JPH0918255A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0918255A JPH0918255A JP7165215A JP16521595A JPH0918255A JP H0918255 A JPH0918255 A JP H0918255A JP 7165215 A JP7165215 A JP 7165215A JP 16521595 A JP16521595 A JP 16521595A JP H0918255 A JPH0918255 A JP H0918255A
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Abstract
増幅器の電力増幅効率を、F級動作で得られる理想値に
できる限り近づけて、限られた電池容量、電圧から高効
率で高周波電力を発生する。 【構成】 多段に接続したFETの増幅回路において、
FET2の入力に相当する段間整合回路の伝送線路に、
共振回路を挿入し、基本波f0 の高調波成分を短絡す
る。出力整合回路は高調波処理を実現するために、ショ
ートスタブ8で2f0 を、ショートスタブ9で3f0 の
高調波成分を反射し、FET2のドレイン端子に逆注入
させる分布定数線路が設けてある。 【効果】 FET2のゲート側に設けた分布定数線路4
とキャパシタ3は、2f0 のショートスタブとして機能
し、共振回路となって、ドレイン効率をさらに高める高
調波処理を効果的に達成する。
Description
UHF帯で高効率増幅を得られるようにする半導体装置
に関する。
ヒソコウコウリツデンリョクゾウフクキ」コオジチバ他
エムダブリュ83−24(900MHz帯GaAs高効
率電力増幅器MW83−24電子情報通信学会技術研究
報告1983年)に示された従来の電界効果トランジス
タ(以下FETと略す)を用いた半導体装置の回路図で
ある。リース接地されたFET1及び2はそれぞれゲー
ト端子G、ソース端子S、ドレイン端子Dを有してい
る。分布定数線路5,6,22,23、段間整合回路2
2、入力整合回路23、分布定数線路5,6及びオープ
ンスタブ8,9は出力整合回路を成している。
周波数f0 に対し、分布定数線路5,6,22,23と
ショートスタブ8,9の長さや巾を調整して特性インピ
ーダンスを変え、最適な整合条件を得ている。さらに分
布定数線路5,6とオープンスタブ8,9で構成する出
力整合回路では、分布定数線路5とオープンスタブ8に
よりFET2のドレイン端で基本波の3倍の周波数3f
0 において無限大インピーダンスに近い負荷条件が与え
られており、さらに分布定数線路5,6とオープンスタ
ブ8,9により、基本波の2倍の周波数2f0 が短絡に
近い負荷条件が与えられている。
は本来不要なふく射ではあるが、出力整合回路で反射さ
れ再びFET2のドレイン端子Dに逆注入され基本波成
分に重畳される、いわゆる高調波処理が実現される。従
って、この回路によれば2f0 ,3f0 の処理がされな
い増幅回路に比べて30%以上高いドレイン効率を得て
いる。移動体通信機等の小型・軽量化が必須のUHF帯
電力増幅器ではこのような技術を用いて限られた電池容
量・電圧から効率良く高周波電力を発生させている。
の回路では、出力側整合回路素子だけでf0 に対するイ
ンピーダンス整合と2f0 に対する短絡、3f0 に対す
る開放の条件を実現しなければならず、精度良く理想的
な負荷条件を達成することが非常に難しく、現実にはf
0 の整合と2f0 ,3f0 の処理は不完全な状態で動作
させざるを得ない。特に移動体通信機のような1W近く
の高周波出力電力を発生させるFETでは、入出力間の
アイソレーションが悪いため無視出来ないので、出力整
合条件と入力整合条件を完全独立に与えられない。すな
わち、出力側整合回路の負荷条件だけでなく、入力側整
合回路に対しても何らかの高調波処理が高効率化にとっ
て不可欠となる。
置の入出力整合回路をもつFETを多段に接続した増幅
回路では、出力整合回路だけでなく、入力整合回路の伝
送線路にも、偶数次高調波、特に基本波の2倍の周波数
成分2f0 をFETの入力端子で短絡するために供され
る共振回路を備えている。
る。
路図である。1及び2はリース接地されたFETでそれ
ぞれゲート端子G、ドレイン端子D、リース端子Sを有
している。5,6,7,8,9は分布定数線路であり、
10,11は8及び9を高周波的に短絡するキャパシタ
である。以上5,6,7,8,9,10,11の要素は
出力整合回路を構成し、FET2のドレイン端子に接続
されている。また12,13,14,15、及び3は分
布定数線路であり、3と16はそれぞれ4と15を短絡
するキャパシタである。以上3,4,12,13,1
4,15は段間整合回路、すなわち、FET2の入力整
合回路を構成し、FET1のドレイン端子とFET2の
ゲート端子間に接続されている。また17,18,19
は分布定数線路であり、20は19を短絡するキャパシ
タである。以上17,18,19,20は入力整合回路
を構成しFET1のゲート端子に接続されている。21
はFET1とFET2の間の直流を阻止するキャパシタ
である。
れた周波数f0 の高周波信号は入力整合回路によって少
ない損失でFET1のゲート端子Gに伝達され効果的に
増幅されドレイン端子Dに現われる。段間整合回路及び
出力整合回路も同様に少ない損失で、又は大きな出力電
力を得るべく効果的に高周波信号を伝達するよう、f0
に対して整合されている。
で構成するショートスタブは、3f0 に対して無限大に
近い高いインピーダンスをFET2のドレイン端子に与
えかつ、分布定数線路5とキャパシタ10は2f0 に対
して短絡に近いインピーダンスを与える。さらに段間整
合回路を構成する要素の中で、分布定数線路4とキャパ
シタ3,31はFET2のゲート端子に2f0 が短絡に
近いインピーダンスを与える。
成分がFET2に反射され、より理想的な高調波の重畳
を達成し高い効率の増幅を実現する。例えばε=9.8
のアルミナセラミック基板を用いて900MHz帯の半
導体装置を構成する場合では、分布定数線路4を巾12
0μm、長さ1.85mmの銅パタンで構成し、キャパ
シタ3を1000pF、キャパシタ31を4pFとすれ
ば1005型チップコンデンサを用いても、効果的に基
本波900MHzの2倍の高周波1.8GHzを処理す
ることができる。
て低いインピーダンスを達成するが、2倍の1.8GH
z付近ではチップコンデンサの構造上インダクタ成分と
して影響を現わすので、キャパシタ31により高い周波
数での低インピーダンスを補償している。
の回路図である。この実施例では1はソース接地された
FET、2はゲート接地されたFETでカスコード型の
増幅回路を構成している。入力整合回路及び出力整合回
路の構成と動作は図1の実施例と同じであるが、段間整
合回路すなわち、FET2の入力回路は12,13,4
の分布定数線路のみで構成されていて、4はオープンス
タブとして機能している。
回路を設けず、前後段のFETを直接継ぐ場合が多い
が、本実施例の整合回路では2倍波処理のため分布定数
線路を使用している。オープンスタブ4は、FET2の
リース端子において、2f0 が短絡に近いインピーダン
スを与える。このため図1の実施例で示したショートス
タブの場合と同様に、より理想的な高調波処理を達成し
高い効率の増幅を実現する。
入力整合回路の伝送線路に偶数次高調波を短絡する共振
回路を設けたので、出力側回路で実現される基本波f0
の整合、2f0 の短絡、3f0 の開放に加えて、入力側
での2f0 の短絡を実現している。このため、FETの
出力負荷条件だけで達成していた高調波処理よりもさら
に高いドレイン効率を得ることができる。
7,18,19分布定数線路 3,10,11,16,20,21,31 キャパシ
タ 22 入力端子 23 出力端子 24 抵抗
Claims (3)
- 【請求項1】 入力整合回路及び出力整合回路をもつ電
界効果トランジスタを多段に接続した増幅回路におい
て、前記電界効果トランジスタの入力整合回路の伝送線
路に偶数次高周波に対して短絡面を構成するために供さ
れる共振回路を有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記電界効果トランジスタの入力整合回
路の伝送線路と接地との間に、偶数次高周波に対して短
絡面を構成するために供される分布定数線路とキャパシ
タの直列回路を有することを特徴とする請求項1記載の
半導体装置。 - 【請求項3】 前記電界効果トランジスタの入力整合回
路の伝送線路に、偶数次高調波に対して短絡面を構成す
るために供される先端開放の分布定数線路を有すること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP7165215A JP2994231B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 半導体装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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JPH0918255A true JPH0918255A (ja) | 1997-01-17 |
JP2994231B2 JP2994231B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=15808043
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP7165215A Expired - Fee Related JP2994231B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 半導体装置 |
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Country | Link |
---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-06-30 JP JP7165215A patent/JP2994231B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10886953B2 (en) | 2015-03-31 | 2021-01-05 | Skyworks Solutions, Inc. | Devices and methods related to multi-band power amplifier |
Also Published As
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