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JPH0524685B2 - - Google Patents
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JPH0524685B2 - - Google Patents

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JPH0524685B2
JPH0524685B2 JP5276687A JP5276687A JPH0524685B2 JP H0524685 B2 JPH0524685 B2 JP H0524685B2 JP 5276687 A JP5276687 A JP 5276687A JP 5276687 A JP5276687 A JP 5276687A JP H0524685 B2 JPH0524685 B2 JP H0524685B2
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field effect
gate
cgs
active inductor
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Tsuneo Tokumitsu
Shinji Hara
Toshinori Tanaka
Masayoshi Aikawa
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EI TEI AARU KODENPA TSUSHIN KENKYUSHO KK
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電界効果トランジスタ(以下、FET
という。)を用いた能動インダクタに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to field effect transistors (hereinafter referred to as FETs).
That's what it means. ).

[従来の技術] 第3図Aは第1の従来例のスパイラルインダク
タの平面図であり、第3図Bは第3図AのA−
A′線の縦断面図である。第3図A及びBにおい
て、誘電体基板2上に渦巻状の金属導体パターン
1が形成され、該金属導体パターン1の2端部1
a,1bを端子とするスパイラルインダクタが構
成される。
[Prior Art] FIG. 3A is a plan view of a first conventional spiral inductor, and FIG. 3B is a plan view of a spiral inductor in FIG. 3A.
It is a longitudinal cross-sectional view taken along the A' line. In FIGS. 3A and 3B, a spiral metal conductor pattern 1 is formed on a dielectric substrate 2, and two ends 1 of the metal conductor pattern 1 are formed on a dielectric substrate 2.
A spiral inductor is constructed with terminals a and 1b.

第4図及び第5図はそれぞれ第2の従来例のシ
ングルゲートFET11及びデユアルゲートFET
21を用いた能動インダクタの回路図である。第
4図において、抵抗16がシングルゲートFET
11のドレイン12、ゲート14間に接続され、
また、コンデンサ15がFET11のソース13、
ゲート14間に接続される。ここで、FET11
のドレイン12及びソース13にそれぞれ接続さ
れる端子17及び18からFET11側をみたイ
ンピーダンスZ0が誘導性を示すので、第4図の
FET回路を能動インダクタとして用いることが
できる。
Figures 4 and 5 show the second conventional single gate FET 11 and dual gate FET, respectively.
21 is a circuit diagram of an active inductor using 21. In Figure 4, resistor 16 is a single gate FET
connected between the drain 12 and gate 14 of 11,
In addition, the capacitor 15 is the source 13 of the FET 11,
It is connected between the gates 14. Here, FET11
Since the impedance Z 0 seen from the terminals 17 and 18 connected to the drain 12 and source 13 of the FET 11 side, respectively, shows inductivity, the
FET circuits can be used as active inductors.

第5図において、抵抗16がデユアルゲート
FET21のドレイン22、第1のゲート24間
に接続され、また、コンデンサ15がFET21
のソース21、第1のゲート24間に接続され、
さらに、コンデンサ26がFET21のソース2
1、第2のゲート25間に接続される。このコン
デンサ26は第2のゲート25を高周波的に接地
し、ドレイン22及び第1のゲート24間の容量
性静電結合が抑圧されるので、第5図の能動イン
ダクタは第4図の能動インダクタに比較して高周
波特性が改善される。
In Figure 5, resistor 16 is a dual gate
The capacitor 15 is connected between the drain 22 and the first gate 24 of the FET 21.
connected between the source 21 and the first gate 24,
Furthermore, the capacitor 26 is connected to the source 2 of the FET 21.
1 and the second gate 25. This capacitor 26 grounds the second gate 25 at high frequency and suppresses the capacitive electrostatic coupling between the drain 22 and the first gate 24, so that the active inductor in FIG. 5 is the same as the active inductor in FIG. The high frequency characteristics are improved compared to .

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、第1の従来例のスパイラルイン
ダクタは、上述のように簡単な構成であるが、所
要のインダクタンスを得るためには、該スパイラ
ルインダクタの形状が大きくなるとともに、該ス
パイラルインダクタで発生する磁界が周辺に漏れ
るため近辺の基板上に他の回路パターンを形成す
ることができず、これによつて実質的な占有面積
が広がる等の問題点があつた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, although the spiral inductor of the first conventional example has a simple configuration as described above, in order to obtain the required inductance, the shape of the spiral inductor must be large. At the same time, the magnetic field generated by the spiral inductor leaks to the surrounding area, making it impossible to form other circuit patterns on nearby substrates, resulting in problems such as an increase in the actual occupied area.

これに対して、第2の従来例のFETを用いた
能動インダクタは、FET回路自身を第1の従来
例に比較して小型に構成でき、かつ磁界を使用し
ないことから他の回路パターンを近接して配置で
き、従つて、該能動インダクタは集積回路の小型
化に適している。しかしながら、上述の第5図の
回路を用いて該静電結合容量を無視できるとして
も、以下の理由により、従来の回路構成ではマイ
クロ波帯以上での良好な動作が実現できないとい
う欠点があつた。
On the other hand, in the active inductor using FET of the second conventional example, the FET circuit itself can be configured smaller than that of the first conventional example, and since it does not use a magnetic field, other circuit patterns can be connected in close proximity. Therefore, the active inductor is suitable for miniaturization of integrated circuits. However, even if the capacitive coupling capacitance can be ignored using the circuit shown in FIG. .

この能動インダクタ回路の解析を簡単化するた
め、シングルゲートFETあるいはデユアルゲー
トFETがゲート直下のゲート、ソース間の空乏
層容量Cgsと相互コンダクタンスgmのみで表現
されるとすれば、従来例の能動インダクタのイン
ピーダンスZ0は次式で与えられる。
To simplify the analysis of this active inductor circuit, if a single-gate FET or dual-gate FET is expressed only by the depletion layer capacitance Cgs between the gate and source directly below the gate, and the mutual conductance gm, the conventional active inductor The impedance Z 0 of is given by the following equation.

Z0=1+jωCnR/gm+jωCn ……(1) ここで、Cn=C1+Cgsであり、R及びC1はそ
れぞれ抵抗16の抵抗値、コンデンサ15の静電
容量である。上記(1)式を等価回路で表わすと、
gm≫ω2Cn2Rという条件のもとでは、第6図に示
すように抵抗値(1/gm)の抵抗61とインダ
クタンス値(CnR/gm)のインダクタンス62
の直列回路に静電容量Cnのコンデンサ63が、
並列に接続された回路と概ね一致する。この場
合、並列容量Cnの影響により周波数が高くなる
に従つて、(1)式のインダクタンス成分は急激に減
少する。また、並列容量Cnの影響を小さくする
ためC1=0としても、次式に示すように空乏層
容量Cgsの影響が依然として残り、能動インダク
タのインダタンス値の減少を防止することが困難
であつた。
Z 0 =1+jωCnR/gm+jωCn (1) Here, Cn=C 1 +Cgs, and R and C 1 are the resistance value of the resistor 16 and the capacitance of the capacitor 15, respectively. Expressing the above equation (1) as an equivalent circuit, we get
Under the condition gm≫ω 2 Cn 2 R, as shown in Figure 6, the resistance value (1/gm) is the resistance 61 and the inductance value (CnR/gm) is the inductance 62.
A capacitor 63 with capacitance Cn is connected to the series circuit of
Generally corresponds to circuits connected in parallel. In this case, as the frequency increases due to the influence of the parallel capacitance Cn, the inductance component in equation (1) decreases rapidly. Furthermore, even if C 1 = 0 to reduce the influence of the parallel capacitance Cn, the influence of the depletion layer capacitance Cgs still remains as shown in the following equation, making it difficult to prevent the inductance value of the active inductor from decreasing. .

Z0=1+jωCgsR/gm+jωCgs ……(2) 第7図のスミスチヤート上に、ゲート長0.5μm
のFETを用いた場合の(2)式のインピーダンスZ0
の周波数軌跡計算値を実線71で示し、抵抗61
とインダクタンス62の直列回路の周波数軌跡計
算値を破線72で示す。ここで、周波数を0.5G
Hzから10GHzまで変化したとき、各軌跡71,7
2はそれぞれ71aから71bまで、72aから
72bまで変化する。
Z 0 = 1 + jωCgsR/gm + jωCgs ...(2) On the Smith Chart in Figure 7, the gate length is 0.5μm.
The impedance of equation (2) when using the FET Z 0
The calculated value of the frequency locus is shown by the solid line 71, and the resistance 61
The calculated frequency locus of the series circuit of the inductance 62 and the inductance 62 is shown by a broken line 72. Here, set the frequency to 0.5G
When changing from Hz to 10GHz, each trajectory 71,7
2 changes from 71a to 71b and from 72a to 72b, respectively.

第7図から明らかなように、各軌跡71及び7
2は一致せず、従来の能動インダクタにおいては
FETのゲート・ソース間の空乏層容量Cgsの影響
を無視できない。この原因は、端子17に流入す
る電流の中に、抵抗16および容量Cnを流れる
電流が含まれているためである。従つて、該能動
インダクタを、例えばマイクロ波帯以上の高周波
帯で動作させることがむずかしいという問題点が
あつた。
As is clear from FIG. 7, each locus 71 and 7
2 do not match, and in conventional active inductors,
The influence of the depletion layer capacitance Cgs between the gate and source of the FET cannot be ignored. This is because the current flowing into the terminal 17 includes the current flowing through the resistor 16 and the capacitor Cn. Therefore, there has been a problem in that it is difficult to operate the active inductor in a high frequency band, for example, a microwave band or higher.

本発明の目的は以上の問題点を解決し、例えば
マイクロ波帯以上の高周波帯においてもインダク
タンス値が減少せず、しかも小型化が可能な能動
インダクタを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide an active inductor whose inductance value does not decrease even in a high frequency band, such as a microwave band or higher, and which can be miniaturized.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、第1の電界効果トランジスタと、ソ
ース電極が上記第1の電界効果トランジスタのド
レイン電極に接続されゲート電極が上記第1の電
界効果トランジスタのソース電極に接続された第
2の電界効果トランジスタと、上記第1の電界効
果トランジスタのゲート電極と上記第2の電界効
果トランジスタのドレイン電極との間に接続され
る抵抗とを備え、上記第2の電界効果トランジス
タのドレイン電極とゲート電極を二端子としたこ
とを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a first field effect transistor, a source electrode connected to the drain electrode of the first field effect transistor, and a gate electrode connected to the source of the first field effect transistor. a second field effect transistor connected to the electrode; and a resistor connected between the gate electrode of the first field effect transistor and the drain electrode of the second field effect transistor, A field effect transistor is characterized in that the drain electrode and gate electrode are two terminals.

また本発明は、第1の電界効果トランジスタ
と、ソース電極が上記第1の電界効果トランジス
タのドレイン電極に接続されゲート電極が上記第
1の電界効果トランジスタのソース電極に接続さ
れた第2の電界効果トランジスタと、上記第1の
電界効果トランジスタのゲート電極と上記第2の
電界効果トランジスタのドレイン電極との間に接
続される抵抗と、上記第1の電界効果トランジス
タのゲート電極とソース電極の間に接続されるコ
ンデンサとを備え、上記第2の電界効果トランジ
スタのドレイン電極とゲート電極を二端子とした
ことを特徴とする。
The present invention also provides a first field effect transistor and a second field effect transistor having a source electrode connected to the drain electrode of the first field effect transistor and a gate electrode connected to the source electrode of the first field effect transistor. an effect transistor, a resistor connected between the gate electrode of the first field effect transistor and the drain electrode of the second field effect transistor, and between the gate electrode and the source electrode of the first field effect transistor. and a capacitor connected to the second field effect transistor, and the drain electrode and gate electrode of the second field effect transistor are two terminals.

[作用] 前者のように構成することにより、ソース接地
の第1の電界効果トランジスタとゲート接地の第
2の電界効果トランジスタが縦続接続され、抵抗
が第1の電界効果トランジスタのゲート電極と第
2の電界効果トランジスタのドレイン電極に接続
され、上記抵抗及び第1の電界効果トランジスタ
の空乏層容量を流れる電流iにほぼ等しい電流が
第2の電界効果トランジスタの空乏層容量から第
1の電界効果トランジスタのドレイン電極に供給
される。従つて、第2の電界効果トランジスタの
ドレイン電流は上記電流iだけ小さくなり、能動
インダクタの一端子に流入する電流に上記電流i
が含まれなくなる。これによつて、能動インダク
タの二端子のインダクタンスの減少を従来例に比
較して抑圧することができる。
[Function] With the former configuration, the source-grounded first field-effect transistor and the gate-grounded second field-effect transistor are connected in cascade, and the resistor is connected between the gate electrode of the first field-effect transistor and the second field-effect transistor. is connected to the drain electrode of the field effect transistor, and a current approximately equal to the current i flowing through the resistor and the depletion layer capacitance of the first field effect transistor is transferred from the depletion layer capacitance of the second field effect transistor to the first field effect transistor. is supplied to the drain electrode of Therefore, the drain current of the second field effect transistor is reduced by the above current i, and the current flowing into one terminal of the active inductor is reduced by the above current i.
will no longer be included. This makes it possible to suppress a decrease in the inductance of the two terminals of the active inductor compared to the conventional example.

また、後者のように構成することにより、上記
前者の構成に加えて、第1の電界効果トランジス
タのソース電極、ゲート電極間にコンデンサを設
けたので、上記コンデサによつて能動インダクタ
のインダクタンスを増大させることができる。従
つて、上記インダクタンスの減少の抑圧に加え
て、上記付加コンデンサの静電容量を変化するこ
とによつて、任意のインダクタンスを有する能動
インダクタを実現することができる。
In addition, with the latter configuration, in addition to the former configuration, a capacitor is provided between the source electrode and gate electrode of the first field effect transistor, so the inductance of the active inductor is increased by the capacitor. can be done. Therefore, in addition to suppressing the decrease in inductance, an active inductor having an arbitrary inductance can be realized by changing the capacitance of the additional capacitor.

[実施例] 第1図は本発明の第1の実施例である能動イン
ダクタの回路図である。この能動インダクタは、
ソース接地のFET31とゲート接地のFET35
を縦続接続し、FET31のゲートとFET35の
ドレイン間に抵抗16を接続することによつて、
上述の並列容量Cnを抑圧することを特徴として
いる。第1図において、上述の図面と同一のもの
については同一の符号を付している。
[Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram of an active inductor according to a first embodiment of the present invention. This active inductor is
Source common FET31 and gate common FET35
By cascading the FET31 and connecting the resistor 16 between the gate of FET31 and the drain of FET35,
It is characterized by suppressing the above-mentioned parallel capacitance Cn. In FIG. 1, the same parts as in the above-mentioned drawings are given the same reference numerals.

第1図において、FET31のドレイン32が
FET35のソース37に接続され、FET31の
ソース33及びFET35のゲート38が接地端
子18に接続される。また、抵抗値Rの抵抗16
がFET31のゲート34とFET35のドレイン
36間に接続され、該FET35のドレイン36
が端子17に接続される。さらに、抵抗値R0
抵抗50が端子17,18間に接続される。な
お、FET31及び35はそれぞれゲート、ソー
ス間の寄生容量Cgs1,Cgs2を有し、ここで、こ
の寄生量Cgs1及びCgs2は一般にゲート電極直下
の空乏層容量に概ね等しい。以下、該寄生容量
Cgs1及びCgs2を空乏層容量という。
In Figure 1, the drain 32 of FET 31 is
It is connected to the source 37 of the FET 35, and the source 33 of the FET 31 and the gate 38 of the FET 35 are connected to the ground terminal 18. Also, a resistor 16 with a resistance value R
is connected between the gate 34 of FET 31 and the drain 36 of FET 35, and the drain 36 of FET 35 is
is connected to terminal 17. Further, a resistor 50 having a resistance value R 0 is connected between terminals 17 and 18. Note that the FETs 31 and 35 have parasitic capacitances Cgs 1 and Cgs 2 between the gate and the source, respectively, and the parasitic amounts Cgs 1 and Cgs 2 are generally approximately equal to the depletion layer capacitance immediately below the gate electrode. Below, the parasitic capacitance
Cgs 1 and Cgs 2 are called depletion layer capacitance.

まず、抵抗50がない場合の第1図の端子1
7,18からFET回路側を見たインピーダンス
Z0を求める。ここで、従来例と同様に解析を簡単
にするため、FET31及び35がゲート直下の
空乏層容量Cgs1及びCgs2と相互コンダクタンス
gm1及びgm2で表現されるとすれば、インピーダ
ンスZ0は次式で与えられる。
First, terminal 1 in Fig. 1 without the resistor 50
Impedance when looking at the FET circuit side from 7 and 18
Find Z 0 . Here, in order to simplify the analysis as in the conventional example, FETs 31 and 35 have depletion layer capacitances Cgs 1 and Cgs 2 directly under the gates and mutual conductance.
If expressed as gm 1 and gm 2 , impedance Z 0 is given by the following equation.

Z0=Za/Zb ……(3) Za=1+jωCgs1R ……(4) Zb=gm1+jω{Cgs1−Cgs2(gm1/gm2) +(ωCgs1Cgs2/gm2 2)Cgs2} ……(5) ここで、FET31とFET35は電気的にほぼ
同じ特性を有するものとし、Cgs1=Cgs2=Cgs、
gm1=gm2=gmとすれば、上記(3)式のインピー
ダンスZ0は次式となる。
Z 0 = Za/Zb ……(3) Za=1+jωCgs 1 R ……(4) Zb=gm 1 +jω{Cgs 1 −Cgs 2 (gm 1 /gm 2 ) +(ωCgs 1 Cgs 2 /gm 2 2 ) Cgs 2 } ...(5) Here, it is assumed that FET31 and FET35 have almost the same electrical characteristics, and Cgs 1 = Cgs 2 = Cgs,
If gm 1 =gm 2 =gm, the impedance Z 0 of the above equation (3) becomes the following equation.

Z0=1+jωCgsR/gm+jω(ωCgs/gm)2Cgs……(
6) 一般に、マイクロ波帯以上で使用される短ゲー
ト長のFETについては、(ωCgs/gm)2は1より
十分小さいので、(2)式と比較して分かるように、
FETの寄生容量の影響は大幅に抑圧される。こ
の理由を定性的に説明すると、抵抗R及び空乏層
容量Cgs1を流れる電流iにほぼ等しい電流が空
乏層容量Cgs2からFET31のドレインに供給さ
れ、従つて、FET35のドレイン電流は上記電
流iだけ小さくなり、端子17に流入する電流に
は上記電流iが含まれるないためである。
Z 0 =1+jωCgsR/gm+jω(ωCgs/gm) 2 Cgs……(
6) In general, for short gate length FETs used in the microwave band and above, (ωCgs/gm) 2 is sufficiently smaller than 1, so as can be seen by comparing with equation (2),
The effects of FET parasitic capacitance are greatly suppressed. To explain the reason qualitatively, a current approximately equal to the current i flowing through the resistance R and the depletion layer capacitance Cgs 1 is supplied from the depletion layer capacitance Cgs 2 to the drain of the FET 31, and therefore the drain current of the FET 35 is This is because the current flowing into the terminal 17 does not include the current i.

従つて、例えばマイクロ波帯以上の周波数にお
いても、(ωCgs/gm)2≪1であるので、上記(6)
式の分母の虚数項を無視でき、第1図の回路が能
動インダクタとして動作する。
Therefore, for example, even at frequencies above the microwave band, (ωCgs/gm) 2 <<1, so the above (6) is satisfied.
The imaginary term in the denominator of the equation can be ignored and the circuit of FIG. 1 operates as an active inductor.

(6)式のインピーダンスZ0の周波数軌跡計算値を
第8図のスミスチヤート上で実線73で示す。ま
た、上述の第6図の等価回路における抵抗61と
インダクタンス62の直列回路の周波数軌跡計算
値を第8図のスミスチヤート上で破線72で示
す。ここで、周波数を0.5GHzから10GHzまで変化
したとき、各軌跡72,73はそれぞれ72aか
ら72bまで、73aから73bまで変化する。
第7図と第8図とを比較することによつて、軌跡
73が軌跡71に比較して、抵抗61とインダク
タンス62の直列回路の軌跡72に近づく。従つ
て、抵抗50がない場合の第1図の本発明の能動
インダクタがマイクロ波帯においても良好に動作
することがわかる。
The calculated value of the frequency locus of impedance Z 0 in equation (6) is shown by a solid line 73 on the Smith chart in FIG. Further, the calculated frequency locus of the series circuit of the resistor 61 and inductance 62 in the above-described equivalent circuit of FIG. 6 is shown by a broken line 72 on the Smith chart of FIG. Here, when the frequency is changed from 0.5 GHz to 10 GHz, the trajectories 72 and 73 change from 72a to 72b and from 73a to 73b, respectively.
By comparing FIG. 7 and FIG. 8, the locus 73 approaches the locus 72 of the series circuit of the resistor 61 and the inductance 62 compared to the locus 71. Therefore, it can be seen that the active inductor of the present invention shown in FIG. 1 without the resistor 50 operates well even in the microwave band.

次に、抵抗50を付加した場合の第1図の端子
17,18からFET回路側を見たインビーダン
スZ0のインダクタンス値について説明する。
Next, the inductance value of the impedance Z 0 when looking at the FET circuit side from the terminals 17 and 18 in FIG. 1 when the resistor 50 is added will be explained.

第9図は第1図において、抵抗50をFET3
5のドレイン36、ゲート38間に接続した効果
を説明する図であつて、実線74は抵抗50が無
い場合、一点鎖線75は抵抗50を付加した場合
の第1図の能動インダクタのインダクタンスの周
波数特性である。破線76は第4図の従来例の能
動インダクタの周波数特性(C1=0)である。
Figure 9 shows the resistor 50 in Figure 1.
5 is a diagram illustrating the effect of connecting between the drain 36 and gate 38 of the active inductor in FIG. It is a characteristic. A broken line 76 is the frequency characteristic (C 1 =0) of the conventional active inductor shown in FIG.

第9図において、抵抗50が無い場合のインダ
クタンス値は周波数2GHzから上昇して周波数約
8GHzでピーク値を有し、それ以上の周波数では
該インダクタンス値が低下する。一方、抵抗50
がある場合のインダクタンス値は、周波数約6G
Hzまでほぼ一定であり、それ以上の周波数では該
インダクタンス値が徐々に低下する。さらに、第
4図の従来例の能動インダクタのインダクタンス
値は周波数1GHzから低下する。従つて、抵抗5
0は抵抗50が無い場合の特性75におけるイン
ダクタンス値の増大を抑圧し、特性74を従来例
の特性76に近づけようとする働きがある。それ
故、抵抗50の抵抗値を適当に設定することによ
つて、広い周波数範囲で一定のインダクタンスを
実現することができる。
In Figure 9, the inductance value when there is no resistor 50 increases from a frequency of 2 GHz to approximately
It has a peak value at 8 GHz, and the inductance value decreases at frequencies above that. On the other hand, resistance 50
If there is an inductance value, the frequency is about 6G
The inductance value is approximately constant up to Hz, and at frequencies higher than that, the inductance value gradually decreases. Further, the inductance value of the conventional active inductor shown in FIG. 4 decreases from a frequency of 1 GHz. Therefore, resistance 5
0 has the function of suppressing an increase in the inductance value in the characteristic 75 without the resistor 50 and making the characteristic 74 close to the characteristic 76 of the conventional example. Therefore, by appropriately setting the resistance value of the resistor 50, a constant inductance can be achieved over a wide frequency range.

第2図は本発明の第2の実施例である能動イン
ダクタの回路図である。第2図において、上述の
図面と同一のものについては同一の符号を付して
いる。第2図の回路が第1図の回路と異なるの
は、FET31のゲート34、ソース33間に静
電容量C1のコンデンサ15が接続されるととも
に、FET35のゲート38、ソース37間に静
電容量C2のコンデンサ51が接続されているこ
とである。
FIG. 2 is a circuit diagram of an active inductor according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same parts as in the above-mentioned drawings are given the same reference numerals. The circuit shown in FIG. 2 is different from the circuit shown in FIG. A capacitor 51 with a capacity of C 2 is connected.

この第2の実施例の回路の端子17,18から
回路側を見たインピーダンスZ0は、(5)式におい
て、容量Cgs1を容量(C1+Cgs1)で置き換える
とともに、Cgs2を容量(C2+Cgs2)で置き換え
ることによつて次式で求めることができる。
The impedance Z 0 when looking at the circuit side from terminals 17 and 18 of the circuit of this second embodiment is determined by replacing capacitance Cgs 1 with capacitance (C 1 +Cgs 1 ) and replacing Cgs 2 with capacitance (Cgs 1 ) in equation (5). C 2 + Cgs 2 ), it can be calculated using the following formula.

Z0=Zc/Zd ……(7) Zc=1+jω(C1+Cgs1)R ……(8) Zd=gm1+jω[(C1+Cgs1)−(C2 +Cgs2)・(gm1/gm2)+{ω2(C1+Cgs1) ・(C2+Cgs2)/gm2 2}Cgs2 ……(9) 上記(9)式において、次式を満足するように
FET31及び35、コンデンサ15及び51を
選択すると、 C1+Cgs1≒(C2+Cgs2)(gm1/gm2) ……(10) 上記(9)式のZdは次式のようになる。
Z 0 = Zc / Zd ... (7) Zc = 1 + jω (C 1 + Cgs 1 ) R ... (8) Zd = gm 1 + jω [(C 1 + Cgs 1 ) - (C 2 + Cgs 2 )・(gm 1 / gm 2 ) + {ω 2 (C 1 +Cgs 1 ) ・(C 2 +Cgs 2 )/gm 2 2 }Cgs 2 ...(9) In the above equation (9), so that the following equation is satisfied
When FETs 31 and 35 and capacitors 15 and 51 are selected, C 1 +Cgs 1 ≒ (C 2 +Cgs 2 ) (gm 1 /gm 2 ) (10) Zd in the above equation (9) becomes as follows.

Zd≒gm1 ……(11) これにより、上述の並列容量63の影響を抑圧
することができ、第2図の回路を能動インダクタ
として高周波帯で動作させることが可能となる。
また、(8)式からわかるように、コンデンサ15の
静電容量C1を大きくすることによつて、能動イ
ンダクタのインダクタンス値を第1の実施例より
も大きくすることができるとともに、コンデンサ
15及び51の静電容量C1,C2を上記(10)式を満
足するように変化させることによつてFET31
のゲート幅等の構造を変化させずに、任意のイン
ダクタンス値を有する能動インダクタを実現する
ことができるという利点がある。
Zd≈gm 1 (11) This makes it possible to suppress the influence of the above-mentioned parallel capacitance 63, and it becomes possible to operate the circuit shown in FIG. 2 as an active inductor in a high frequency band.
Furthermore, as can be seen from equation (8), by increasing the capacitance C 1 of the capacitor 15, the inductance value of the active inductor can be made larger than that of the first embodiment, and the capacitor 15 and By changing the capacitances C 1 and C 2 of FET 31 so as to satisfy the above equation (10),
There is an advantage that an active inductor having an arbitrary inductance value can be realized without changing the structure such as the gate width of the active inductor.

以上の第2の実施例において、コンデンサ1
5,51を設けているが、これに限らず、少なく
ともコンデンサ15を設けるようにしてもよい。
コンデンサ15のみを設けたとき(C2=0)、(10)
式を満足するようにコンデンサの静電容量及び
FETの相互コンダクタンス、ゲート長又は空乏
層容量Cgsを設定する必要がある。なお、第2の
実施例において、2個のコンデンサ15,51を
設けた場合は、2個のコンデンサ15,51のう
ちコンデンサ15のみを設けた場合に比較して、
(9)式を満足させるようにコンデンサの静電容量及
びFETの相互コンダクタンスを設定することが
容易であるという利点がある。
In the above second embodiment, the capacitor 1
5 and 51 are provided, but the present invention is not limited to this, and at least a capacitor 15 may be provided.
When only capacitor 15 is provided (C 2 = 0), (10)
The capacitance of the capacitor and
It is necessary to set the FET's mutual conductance, gate length, or depletion layer capacitance Cgs. In addition, in the second embodiment, when two capacitors 15 and 51 are provided, compared to a case where only capacitor 15 is provided among the two capacitors 15 and 51,
This has the advantage that it is easy to set the capacitance of the capacitor and the mutual conductance of the FET so as to satisfy equation (9).

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、ソース接
地の第1の電界効果トランジスタとゲート接地の
第2の電界効果トランジスタが縦続接続され、さ
らに、抵抗が第1の電界効果トランジスタのゲー
ト電極と第2の電界効果トランジスタのドレイン
電極に接続されるので、上記抵抗及び第1の電界
効果トランジスタの空乏層容量を流れる電流iに
ほぼ等しい電流が第2の電界効果トランジスタの
空乏層容量から第1の電界効果トランジスタのド
レイン電極に供給される。従つて、第2の電界効
果トランジスタのドレイン電流は上記電流iだけ
小さくなり、これによつて、能動インダクタの一
端子に流入する電流に上記電流iが含まれなくな
り、能動インダクタの二端子のインダクタンスの
減少を従来例に比較して抑圧することができる。
しかも、電界効果トランジスタと抵抗のみを用い
て構成することができ、磁界の漏れもないので、
従来例のスパイラルインダクタに比較して小型に
することができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, the source-grounded first field-effect transistor and the gate-grounded second field-effect transistor are connected in cascade, and the resistor is connected to the first field-effect transistor. Since the gate electrode of the transistor is connected to the drain electrode of the second field effect transistor, a current approximately equal to the current i flowing through the resistor and the depletion layer capacitance of the first field effect transistor flows through the depletion layer of the second field effect transistor. The layer capacitance supplies the drain electrode of the first field effect transistor. Therefore, the drain current of the second field effect transistor is reduced by the above current i, so that the current flowing into one terminal of the active inductor does not include the above current i, and the inductance of the two terminals of the active inductor decreases. can suppress the decrease compared to the conventional example.
Moreover, it can be constructed using only field effect transistors and resistors, and there is no magnetic field leakage.
It can be made smaller than the conventional spiral inductor.

また、上記の構成に加えて、第1の電界効果ト
ランジスタのソース電極、ゲート電極間にコンデ
ンサを設けたので、上記コンデンサによつて能動
インダクタのインダクタンスを増大させることが
できる。従つて、上記インダクタンスの減少の抑
圧に加えて、上記付加コンデンサの静電容量を変
化することによつて、任意のインダクタンスを有
する能動インダクタを実現することができるとい
う利点がある。
Further, in addition to the above configuration, since a capacitor is provided between the source electrode and gate electrode of the first field effect transistor, the inductance of the active inductor can be increased by the capacitor. Therefore, in addition to suppressing the decrease in inductance, there is an advantage that an active inductor having an arbitrary inductance can be realized by changing the capacitance of the additional capacitor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例である能動イン
ダクタの回路図、第2図は本発明の第2の実施例
である能動インダクタの回路図、第3図Aは第1
の従来例のスパイラルインダクタの平面図、第3
図Bは第3図AのA−A′線の縦断面図、第4図
及び第5図はそれぞれ第2の従来例のシングル
FET及びデユアルFETを用いた能動インダクタ
の回路図、第6図は第4図及び第5図の回路の等
価回路の回路図、第7図は第4図の能動インダク
タ及び第6図の等価回路の抵抗とインダクタの直
列回路の各周波数軌跡計算値を示すスミスチヤー
ト、第8図は第1図の能動インダクタ及び第6図
の上記直列回路の各周波数軌跡計算値を示すスミ
スチヤート、第9図は、第1図及び第2図の能動
インダクタ並びに第4図の能動インダクタの各イ
ンダクタンスの周波数特性を示す図である。 31,35……電界効果トランジスタ
(FET)、32,36……ドレイン、33,37
……ソース、34,38……ゲート、16,50
……抵抗、15,51……コンデンサ。
FIG. 1 is a circuit diagram of an active inductor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an active inductor according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
A plan view of the conventional spiral inductor, Part 3
Figure B is a longitudinal sectional view taken along the line A-A' in Figure 3A, and Figures 4 and 5 are the singles of the second conventional example.
A circuit diagram of an active inductor using FET and dual FET, Figure 6 is a circuit diagram of the equivalent circuit of the circuit of Figures 4 and 5, Figure 7 is a circuit diagram of the active inductor of Figure 4 and the equivalent circuit of Figure 6. Figure 8 is a Smith Chart showing the calculated frequency loci of the series circuit of the resistor and inductor in Figure 1, and Figure 9 is a Smith Chart showing the calculated frequency loci of the active inductor in Figure 1 and the series circuit of Figure 6. 4 is a diagram showing the frequency characteristics of each inductance of the active inductor of FIGS. 1 and 2 and the active inductor of FIG. 4. FIG. 31, 35... Field effect transistor (FET), 32, 36... Drain, 33, 37
...Source, 34,38...Gate, 16,50
...Resistor, 15,51...Capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1の電界効果トランジスタと、 ソース電極が上記第1の電界効果トランジスタ
のドレイン電極に接続されゲート電極が上記第1
の電界効果トランジスタのソース電極に接続され
た第2の電界効果トランジスタと、 上記第1の電界効果トランジスタのゲート電極
と上記第2の電界効果トランジスタのドレイン電
極との間に接続される抵抗とを備え、 上記第2の電界効果トランジスタのドレイン電
極とゲート電極を二端子としたことを特徴とする
能動インダクタ。 2 上記第2の電界効果トランジスタのドレイン
電極とゲート電極との間に別の抵抗を備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の能動イ
ンダクタ。 3 第1の電界効果トランジスタと、 ソース電極が上記第1の電界効果トランジスタ
のドレイン電極に接続されゲート電極が上記第1
の電界効果トランジスタのソース電極に接続され
た第2の電界効果トランジスタと、 上記第1の電界効果トランジスタのゲート電極
と上記第2の電界効果トランジスタのドレイン電
極との間に接続される抵抗と、 上記第1の電界効果トランジスタのゲート電極
とソース電極の間に接続されるコンデンサとを備
え、 上記第2の電界効果トランジスタのドレイン電
極とゲート電極を二端子としたことを特徴とする
能動インダクタ。 4 上記第2の電界効果トランジスタのソース電
極とゲート電極の間に別のコンデンサを備えたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の能動
インダクタ。 5 上記第2の電界効果トランジスタのドレイン
電極とゲート電極との間に別の抵抗を備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第3項記載の能動イ
ンダクタ。
[Claims] 1 A first field effect transistor, a source electrode connected to the drain electrode of the first field effect transistor, and a gate electrode connected to the first field effect transistor.
a second field effect transistor connected to the source electrode of the field effect transistor; and a resistor connected between the gate electrode of the first field effect transistor and the drain electrode of the second field effect transistor. An active inductor, characterized in that the drain electrode and gate electrode of the second field effect transistor are two terminals. 2. The active inductor according to claim 1, further comprising another resistor between the drain electrode and the gate electrode of the second field effect transistor. 3 a first field effect transistor, a source electrode connected to the drain electrode of the first field effect transistor and a gate electrode connected to the first field effect transistor;
a second field effect transistor connected to the source electrode of the field effect transistor; a resistor connected between the gate electrode of the first field effect transistor and the drain electrode of the second field effect transistor; An active inductor comprising a capacitor connected between the gate electrode and the source electrode of the first field effect transistor, and the drain electrode and the gate electrode of the second field effect transistor are two terminals. 4. The active inductor according to claim 3, further comprising another capacitor between the source electrode and gate electrode of the second field effect transistor. 5. The active inductor according to claim 3, further comprising another resistor between the drain electrode and the gate electrode of the second field effect transistor.
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