛
びの値しかとらないことになる。しかも、第３図からわ
かるようにスタブの長さがλ/4に近くなるに従ってイン
ピーダンスの変化分が大きくなるのでこの時の調整は非
常に困難となる。Problems to be Solved by the Invention As described above, the parallel stub does not uniformly change the impedance of the circuit by its length, but
It is a function of βl. Therefore, according to the adjustment method of the conventional example as shown in FIG. 2, the length of the stub gradually changes, but in terms of impedance, only uneven values are obtained. Moreover, as can be seen from FIG. 3, as the length of the stub becomes closer to λ / 4, the amount of change in impedance increases, so adjustment at this time becomes extremely difficult.
課題を解決するための手段 本発明は上述のような従来の高周波半導体回路の調整方
法の問題点に鑑みてなされたものでありマイクロストリ
ップ主線路に対して分離して配置される島状の並列スタ
ブの各々の寸法が、該マイクロストリップ主線路からの
距離が1/4波長の長さに近づくにつれて短くし該島状ス
タブの各々の長さ方向の寸法が、tanβｌの比が一定と
なるように該島状スタブの該マイクロストリップ主線路
からの距離を決めることにより、並列スタブによるイン
ピーダンス整合の調整範囲を広げ、調整のしやすさを向
上させることによって、インピーダンス整合をより完全
にし、半導体素子の持つ特性を十分に生かすことによっ
て半導体回路装置全体の特性を上げることを目的とした
ものである。Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the problems of the conventional method of adjusting a high-frequency semiconductor circuit as described above, and island-shaped parallel arrangements separated from the microstrip main line are provided. The dimension of each stub becomes shorter as the distance from the microstrip main line approaches the length of 1/4 wavelength, and the dimension of each island stub in the lengthwise direction has a constant tan βl ratio. By determining the distance of the island-shaped stub from the microstrip main line, the adjustment range of the impedance matching by the parallel stub is expanded, and the ease of adjustment is improved, so that the impedance matching is more complete, and the semiconductor element The purpose is to improve the characteristics of the entire semiconductor circuit device by fully utilizing the characteristics of the semiconductor circuit device.
作用 本発明は上記した構成によって、マイクロストリップ線
路での並列スタブによるインピーダンス整合の調整範囲
を広げ、調整のしやすさを向上させることによって、イ
ンピーダンス整合をより完全にし、半導体素子の持つ特
性を十分に生かすことによって半導体回路装置全体の特
性を上げることができるので、インピーダンス不整合や
それに伴う反射による電力損失等の問題を解決し、イン
ピーダンス整合回路の内部整合化によって周囲の部分も
含めて高周波半導体装置の小型化をも図ることが可能で
ある。Action The present invention has the above-described configuration to widen the adjustment range of impedance matching by the parallel stubs in the microstrip line and improve the ease of adjustment, thereby making impedance matching more complete and sufficiently improving the characteristics of the semiconductor element. The characteristics of the semiconductor circuit device as a whole can be improved by making the best use of it to solve the problems such as the power loss due to impedance mismatch and the reflection caused by it. It is also possible to reduce the size of the device.
実施例 以下本発明の一実施例に於ける高周波半導体回路の調整
方法について、図面を参照しながら説明する。第１図
は、本発明の請求項（１）での一実施例に於ける高周波
半導体回路の調整方法を示す平面図である。この第１図
において、１は誘電体基板上でのマイクロストリップ主
線路、２は島状スタブ、３はボンディングワイヤを示
し、マイクロストリップ主線路と島状スタブ間を接続す
るのに用いる。２の島状スタブは、第１図に示したよう
にマイクロストリップ主線路から離れるに従ってその長
さ方向の寸法が小さくなっている。しかも、そのマイク
ロストリップ主線路からの長さは最大λ/4までである。
すなわち、前述したようにスタブの分岐点Ｂからみたア
ドミッタンスは終端開放であることから Yb＝jYo tanβｌ ただし、Yo＝1/Zo、ｌはスタブの長さ。Embodiments A method of adjusting a high frequency semiconductor circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a method for adjusting a high frequency semiconductor circuit according to an embodiment of the present invention (1). In FIG. 1, 1 is a microstrip main line on a dielectric substrate, 2 is an island stub, and 3 is a bonding wire, which is used to connect between the microstrip main line and the island stub. As shown in FIG. 1, the island-shaped stub 2 has a smaller dimension in the lengthwise direction with increasing distance from the microstrip main line. Moreover, the length from the microstrip main line is up to λ / 4.
That is, as described above, since the admittance seen from the branch point B of the stub is an open end, Yb = jYo tan βl where Yo = 1 / Zo, 1 is the length of the stub.
この式をインピーダンス表示すると Zb＝−jZo cosβｌ となる。この式と第３図から終端開放の並列スタブはλ
/4までは容量的であるのがわかる。そしてｌ＝λ/4のと
きに終端を短絡したのと同じことになり、このあと誘導
的な性質を持つことになる。ところで、スミスチャート
上で50Ωの点はスミスチャート上の中心にあり、これに
不整合な点はこの外側にある。一般に、負荷側のインピ
ーダンスと入力側のインピーダンス50Ωを整合させるに
は、負荷から入力側に適当な長さ離れた位置に並列スタ
ブを配置させればよい。すなわち、負荷から入力側に適
当な長さ離すことにより電気長を変え、スミスチャート
上では同心円上を回転させる。そして、適当な容量を加
えることでスミスチャートの中心にもっていくという手
法がとられる。したがって、まずスタブは容量的でなけ
ればならない。このことから、終端開放型のスタブを用
いるときにはスタブの長さはλ/4までが有効であること
がわかる。逆に終端短絡型のスタブを用いるときには分
岐点Ｂでのインピーダンスは Zb＝jZo tanβｌ で表される。従って、第３図からこのスタブが容量的に
なるのはλ/4＜ｌ＜（３λ）/4のときであるのがわか
る。よって、本発明の請求項（１）での一実施例に示す
ように、マイクロストリップ主線路と該マイクロストリ
ップ主線路に対して分離して配置される島状の並列スタ
ブの形状が、1/4波長の長さに近づくにつれて該島状ス
タブの長さ方向の寸法を短くすることで、高周波半導体
回路の調整が可能になる。また上述したように並列スタ
ブは、その長さによって回路のインピーダンスを均一的
に変化させるのではなくて、tanβｌの関数的に変化さ
せるのであるから各島状スタブの長さ方向の寸法をtan
βｌの比で一定になるように決めてやれば、インピーダ
ンス調整の際に数値的にその変化を捉えやすくなり、計
算、測定、評価等が非常に簡単化されることがわかる。
従って、上述した本発明による高周波半導体回路の調整
方法を用いることにより、並列スタブによるインピーダ
ンス整合の調整範囲を広げ、調整のしやすさを向上させ
ることによって、インピーダンス整合をより完全にし、
半導体素子の持つ特性を十分に生かすことによって半導
体回路装置全体の特性を上げることが可能となる。When this equation is expressed as impedance, Zb = −jZo cos βl. From this equation and Fig. 3, the parallel stub with open end is λ
It can be seen that it is capacitive up to / 4. And it becomes the same as short-circuiting the terminal when l = λ / 4, and after that, it has an inductive property. By the way, the point of 50Ω on the Smith chart is in the center of the Smith chart, and the point that is inconsistent with this is outside this. Generally, in order to match the impedance on the load side with the impedance of 50Ω on the input side, a parallel stub may be arranged at a position separated from the load by an appropriate length on the input side. That is, the electrical length is changed by separating the load from the load to the input side by an appropriate length, and the concentric circles are rotated on the Smith chart. Then, by adding an appropriate capacity, it is possible to bring it to the center of the Smith chart. Therefore, the stub must first be capacitive. From this, it can be seen that when the open-ended stub is used, the stub length up to λ / 4 is effective. On the contrary, when a short-circuited stub is used, the impedance at the branch point B is represented by Zb = jZo tan βl. Therefore, it can be seen from FIG. 3 that the stub becomes capacitive when λ / 4 <l <(3λ) / 4. Therefore, as shown in an embodiment of claim (1) of the present invention, the shape of the microstrip main line and the island-shaped parallel stubs arranged separately from the microstrip main line is 1 / By adjusting the lengthwise dimension of the island-shaped stub as it approaches the length of four wavelengths, it becomes possible to adjust the high-frequency semiconductor circuit. Further, as described above, the parallel stub does not uniformly change the impedance of the circuit according to its length, but changes it as a function of tan βl. Therefore, the dimension in the lengthwise direction of each island stub is tan.
It can be seen that if the ratio of β1 is determined to be constant, it becomes easier to capture the change numerically during impedance adjustment, and calculation, measurement, evaluation, etc. are greatly simplified.
Therefore, by using the adjusting method of the high-frequency semiconductor circuit according to the present invention described above, the adjustment range of the impedance matching by the parallel stub is expanded, and the ease of adjustment is improved, thereby making the impedance matching more complete,
By fully utilizing the characteristics of the semiconductor element, the characteristics of the entire semiconductor circuit device can be improved.
発明の効果 以上のように本発明は、マイクロストリップ主線路に対
して分離して配置される島状の並列スタブの各々の寸法
が、該マイクロストリップ主線路からの距離が1/4波長
の長さに近づくにつれて短くし、該島状スタブの各々の
長さ方向の寸法が、tanβｌの比が一定となるように該
島状スタブの該マイクロストリップ主線路からの距離を
決めることにより、マイクロストリップ線路での並列ス
タブによるインピーダンス整合の調整範囲を広げ、調整
しやすさを向上させることによって、インピーダンス整
合をより完全にし、半導体素子の持つ特性を十分に生か
すことによって半導体回路装置全体の特性を上げること
ができるのでインピーダンス不整合やそれに伴う反射に
よる電力損失等の問題を解決し、インピーダンス整合回
路の内部整合化によって周囲の部分も含めて高周波半導
体装置の小型化を図ることが可能である。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, each dimension of the island-shaped parallel stubs arranged separately from the microstrip main line is such that the distance from the microstrip main line is 1/4 wavelength. The length of each island-shaped stub is shortened so that the lengthwise dimension of each island-shaped stub is determined so that the ratio of tan βl is constant. By expanding the adjustment range of impedance matching by parallel stubs on the line and improving the ease of adjustment, impedance matching will be more complete, and the characteristics of semiconductor elements will be fully utilized to improve the characteristics of the entire semiconductor circuit device. Therefore, problems such as power loss due to impedance mismatch and reflection due to it can be solved, and internal adjustment of the impedance matching circuit can be performed. It is possible to reduce the size of the high-frequency semiconductor device, including portions of the surroundings by reduction.
第１図は本発明の一実施例に於ける半導体回路の調整方
法を示す平面図、第２図は従来の技術による半導体回路
の調整方法を示す平面図、第３図は関数tanβｌを示す
グラフである。 １……マイクロストリップ主線路、２……島状スタブ、
３……ボンディングワイヤ。FIG. 1 is a plan view showing a method for adjusting a semiconductor circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a method for adjusting a semiconductor circuit according to a conventional technique, and FIG. 3 is a graph showing a function tan βl. Is. 1 ... Microstrip main line, 2 ... island stub,
3 ... Bonding wire.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−269402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−184801（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−203502（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (56) Reference JP-A-62-269402 (JP, A) JP-A-61-251204 (JP, A) JP-A-58-184801 (JP, A) Actual development Sho-62-203502 (JP , U)
Claims (1)
イクロストリップ線路を有するマイクロ波回路におい
て、前記マイクロストリップ主線路に対して分離して配
置される島状の並列スタブの各々の長さ方向の寸法が、
tanβｌ（ただしβ＝２π／λ、λ：波長、l:マイクロ
ストリップ主線路から島状スタブまでの距離）の比が一
定となるように、前記マイクロストリップ主線路からの
距離が1/4波長の長さに近づくにつれて短くなることを
特徴とする高周波半導体回路の調整方法。1. A microwave circuit having a semiconductor element and a microstrip line formed on a dielectric substrate, wherein the length of each of island-shaped parallel stubs arranged separately from the microstrip main line. Direction dimension,
The distance from the microstrip main line is 1/4 wavelength so that the ratio of tan βl (where β = 2π / λ, λ: wavelength, l: distance from microstrip main line to island stub) is constant. A method of adjusting a high-frequency semiconductor circuit, which is characterized in that it becomes shorter as the length approaches.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153386A JPH0795646B2 (en) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | High frequency semiconductor circuit adjustment method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153386A JPH0795646B2 (en) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | High frequency semiconductor circuit adjustment method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0319402A JPH0319402A (en) | 1991-01-28 |
| JPH0795646B2 true JPH0795646B2 (en) | 1995-10-11 |
Family
ID=15561348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1153386A Expired - Fee Related JPH0795646B2 (en) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | High frequency semiconductor circuit adjustment method |
Country Status (1)
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Families Citing this family (6)
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| JPH1013156A (en) * | 1996-06-24 | 1998-01-16 | Nec Corp | Balanced modulator |
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|---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-06-15 JP JP1153386A patent/JPH0795646B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0319402A (en) | 1991-01-28 |
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