JPH0693566B2 - Microwave synthesis circuit device - Google Patents
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- JPH0693566B2 JPH0693566B2 JP16715587A JP16715587A JPH0693566B2 JP H0693566 B2 JPH0693566 B2 JP H0693566B2 JP 16715587 A JP16715587 A JP 16715587A JP 16715587 A JP16715587 A JP 16715587A JP H0693566 B2 JPH0693566 B2 JP H0693566B2
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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、複数個のマイクロ波線路間で入力信号を電力
合成するマイクロ波合成回路装置に関する。以下、マイ
クロ波線路とは、概ね1GHz以上の周波数の信号を伝送す
るための線路であって、コプレナ線路、又はスロット線
路等の共平面線路、並びにマイクロストリップ線路等を
いう。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microwave synthesizing circuit device for power synthesizing an input signal between a plurality of microwave lines. Hereinafter, the microwave line is a line for transmitting a signal having a frequency of approximately 1 GHz or higher, and refers to a coplanar line, a coplanar line such as a slot line, and a microstrip line.
[従来の技術] 第7図(A)はコプレナ線路間の合成回路(以下、第1
の従来例という。)の平面図、第7図(B)は第7図
(A)のA−A′線についての縦断面図である。第7図
(A)及び(B)において、半導体基板1上にT字形状
のストリップ導体3,5,8が一体的に形成され、また、接
地導体2a,2b及び6がそれぞれ、該ストリップ導体3,5,8
の両側に該ストリップ導体3,5,8と所定間隔だけ離れて
半導体基板1上に形成される。さらに、該合成回路の合
成部において、接地導体2aと2b間、接地導体2aと6間、
並びに接地導体2bと6間がそれぞれ、接続用ブリッジ導
体10a,10b,10cを介して接続される。なお、接続用ブリ
ッジ導体10a,10b,10cは半導体基板1及びストリップ導
体3,5,8上に絶縁層11を介して形成される。ここで、ス
トリップ導体3と接地導体2a,2b、ストリップ導体5と
接地導体2a,6、ストリップ導体8と接地導体2b,6はそれ
ぞれ公知のコプレナ線路4,7,9を構成している。以上の
ように構成された合成回路において、例えばコプレナ線
路7,9に入力された各信号は上記合成回路で1個の信号
に電力合成された後、合成された信号がコプレナ線路4
に出力される。[Prior Art] FIG. 7 (A) shows a composite circuit between coplanar lines (hereinafter referred to as a first circuit).
The conventional example of. ) Is a plan view and FIG. 7 (B) is a vertical cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 7 (A). 7 (A) and (B), T-shaped strip conductors 3, 5, 8 are integrally formed on the semiconductor substrate 1, and ground conductors 2a, 2b and 6 are respectively formed in the strip conductors. 3,5,8
Are formed on the semiconductor substrate 1 on both sides of the semiconductor substrate 1 with a predetermined distance from the strip conductors 3, 5, and 8. Further, in the synthesizing portion of the synthesizing circuit, between the ground conductors 2a and 2b, between the ground conductors 2a and 6,
In addition, the ground conductors 2b and 6 are connected to each other via connecting bridge conductors 10a, 10b and 10c. The connecting bridge conductors 10a, 10b, 10c are formed on the semiconductor substrate 1 and the strip conductors 3, 5, 8 with the insulating layer 11 interposed therebetween. Here, the strip conductor 3 and the ground conductors 2a and 2b, the strip conductor 5 and the ground conductors 2a and 6, and the strip conductor 8 and the ground conductors 2b and 6 constitute known coplanar lines 4, 7 and 9, respectively. In the synthesizing circuit configured as described above, for example, the signals input to the coplanar lines 7 and 9 are power-combined into one signal by the synthesizing circuit, and then the combined signals are combined.
Is output to.
第8図はスロット線路間のウィルキンソン型合成回路
(以下、第2の従来例という。)の平面図である。第8
図において、導体60a,60bがそれぞれ、半導体基板1の
図上左側で互いに所定間隔離れて、また半導体基板1の
図上中央部で導体64と所定間隔離れて、さらに半導体基
板1の図上右側で導体60cと所定間隔離れて形成され
る。導体64の平面形状は略ホームベース形状の五角形で
あって、導体64の図上左側端部64bが抵抗体65を介して
導体60cに接続され、導体64の頂点部64aから抵抗体65の
中心部までの距離がλg/4となっている。ここで、λg
は管内波長である。また、導体60a,60b、導体60a,60c及
び導体60b,60cによってそれぞれスロット線路61,62,63
を構成している。以上のように構成された合成回路にお
いて、例えばスロット線路62,63に入力された各信号は
導体64の頂点部64aにおいて1個の信号に電力合成され
てスロット線路61に出力される。FIG. 8 is a plan view of a Wilkinson type combining circuit between slot lines (hereinafter referred to as a second conventional example). 8th
In the figure, the conductors 60a and 60b are separated from each other by a predetermined distance on the left side of the semiconductor substrate 1 and a predetermined distance from the conductor 64 in the central portion of the semiconductor substrate 1, and further on the right side of the semiconductor substrate 1 in the drawing. Are formed at a predetermined distance from the conductor 60c. The plane shape of the conductor 64 is a pentagon of a substantially home base shape, the left end portion 64b of the conductor 64 in the figure is connected to the conductor 60c via the resistor 65, and the vertex 64a of the conductor 64 to the center of the resistor 65. The distance to the part is λg / 4. Where λg
Is the guide wavelength. In addition, the conductors 60a, 60b, the conductors 60a, 60c, and the conductors 60b, 60c are used to form the slot lines 61, 62, 63, respectively.
Are configured. In the combining circuit configured as described above, for example, the signals input to the slot lines 62 and 63 are power-combined into one signal at the apex 64a of the conductor 64 and output to the slot line 61.
[発明が解決しようとする問題点] 上述の第1の従来例の合成回路は相反回路であるため入
出力線路間の電気的分離がとられておらず、出力コプレ
ナ線路4に接続された回路から反射があれば、その反射
波がそのまま入力コプレナ線路7,9へ現れることにな
る。この反射波が望ましくない場合には、更にアイソレ
ータを設けてこの反射波を除去する必要があるという問
題点があった。また、この回路において、出力コプレナ
線路4の特性インピーダンスをZとすると、これに整合
する入力コプレナ線路7及び9の特性インピーダンスは
2Zになり、例えば入力側に特性インピーダンスZのコプ
レナ線路を接続するためには、さらに整合回路を必要と
し、合成回路全体が大きくなるという問題点もあった。[Problems to be Solved by the Invention] Since the above-described first conventional combination circuit is a reciprocal circuit, the input / output lines are not electrically separated from each other, and the circuit connected to the output coplanar line 4 is not provided. If there is a reflection from, the reflected wave will appear on the input coplanar lines 7 and 9 as it is. When this reflected wave is not desirable, there is a problem that it is necessary to further provide an isolator to remove this reflected wave. Further, in this circuit, if the characteristic impedance of the output coplanar line 4 is Z, the characteristic impedances of the input coplanar lines 7 and 9 matching this are
There is also a problem in that a matching circuit is further required to connect the coplanar line having the characteristic impedance Z to the input side, for example, and the overall combining circuit becomes large.
また、上述の第2の従来例の合成回路においては、抵抗
体65の抵抗値を適当に選択することによって、入出力ス
ロット線路61ないし63の各特性インピーダンスを全て同
一に設定することができ、各入出力スロット線路間をイ
ンピーダンス整合させることができる。しかしながら、
この合成回路も第1の従来例の回路と同様に相反回路で
あって、入力線路62,63間の分離はとれているものの入
出力線路間の分離はとれておらず、入力スロット線路62
及び63に接続された回路から反射があれば、その反射波
がそのまま出力スロット線路61へ現れることになる。こ
の反射波が望ましくない場合には、更にアイソレータを
設けてこの反射波を除去する必要があるという問題点が
あった。また、この第2の従来例では、合成部にλg/4
の長さの線路を必要とし、小型化が困難であるという問
題点があった。Further, in the above-mentioned second conventional combination circuit, by appropriately selecting the resistance value of the resistor 65, all the characteristic impedances of the input / output slot lines 61 to 63 can be set to the same, Impedance matching can be performed between the input and output slot lines. However,
This combined circuit is also a reciprocal circuit like the circuit of the first conventional example, and the input lines 62 and 63 are separated from each other, but the input / output lines are not separated from each other.
If there is a reflection from the circuit connected to and 63, the reflected wave will appear on the output slot line 61 as it is. When this reflected wave is not desirable, there is a problem that it is necessary to further provide an isolator to remove this reflected wave. Also, in this second conventional example, λg / 4
However, there is a problem in that it is difficult to reduce the size of the line because it requires the length of the line.
本発明の目的は以上の問題点を解決し、アイソレータを
用いず簡単な回路で入出力マイクロ波線路間の良好な電
気的分離度で入力信号の合成を行うことができ、かつ、
入出力マイクロ波線路間のインピーダンス整合がとれた
小型のマイクロ波合成回路を提供することにある。The object of the present invention is to solve the above problems and to synthesize an input signal with good electrical isolation between the input and output microwave lines with a simple circuit without using an isolator, and
An object of the present invention is to provide a compact microwave synthesis circuit in which impedance matching between input and output microwave lines is achieved.
[問題点を解決するための手段] 本発明は、複数個のソース電極がそれぞれ複数個の入力
マイクロ波線路に接続されるゲート接地の第1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
ドレイン電極にゲート電極が接続されるとともに、ソー
ス電極が出力マイクロ波線路に接続されるドレイン接地
の第2の電界効果トランジスタとを備えたことを特徴と
する。[Means for Solving Problems] The present invention relates to a first field-effect transistor having a grounded gate in which a plurality of source electrodes are connected to a plurality of input microwave lines, respectively, and the first field-effect transistor. And a drain-grounded second field-effect transistor whose source electrode is connected to the output microwave line and whose drain electrode is connected to the gate electrode.
[作用] 以上のように構成することにより、複数個のソース電極
を有するゲート接地の第1の電界効果トランジスタと、
ドレイン接地の第2の電界効果トランジスタが縦続接続
される。従って、上記複数個の入力マイクロ波線路に入
力された各マイクロ波信号は上記第1の電界効果トラン
ジスタに入力され、1個のマイクロ波信号に電力合成さ
れかつ増幅及びインピーダンス変換等の処理がなされた
後、合成されたマイクロ波信号が上記第2の電界効果ト
ランジスタに出力される。上記第2の電界効果トランジ
スタに入力されたマイクロ波信号は、増幅及びインピー
ダンス変換等の処理がなされた後、上記出力マイクロ波
線路に出力される。[Operation] With the configuration described above, a first grounded field effect transistor having a plurality of source electrodes,
A second field-effect transistor whose drain is grounded is cascaded. Therefore, the microwave signals input to the plurality of input microwave lines are input to the first field effect transistor, power is combined into one microwave signal, and processing such as amplification and impedance conversion is performed. Then, the combined microwave signal is output to the second field effect transistor. The microwave signal input to the second field effect transistor is subjected to processing such as amplification and impedance conversion, and then output to the output microwave line.
ここで、上記第1の電界効果トランジスタ及び上記第2
の電界効果トランジスタにおいてはそれぞれ、複数個の
ソース電極とドレイン電極間及び複数個のゲート電極
間、並びにゲート電極とソース電極間が電気的に分離さ
れているので、上記複数個の入力マイクロ波線路と上記
出力マイクロ波線路間、及び上記複数個の入力マイクロ
波線路間が電気的に分離される。また、上記第1と第2
の電界効果トランジスタが上述のようにインピーダンス
変換作用を有するので、上記複数個の入力マイクロ波線
路と上記出力マイクロ波線路間でインピーダンス整合が
とれる。Here, the first field effect transistor and the second field effect transistor
In the field effect transistor of (1), since the plurality of source electrodes and the drain electrodes, the plurality of gate electrodes, and the gate electrodes and the source electrodes are electrically isolated, respectively, And the output microwave line, and between the plurality of input microwave lines are electrically separated. In addition, the first and second
Since the field effect transistor has the impedance conversion function as described above, impedance matching can be achieved between the plurality of input microwave lines and the output microwave lines.
[実施例] 基本回路 第1図は本発明の一実施例である電界効果トランジスタ
(以下、FETという。)を用いたマイクロ波合成回路の
基本回路の回路図である。[Embodiment] Basic Circuit FIG. 1 is a circuit diagram of a basic circuit of a microwave synthesizing circuit using a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) according to an embodiment of the present invention.
第1図において、特性インピーダンスZo1を有する第1
の入力マイクロ波線路23がゲート接地のFET21の第1の
ソース電極に接続され、特性インピーダンスZo2を有す
る第2の入力マイクロ波線路24がFET21の第2のソース
電極に接続される。FET21の第1と第2のドレイン電極
はともに接続されて、相互コンダクタンスgm3を有する
ドレイン接地のFET22のゲート電極に接続される。FET22
のソース電極は特性インピーダンスZo3を有する出力マ
イクロ波線路25に接続される。In FIG. 1 , the first having the characteristic impedance Zo 1
Input microwave line 23 is connected to the first source electrode of the gate-grounded FET 21, and the second input microwave line 24 having a characteristic impedance Zo 2 is connected to the second source electrode of the FET 21. The first and second drain electrodes of the FET 21 are connected together and to the gate electrode of a drain-grounded FET 22 having a transconductance gm 3 . FET22
The source electrode of is connected to the output microwave line 25 having a characteristic impedance Zo 3 .
ここで、2個のソース電極と2個のゲート電極を有する
FET21は、第1のゲート電極と第1のソース電極を有す
る第1のFET部Q1と第2のゲート電極と第2のソース電
極を有する第2のFET部Q2から構成され、第1と第2のF
ET部Q1,Q2はそれぞれ相互コンダクタンスgm1,gm2を有す
る。この第1と第2のFET部Q1,Q2は同一動作層上で形成
してもよいし、また、異なる動作層上で形成してもよ
い。Here, it has two source electrodes and two gate electrodes.
The FET 21 is composed of a first FET section Q 1 having a first gate electrode and a first source electrode, and a second FET section Q 2 having a second gate electrode and a second source electrode. And the second F
The ET sections Q 1 and Q 2 have mutual conductances gm 1 and gm 2 , respectively. The first and second FET parts Q 1 and Q 2 may be formed on the same operation layer or may be formed on different operation layers.
このFET21及びFET22を相互コンダクタンスのみで記述可
能な理想的なFETであると考えると、第1図の回路のS
パラメータは次式のようになる。なお、入力マイクロ波
線路23,24側をそれぞれ第1と第2の端子とし、出力マ
イクロ波線路25側を第3の端子としてSパラメータの添
字を付与する。Considering these FET21 and FET22 as ideal FETs that can be described only by mutual conductance, S of the circuit of FIG.
The parameters are as follows: The input microwave lines 23 and 24 are used as the first and second terminals, respectively, and the output microwave line 25 is used as the third terminal, and S parameter subscripts are given.
S13=S23=0 ……(4) ここで、S11,S22はそれぞれ入力マイクロ波線路23,24側
の入力端反射係数であり、S33は出力マイクロ波線路25
側の出力端反射係数である。 S 13 = S 23 = 0 (4) Here, S 11 and S 22 are the input end reflection coefficients of the input microwave lines 23 and 24, respectively, and S 33 is the output microwave line 25.
Is the reflection coefficient at the output end on the side.
さらに、gm1Zo1=gm2Zo2=gm3Zo3=1となるようにゲー
ト接地のFET21及びドレイン接地のFET22の各ゲート幅を
設定すると、上記各Sパラメータは次式のようになる。Furthermore, if the gate widths of the gate-grounded FET 21 and the drain-grounded FET 22 are set so that gm 1 Zo 1 = gm 2 Zo 2 = gm 3 Zo 3 = 1, the above S-parameters are as follows. .
S11=S22=S33=0 ……(5) このように、gm1Zo1=gm2Zo2=gm3Zo3=1と設定された
ゲート接地のFET21及びドレイン接地のFET22を縦続接続
することにより、次のような効果がある。S 11 = S 22 = S 33 = 0 (5) In this way, the gate-grounded FET 21 and the drain-grounded FET 22 set to gm 1 Zo 1 = gm 2 Zo 2 = gm 3 Zo 3 = 1 are cascaded. By connecting, there are the following effects.
(1)入力端反射係数S11,S22及び出力端反射係数S33が
ゼロとなるので、入出力線路間のインピーダンス整合が
とれる。(1) Since the input end reflection coefficients S 11 and S 22 and the output end reflection coefficient S 33 are zero, impedance matching between the input and output lines can be achieved.
(2)逆方向伝達係数S13,S23がゼロとなるので、入出
力線路間の電気的分離を行うことができる。(2) Since the reverse transfer coefficients S 13 and S 23 are zero, the input / output lines can be electrically separated.
従って、この合成回路は、2個の入力マイクロ波線路2
3,24と出力マイクロ波線路25間の各インピーダンスが整
合された状態で、かつ入出力線路間が電気的に分離され
た状態で入力信号の合成を行うことができる。また、FE
T21の第1のソース電極と第2のソース電極間は電気的
に分離しているので、各電極に接続された第1と第2の
入力マイクロ波線路23,24間の電気的分離を行うことが
できる。さらに、入出力線路23,24及び25間の間隔は、
第2の従来例のように1/4波長の長さを必要とせず、FET
21,22で構成される回路を小型化することによって、該
マイクロ波合成回路を第2の従来例に比較して小型化す
ることができる。Therefore, this synthesis circuit uses two input microwave lines 2
The input signals can be combined in a state where the impedances between the output lines 3 and 24 and the output microwave line 25 are matched and the input and output lines are electrically separated. Also, FE
Since the first source electrode and the second source electrode of T21 are electrically separated, the first and second input microwave lines 23, 24 connected to each electrode are electrically separated. be able to. Furthermore, the spacing between the input / output lines 23, 24 and 25 is
Unlike the second conventional example, the length of 1/4 wavelength is not required, and the FET
By miniaturizing the circuit constituted by 21,22, the microwave synthesizing circuit can be miniaturized as compared with the second conventional example.
第2図はFET21,22用のバイアス端子Tb1,Tb2を設けたマ
イクロ波合成回路の回路図である。この第2図の回路が
第1図の基本回路と異なるのは、 (1)FET21の第1と第2のドレイン電極とFET22のゲー
ト電極間に結合用キャパシタCcを接続したこと、 (2)FET21の第1と第2のドレイン電極がバイアス設
定用抵抗Rbと直流阻止用キャパシタCb1の直列回路を介
してアースに接続されたこと、 (3)FET22のゲート電極が利得調整用抵抗Rを介して
アースに接続されたこと、 (4)FET22のドレイン電極が直流阻止用キャパシタCb2
を介してアースに接続されたこと、並びに、 (5)抵抗RbとキャパシタCb1間、及びFET22のドレイン
電極とキャパシタCb2間のそれぞれに、バイアス端子T
b1,Tb2を設けたことである。FIG. 2 is a circuit diagram of a microwave synthesis circuit provided with bias terminals Tb 1 and Tb 2 for FETs 21 and 22. The circuit of FIG. 2 differs from the basic circuit of FIG. 1 in that (1) the coupling capacitor Cc is connected between the first and second drain electrodes of the FET 21 and the gate electrode of the FET 22, (2) the first FET21 and the second drain electrode is connected to ground via a series circuit resistor Rb and a DC blocking capacitor Cb 1 bias setting, the (3) FET 22 gain adjusting resistor R is the gate electrode of the (4) The drain electrode of FET22 is a DC blocking capacitor Cb 2
Bias terminal T is connected between the resistor Rb and capacitor Cb 1 and between the drain electrode of FET 22 and capacitor Cb 2 respectively.
b 1 and Tb 2 are provided.
以上のように構成した合成回路において、バイアス端子
Tb1,Tb2に直流バイアス電圧を印加することにより、FET
21及び22のバイアス設定を行うことができる。また、抵
抗Rの抵抗値を変化することにより、入力線路23,24か
ら出力線路25に出力される信号の利得を調整することが
できる。In the combining circuit configured as above, the bias terminal
By applying a DC bias voltage to Tb 1 and Tb 2 ,
Bias settings of 21 and 22 can be made. Further, by changing the resistance value of the resistor R, the gain of the signal output from the input lines 23, 24 to the output line 25 can be adjusted.
第1の実施例 第3図(A)は本発明の第1の実施例である入力コプレ
ナ線路7,9と出力コプレナ線路4間の合成回路のマイク
ロ波モノリシック集積回路の平面図であり、第3図
(B)は第3図(A)のB−B′線の縦断面図、第3図
(C)は第3図(A)のC−C′線の縦断面図、第3図
(D)は第3図(A)のD−D′線の縦断面図である。
第3図(A)ないし(D)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。First Embodiment FIG. 3 (A) is a plan view of a microwave monolithic integrated circuit of a composite circuit between the input coplanar lines 7 and 9 and the output coplanar line 4 according to the first embodiment of the present invention. 3 (B) is a vertical sectional view taken along the line BB 'of FIG. 3 (A), and FIG. 3 (C) is a vertical sectional view taken along the line CC' of FIG. 3 (A). FIG. 3D is a vertical sectional view taken along the line DD ′ of FIG.
In FIGS. 3A to 3D, the same parts as those in the above-mentioned drawings are designated by the same reference numerals.
第3図(A)ないし(D)において、長方形状の半絶縁
性GaAs半導体基板1の図上右側の略中央位置であってシ
ョットキーゲート型電界効果トランジスタ(以下、MESF
ETという。)22が形成される位置の上表面上に、半導体
基板1の上表面から不純物イオンを注入して動作層17を
形成する。MESFET22のゲート電極31が上記動作層17の略
中央位置に導体33と一体的に形成される。ここで、該ゲ
ート電極31の平面形状は半導体基板1の図上左右方向と
平行する長手のゲート幅w3とゲート長g3の2辺を有する
長方形状である。さらに、ソース電極32及びドレイン電
極30が、上記ゲート電極31を間にはさんで、それぞれゲ
ート電極31と所定の間隔だけ離れて、上記動作層17上に
それぞれ導体41、出力コプレナ線路4の導体3と一体的
に形成される。ここで、ソース電極32及びドレイン電極
30の各平面形状は長方形状であって、該電極32,30の長
手方向の辺が上記ゲート電極31のゲート幅w3方向の辺と
平行している。In FIGS. 3A to 3D, a Schottky gate type field effect transistor (hereinafter referred to as MESF) is formed at a substantially central position on the right side of the rectangular semi-insulating GaAs semiconductor substrate 1 in the figure.
It is called ET. ) 22 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1, and impurity ions are implanted from the upper surface of the semiconductor substrate 1 to form the operating layer 17. The gate electrode 31 of the MESFET 22 is integrally formed with the conductor 33 at a substantially central position of the operating layer 17. Here, the planar shape of the gate electrode 31 is a rectangular shape having two sides of a long gate width w 3 and a gate length g 3 which are parallel to the horizontal direction of the semiconductor substrate 1 in the figure. Further, the source electrode 32 and the drain electrode 30 are separated from the gate electrode 31 by a predetermined distance with the gate electrode 31 interposed therebetween, and the conductor 41 and the conductor of the output coplanar line 4 are respectively provided on the operating layer 17. It is formed integrally with 3. Here, the source electrode 32 and the drain electrode
Each planar shape of 30 is rectangular, and the sides of the electrodes 32, 30 in the longitudinal direction are parallel to the sides of the gate electrode 31 in the gate width w 3 direction.
半導体基板1内の動作層17上に上述のように公知の方法
で形成されたゲート電極31、ソース電極32及びドレイン
電極30によって、MESFET22を構成している。The gate electrode 31, the source electrode 32 and the drain electrode 30 which are formed on the operating layer 17 in the semiconductor substrate 1 by the known method as described above constitute the MESFET 22.
また、MESFET23の図上左側の位置の半導体基板1の上表
面から不純物イオンを注入して動作層13を形成した後、
2個のゲート電極15a及び15bが、ドレイン電極16が形成
される上記動作層13の略中央位置からそれぞれ所定間隔
離れて、上記動作層13上にそれぞれ接地導体6,2a及び接
地導体6,2bと一体的に形成される。ここで、該ゲート電
極15a,15bの各平面形状はそれぞれ、長手のゲート幅w1,
w2の辺とゲート長g1,g2の辺を有する長方形状であっ
て、該ゲート電極15a,15bのゲート幅w1,w2の各辺はMES
FET22のゲート電極31のゲート幅w1,w2方向の各辺と平行
している。さらに、ドレイン電極16が、上記両ゲート電
極15a,15bを間にはさんでかつ所定間隔だけ離れて上記
動作層13上に導体34と一体的に形成される。該ドレイン
電極16の平面形状は長方形状であって、該ドレイン電極
16の長手方向の辺が上記ゲート電極15a,15bのゲート幅w
1,w2方向の辺と平行している。またさらに、2個のソー
ス電極14a,14bが、ドレイン電極16が形成された側の反
対側である上記両ゲート電極15a,15bの外側に、それぞ
れ上記ゲート電極15a,15bと所定間隔離れて上記動作層1
3上に、それぞれ導体5,8と一体的に形成される。該ソー
ス電極14a,14bの平面形状は長方形状であって、該ソー
ス電極14a,14bの長手方向の辺が、上記ゲート電極15a,1
5bの長手のゲート幅w1,w2方向の辺と平行している。Further, after the impurity ions are implanted from the upper surface of the semiconductor substrate 1 at the position on the left side of the MESFET 23 in the figure to form the operating layer 13,
The two gate electrodes 15a and 15b are separated from the substantially central position of the operating layer 13 where the drain electrode 16 is formed by a predetermined distance, and are respectively grounded conductors 6 and 2a and grounded conductors 2 and 2b on the operating layer 13. Is formed integrally with. Here, the planar shapes of the gate electrodes 15a and 15b are the longitudinal gate width w 1 and
It has a rectangular shape having sides of w 2 and sides of gate lengths g 1 and g 2 , and each side of the gate widths w 1 and w 2 of the gate electrodes 15a and 15b is MES.
The gate width of the gate electrode 31 of the FET 22 is parallel to each side in the w 1 and w 2 directions. Further, the drain electrode 16 is integrally formed with the conductor 34 on the operating layer 13 with the gate electrodes 15a and 15b interposed therebetween and separated by a predetermined distance. The drain electrode 16 has a rectangular planar shape,
The side in the longitudinal direction of 16 is the gate width w of the gate electrodes 15a and 15b.
It is parallel to the 1 and w 2 sides. Further, the two source electrodes 14a, 14b are spaced apart from the gate electrodes 15a, 15b by a predetermined distance on the outside of the gate electrodes 15a, 15b, which are opposite to the side where the drain electrode 16 is formed. Action layer 1
The conductors 5 and 8 are integrally formed on the conductor 3. The source electrodes 14a, 14b have a rectangular planar shape, and the sides in the longitudinal direction of the source electrodes 14a, 14b are the gate electrodes 15a, 1b.
It is parallel to the side of the long gate width w 1 and w 2 of 5b.
半導体基板1内の動作層13上に上述のように公知の方法
で形成されたゲート電極15a,15b、ドレイン電極16及び
ソース電極14a,14bによってMESFET21を構成している。The MESFET 21 is constituted by the gate electrodes 15a and 15b, the drain electrode 16 and the source electrodes 14a and 14b which are formed on the operation layer 13 in the semiconductor substrate 1 by the known method as described above.
MESFET21のソース電極14a,14bの図上上側及び図上下側
の半導体基板1上に、導体5及び8がそれぞれソース電
極14a,14bと一体的に形成される。導体5,8の各平面形状
はゲート幅w1,w2方向の幅とゲート長g1,g2方向の長手の
辺を有する略長方形状であって、導体5,8のゲート幅w1,
w2方向の各一辺がソース電極14a,14bのゲート幅w1,w2方
向の各一辺とそれぞれ接続される。Conductors 5 and 8 are integrally formed with the source electrodes 14a and 14b, respectively, on the semiconductor substrate 1 above and below the source electrodes 14a and 14b of the MESFET 21 in the figure. Each planar shape of the conductors 5 and 8 is a substantially rectangular shape having widths in the gate width w 1 and w 2 directions and long sides in the gate lengths g 1 and g 2 directions, and the gate width w 1 of the conductors 5 and 8 is ,
Each side of w 2 direction are respectively connected to the one side of the source electrode 14a, the gate width of 14b w 1, w 2 directions.
MESFET21及び導体5,8の各図上左側の半導体基板1上
に、長方形状の接地導体6が導体5,8とそれぞれ所定間
隔l1,l2だけ離れてゲート電極15a,15bと一体的に形成さ
れる。On the semiconductor substrate 1 on the left side of each of the MESFET 21 and the conductors 5 and 8, a rectangular ground conductor 6 is separated from the conductors 5 and 8 by a predetermined distance l 1 and l 2 , respectively, and integrally with the gate electrodes 15a and 15b. It is formed.
MESFET21のドレイン電極16の図上右側であってMESFET22
の図上左側の半導体基板1上に、ドレイン電極16と同一
幅を有する長方形状の導体34がドレイン電極16及び導体
90と一体的に形成されるとともに、長方形状の導体90が
ドレイン電極16及び導体34と一体的に形成される。ここ
で、ドレイン電極16のゲート長g1,g2方向の一辺が導体3
4のゲート長g1,g2方向の辺と接続される。従って、ドレ
イン電極16が、導体34を介して、導体90と接続される。The right side of the drain electrode 16 of the MESFET21 in the figure
A rectangular conductor 34 having the same width as the drain electrode 16 is formed on the semiconductor substrate 1 on the left side of FIG.
The rectangular conductor 90 is integrally formed with the drain electrode 16 and the conductor 34 while being integrally formed with the conductor 90. Here, one side of the drain electrode 16 in the gate length g 1 , g 2 direction is the conductor 3
It is connected to the side of the gate length g 1 and g 2 direction of 4. Therefore, the drain electrode 16 is connected to the conductor 90 via the conductor 34.
導体90の上表面上及び導体90の図上右側の半導体基板1
上に、絶縁層42を介して導体33がゲート電極31と一体的
に形成される。ここで、導体33の平面形状は略長方形状
であって、導体33のゲート電極31側近傍端部分がゲート
電極31まで延在してゲート電極31のゲート長g3方向の辺
と接続される。上記導体90、絶縁層42及び導体33によっ
て、公知の金属−絶縁体−金属キャパシタ(以下、MIM
キャパシタという。)35を構成しており、このMIMキャ
パシタ35はMESFET21と22間の結合用キャパシタである。Semiconductor substrate 1 on the upper surface of the conductor 90 and on the right side of the conductor 90 in the figure
The conductor 33 is integrally formed on the gate electrode 31 via the insulating layer 42. Here, the planar shape of the conductor 33 is a substantially rectangular shape, and an end portion of the conductor 33 near the gate electrode 31 side extends to the gate electrode 31 and is connected to a side of the gate electrode 31 in the gate length g 3 direction. . By the conductor 90, the insulating layer 42 and the conductor 33, a known metal-insulator-metal capacitor (hereinafter referred to as MIM
It is called a capacitor. ) 35, the MIM capacitor 35 is a coupling capacitor between the MESFETs 21 and 22.
導体5の図上左側であって、導体34,90及びMESFET22の
各図上上側の半導体基板1上に、接地導体2aが導体5と
間隔l1だけ離れて、また、導体34,90及びソース電極30
と所定間隔離れて、さらに導体32と間隔l3だけ離れて、
ゲート電極15aと一体的に形成される。ここで、接地導
体2aのゲート電極15a側近傍端部分がゲート電極15aのゲ
ート長g1方向の一辺と接続される。The ground conductor 2a is separated from the conductor 5 by a distance l 1 on the left side of the conductor 5 in the drawing on the upper side of the conductors 34, 90 and the MESFET 22 in each drawing, and the conductors 34, 90 and the source are also separated. Electrode 30
And a predetermined distance, and a distance l 3 from the conductor 32,
It is formed integrally with the gate electrode 15a. Here, the end portion of the ground conductor 2a near the gate electrode 15a is connected to one side of the gate electrode 15a in the gate length g 1 direction.
導体8の図上左側であって、導体34,90及び3の各図上
下側の半導体基板1上に、接地導体2bが導体8と間隔l2
だけ離れて、また、導体34,90と所定間隔離れて、さら
に、導体3と間隔l3だけ離れて、ゲート電極15bと一体
的に形成される。ここで、接地導体2bのゲート電極15b
側近傍端部分がゲート電極15bのゲート長g2方向の一辺
と接続される。上記導体5と接地導体6,2a、並びに上記
導体8と接地導体6,2bによってそれぞれ入力コプレナ線
路7,9を構成している。On the left side of the conductor 8 in the figure, and on the upper and lower sides of the conductors 34, 90 and 3 in the figure, the ground conductor 2b is spaced apart from the conductor 8 by a distance l 2.
Is separated from the conductors 34 and 90 by a predetermined distance and further separated from the conductor 3 by a distance l 3 , and is integrally formed with the gate electrode 15b. Here, the gate electrode 15b of the ground conductor 2b
The end portion near the side is connected to one side of the gate electrode 15b in the gate length g 2 direction. The conductor 5 and the ground conductors 6 and 2a, and the conductor 8 and the ground conductors 6 and 2b constitute input coplanar lines 7 and 9, respectively.
接地導体2a,2bのMESFET21側近傍端部分であって互いに
近接する部分間の導体34及び半導体基板1上に、絶縁層
を介して、接地導体2a,2b間接続用ブリッジ導体10aが、
形成される。A bridge conductor 10a for connecting between the ground conductors 2a and 2b is provided on the conductor 34 between the portions of the ground conductors 2a and 2b near the MESFET21 side and close to each other and the semiconductor substrate 1 via an insulating layer.
It is formed.
接地導体2bの導体90側近傍端部分上に絶縁層46を介して
長方形状の導体38が導体38aと一体的に形成され、導体3
8の図上上側端部の一部分38cが導体38aと接続される。
ここで、接地導体2b、絶縁層46及び導体38によって、上
述と同様に直流阻止用MIMキャパシタ39を構成してい
る。この導体38にリード線40aを介してバイアス端子40
が接続される。A rectangular conductor 38 is integrally formed with the conductor 38a on the end portion of the ground conductor 2b near the conductor 90 with an insulating layer 46 interposed therebetween.
A part 38c of the upper end of the figure 8 is connected to the conductor 38a.
Here, the grounding conductor 2b, the insulating layer 46, and the conductor 38 form a DC blocking MIM capacitor 39 as described above. The bias terminal 40 is connected to the conductor 38 through the lead wire 40a.
Are connected.
導体90の図上下側端部90cから導体38aの図上上側端部38
acまでの半導体基板1内に予め不純物イオンが注入さ
れ、これによって抵抗体36が形成される。従って、導体
90が抵抗体36及び導体38aを介して導体38に接続され
る。The upper and lower ends 38c of the conductor 38a from the upper and lower end portions 90c of the conductor 90 in the drawing
Impurity ions are previously implanted into the semiconductor substrate 1 up to ac, whereby the resistor 36 is formed. Therefore, the conductor
90 is connected to the conductor 38 via the resistor 36 and the conductor 38a.
また、導体33の図上右側端部33cから接地導体2aの導体3
3側近傍端部分2acまでの半導体基板1内に予め不純物イ
オンが注入され、これによって利得調整用抵抗体37が形
成される。従って、導体33が抵抗体37を介して接地導体
2aに接続される。Also, from the right end 33c of the conductor 33 in the figure to the conductor 3 of the ground conductor 2a.
Impurity ions are previously implanted into the semiconductor substrate 1 up to the end portion 2ac in the vicinity of the third side, whereby the gain adjusting resistor 37 is formed. Therefore, the conductor 33 is grounded via the resistor 37.
Connected to 2a.
MESFET22の図上上側の接地導体2a上に絶縁層80を介して
導体41がドレイン電極30と一体的に形成される。導体41
の平面形状は長方形状であって、導体41のゲート幅w3方
向の辺がドレイン電極30のゲート幅w3方向の辺と接続さ
れる。ここで、接地導体2a、絶縁層80及び導体41によっ
て上述と同様に直流阻止用MIMキャパシタ43を構成して
おり、この導体41にリード線44aを介してバイアス端子4
4が接続される。A conductor 41 is integrally formed with the drain electrode 30 on the ground conductor 2a on the upper side of the MESFET 22 in the figure with an insulating layer 80 interposed therebetween. Conductor 41
The plane shape is rectangular and the side of the conductor 41 in the gate width w 3 direction is connected to the side of the drain electrode 30 in the gate width w 3 direction. Here, the ground conductor 2a, the insulating layer 80, and the conductor 41 constitute the DC blocking MIM capacitor 43 in the same manner as described above, and the bias terminal 4 is connected to the conductor 41 via the lead wire 44a.
4 is connected.
出力コプレナ線路4の導体3がMESFET22のドレイン電極
32の図上下側及び右下側にドレイン電極32と一体的に形
成され、この導体3の平面形状は所定の幅を有するくの
字形状である。ここで、導体3の幅方向の一辺がドレイ
ン電極32のゲート幅w3方向の辺と接続される。The conductor 3 of the output coplanar line 4 is the drain electrode of the MESFET 22.
The drain electrode 32 is integrally formed on the upper and lower sides and the lower right side of the figure 32, and the conductor 3 has a dogleg shape with a predetermined width. Here, one side of the conductor 3 in the width direction is connected to the side of the drain electrode 32 in the gate width w 3 direction.
接地導体2a,2bのMESFET22側近傍端部分の導体3及び半
導体基板1上に、絶縁層を介して接地導体2a,2b間接続
用ブリッジ導体10bが形成される。上記導体3と接地導
体2a,2bによって、出力コプレナ線路4を構成してい
る。A bridge conductor 10b for connecting between the ground conductors 2a and 2b is formed on the conductor 3 and the semiconductor substrate 1 at the end portion of the ground conductors 2a and 2b near the MESFET 22 via an insulating layer. The conductor 3 and the ground conductors 2a and 2b form an output coplanar line 4.
なお、以下、接続用ブリッジ導体10aを境界として、MES
FET21が形成される半導体基板1の図上左側を基板1の
入力側といい、また、MESFET22が形成される半導体基板
1の図上右側を基板1の出力側という。In addition, hereinafter, with the connecting bridge conductor 10a as a boundary, the MES
The left side of the semiconductor substrate 1 on which the FET 21 is formed in the figure is called the input side of the substrate 1, and the right side of the semiconductor substrate 1 on which the MESFET 22 is formed is called the output side of the substrate 1.
以上のように構成することにより、MESFET21のドレイン
電極16が導体34,90、抵抗36、導体38a及びMIMキャパシ
タ39を介して接地導体2bに接続されて高周波的に接地さ
れ、また、MESFET22のドレイン電極16がMIMキャパシタ4
3を介して接地導体2aに接続されて高周波的に接地され
る。この合成回路は第2図の回路に対応し、入力コプレ
ナ線路7,9に入力された各信号はゲート接地のMESFET2
1、結合用MIMキャパシタ35を介してドレイン接地のMESF
ET22に入力され、1個の信号に電力合成された後、合成
された信号が出力コプレナ線路4に出力される。With the above configuration, the drain electrode 16 of the MESFET 21 is connected to the ground conductor 2b via the conductors 34 and 90, the resistor 36, the conductor 38a and the MIM capacitor 39 and grounded at high frequency, and the drain of the MESFET 22 is also provided. Electrode 16 is MIM capacitor 4
It is connected to the ground conductor 2a via 3 and is grounded at high frequency. This synthesis circuit corresponds to the circuit in Fig. 2, and the signals input to the input coplanar lines 7 and 9 are MESFET2 with the gate grounded.
1, MESF with drain grounded via MIM capacitor 35 for coupling
After being input to the ET22 and power-combined into one signal, the combined signal is output to the output coplanar line 4.
ここで、本回路の高周波等価回路は第1図のようにな
り、MESFET21及びMESFET22の相互コンダクタンスgm1,gm
2,gm3を、gm1Zo1=gm2Zo2=gm3Zo3=1となるように、M
ESFET21,22の各ゲート幅w1,w2,w3を設定することによ
り、入出力線路間でインピーダンス整合がとれる。ま
た、抵抗37の抵抗値を変化することにより合成回路の増
幅度を変化させることができる。MESFET21のソース電極
14a,14bとドレイン電極16間、及びMESFET22のゲート電
極31とソース電極32間には電気的分離作用があるので、
入出力線路間が電気的に分離され、出力コプレナ線路4
に接続された回路から反射があっても、その反射波がそ
のまま入力コプレナ線路7,9へ現れることはない。ま
た、入力線路7,9同志もMESFET21の電気的分離作用によ
り分離されている。従って、反射波に対するアイソレー
タ等の対策が不要になり、入出力間の分離が良好なモノ
リシック集積回路の合成回路が得られる。なお、本実施
例では、MESFET21及びMESFET22間を近接配置して集中定
数的に接続しているが、公知のマイクロ波線路を介して
接続することも、可能である。このことは、以下の実施
例でも同様である。Here, the high frequency equivalent circuit of this circuit is as shown in FIG. 1, and the mutual conductances gm 1 and gm of MESFET 21 and MESFET 22 are shown.
2 , gm 3 so that gm 1 Zo 1 = gm 2 Zo 2 = gm 3 Zo 3 = 1
By setting the gate widths w 1 , w 2 and w 3 of the ESFETs 21 and 22, impedance matching can be achieved between the input and output lines. Further, the amplification degree of the synthesis circuit can be changed by changing the resistance value of the resistor 37. Source electrode of MESFET21
Since there is an electrical isolation action between 14a, 14b and the drain electrode 16 and between the gate electrode 31 and the source electrode 32 of the MESFET 22,
Input and output lines are electrically separated, and output coplanar line 4
Even if there is a reflection from the circuit connected to, the reflected wave does not appear on the input coplanar lines 7 and 9 as it is. Further, the input lines 7 and 9 are also separated by the electrical separation action of the MESFET 21. Therefore, it is not necessary to take measures such as an isolator for reflected waves, and a combined circuit of monolithic integrated circuits with good separation between input and output can be obtained. In this embodiment, the MESFET 21 and the MESFET 22 are arranged close to each other and are connected in a lumped constant manner, but it is also possible to connect them via a known microwave line. This also applies to the following examples.
第2の実施例 第4図は本発明の第2の実施例である入力コプレナ線路
7,9と出力スロット線路51間の合成回路のマイクロ波モ
ノリシック集積回路の平面図であり、第4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。Second Embodiment FIG. 4 is an input coplanar line according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a microwave monolithic integrated circuit of a combined circuit between 7, 9 and the output slot line 51, and FIG.
The same parts as those in the above drawings are designated by the same reference numerals.
この合成回路が第3図(A)の第1の実施例と異なるの
は、基板1の出力側において、 (1)出力コプレナ線路4が導体50及び接地導体2aを有
する出力スロット線路51にとって代わったこと、並び
に、 (2)接地導体2aが、導体8の図上右側、導体34,90の
図上下側、並びに導体50の図上左側にのみ形成されるこ
とである。This synthetic circuit is different from the first embodiment of FIG. 3A in that on the output side of the substrate 1, (1) the output coplanar line 4 replaces the output slot line 51 having the conductor 50 and the ground conductor 2a. (2) The ground conductor 2a is formed only on the right side of the conductor 8 in the figure, the upper and lower sides of the conductors 34 and 90 in the figure, and the left side of the conductor 50 in the figure.
第4図において、基板1の入力側は、第3図(A)の第
1の実施例と同様に形成される。In FIG. 4, the input side of the substrate 1 is formed in the same manner as in the first embodiment of FIG. 3 (A).
基板1の出力側の略中央位置に、MESFET22が第3図
(A)の第1の実施例と同様に形成される。接地導体2a
が導体50と間隔l4だけ離れて形成されることを除いて第
1の実施例と同様に形成され、接地導体2bが導体50側近
傍の辺がゲート長方向で切断させるように形成されるこ
とを除いて第1の実施例と同様に形成される。さらに、
MIMキャパシタ39,43、バイアス端子40,44、導体34,90,3
8a及び抵抗体36,37がそれぞれ、第1の実施例と同様に
形成される。The MESFET 22 is formed at a substantially central position on the output side of the substrate 1 as in the first embodiment of FIG. 3 (A). Ground conductor 2a
Is formed in the same manner as in the first embodiment except that the conductor 50 is separated from the conductor 50 by an interval l 4 , and the ground conductor 2b is formed so that the side near the conductor 50 side is cut in the gate length direction. Except for this, it is formed similarly to the first embodiment. further,
MIM capacitors 39,43, bias terminals 40,44, conductors 34,90,3
The 8a and the resistors 36 and 37 are formed in the same manner as in the first embodiment.
MESFET22の図上下側及び右下側の半導体基板1上に、導
体50が接地導体2aと間隔l4だけ離れてかつソース電極32
と一体的に形成される。導体50の平面形状はゲート幅w3
を平行しかつ互いに平行する2辺を有する略台形形状で
あって、導体50のゲート幅w3方向の辺の一部がソース電
極32のゲート幅w3方向と接続される。また、導体50と接
地導体2bとの間隔はMESFET22から離れるにつれて広くさ
れている。ここで、上記導体50と接地導体2aによって出
力コプレナ線路51を構成している。On the upper and lower sides and the lower right side of the MESFET 22 in the figure, the conductor 50 is separated from the ground conductor 2a by a distance l 4 and the source electrode 32 is provided.
Is formed integrally with. The planar shape of the conductor 50 is the gate width w 3
Parallel and a substantially trapezoidal shape having two sides parallel to each other, part of the gate width w 3 side in the direction of the conductor 50 is connected to the gate width w 3 direction of the source electrode 32. Further, the distance between the conductor 50 and the ground conductor 2b becomes wider as the distance from the MESFET 22 increases. Here, the conductor 50 and the ground conductor 2a constitute an output coplanar line 51.
以上のように構成することにより、MESFET21のドレイン
電極16が上述と同様に導体34,90、抵抗体36、導体38a、
MIMキャパシタ39を介して接地導体2bに接続されて高周
波的に接地され、また、MESFET22のドレイン電極30がそ
れぞれMIMキャパシタ43を介して接地導体2aに接続され
て高周波的に接地される。この合成回路は第2図の回路
に対応し、入力コプレナ線路7,9に入力された各信号
は、ゲート接地のMESFET21、結合用MIMキャパシタ35を
介してドレイン接地のMESFET22に入力され、1個の信号
に電力合成された後、合成された信号が出力スロット線
路51に出力される。また、この合成回路の高周波等価回
路は第3図(A)の第1の実施例と同様に、第1図のよ
うになり、第1の実施例と同様の作用と効果を有する。With the above-described configuration, the drain electrode 16 of the MESFET 21 has the conductors 34 and 90, the resistor 36, the conductor 38a, and
The MESFET 22 is connected to the ground conductor 2b via the MIM capacitor 39 and grounded at a high frequency, and the drain electrode 30 of the MESFET 22 is connected to the ground conductor 2a via the MIM capacitor 43 and grounded at a high frequency. This combining circuit corresponds to the circuit of FIG. 2, and the signals input to the input coplanar lines 7 and 9 are input to the drain grounded MESFET 22 via the gate grounded MESFET 21 and the coupling MIM capacitor 35, respectively. After being power-combined with the signal, the combined signal is output to the output slot line 51. The high frequency equivalent circuit of this combined circuit is as shown in FIG. 1 as in the case of the first embodiment of FIG. 3 (A), and has the same operation and effect as the first embodiment.
第3の実施例 第5図は本発明の第3の実施例である入力スロット線路
53,55と出力コプレナ線路4間の合成回路のマイクロ波
モノリシック集積回路の平面図であり、第5図におい
て、上述の図面と同一のものについて同一の符号を付し
ている。Third Embodiment FIG. 5 shows an input slot line according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of a microwave monolithic integrated circuit of a synthesis circuit between 53, 55 and the output coplanar line 4, and in FIG. 5, the same parts as those in the above drawings are denoted by the same reference numerals.
この合成回路が第3図(A)の第1の実施例と異なるの
は、基板1の入力側において、入力コプレナ線路7,9が
それぞれ入力スロット線路53,55にとって代わったこと
である。以下、上記相違点について詳細に説明する。This combining circuit differs from the first embodiment of FIG. 3A in that the input coplanar lines 7 and 9 are replaced by the input slot lines 53 and 55 on the input side of the substrate 1. Hereinafter, the difference will be described in detail.
第5図において、基板1の出力側は第3図(A)の第1
の実施例と同様に形成される。また、基板1の入力側に
おいて、MESFET21が第1の実施例と同様に形成される。In FIG. 5, the output side of the substrate 1 is the first side of FIG. 3 (A).
It is formed in the same manner as in the above embodiment. Further, on the input side of the substrate 1, the MESFET 21 is formed similarly to the first embodiment.
MESFET21の図上上側及び下側の半導体基板1上にそれぞ
れ、導体52,53がそれぞれ接地導体2a,2bと間隔l5,l6だ
け離れてかつ第1と第2のソース電極14a,14bと一体的
に形成される。導体52,53の各平面形状は略長方形状で
あって、導体52,53のゲート幅w1,w2方向の各辺がソース
電極14a,14bのゲート幅w1,w2方向の各辺と接続される。
また、入力線路53,54間を良好な分離度で電気的分離を
行うために、導体52と53の互いに対向する辺の間隔はME
SFET21から離れるにつれて広くされる。ここで、導体52
と接地導体2a、並びに導体54と接地導体2bはそれぞれ入
力コプレナ線路53,55を構成している。The conductors 52 and 53 are respectively separated from the ground conductors 2a and 2b by the distances l 5 and l 6 on the upper and lower semiconductor substrates 1 of the MESFET 21 in the figure and the first and second source electrodes 14a and 14b, respectively. It is integrally formed. Each plane shape of the conductors 52, 53 is substantially rectangular, and each side of the conductors 52, 53 in the gate width w 1 , w 2 direction is each side of the source electrodes 14a, 14b in the gate width w 1 , w 2 direction. Connected with.
Further, in order to electrically isolate the input lines 53, 54 with a good degree of isolation, the distance between the sides of the conductors 52 and 53 facing each other is ME.
It gets wider as you move away from SFET21. Where the conductor 52
The ground conductor 2a, the conductor 54, and the ground conductor 2b constitute input coplanar lines 53 and 55, respectively.
この合成回路は第2図の回路に対応し、入力スロット線
路53,55に入力された各信号は、ゲート接地のMESFET2
1、結合用MIMキャパシタ35を介してドレイン接地のMESF
ET22に入力され、1個の信号に電力合成された後、合成
された信号が出力コプレナ線路4に出力される。また、
この合成回路の高周波等価回路は第3図(A)の第1の
実施例と同様に、第1図のようになり、第1の実施例と
同様の作用と効果を、有する。This combined circuit corresponds to the circuit in FIG. 2, and the signals input to the input slot lines 53 and 55 are the gate grounded MESFET2.
1, MESF with drain grounded via MIM capacitor 35 for coupling
After being input to the ET22 and power-combined into one signal, the combined signal is output to the output coplanar line 4. Also,
The high frequency equivalent circuit of this combined circuit is as shown in FIG. 1 as in the case of the first embodiment of FIG. 3 (A), and has the same operation and effect as the first embodiment.
第4の実施例 第6図は本発明の第4の実施例である入力スロット線路
53,55と出力スロット線路51間の合成回路のマイクロ波
モノリシック集積回路の平面図であり、第6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。Fourth Embodiment FIG. 6 shows an input slot line according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a microwave monolithic integrated circuit of a combined circuit between 53, 55 and the output slot line 51, and in FIG. 6, the same parts as those in the above-mentioned drawings are designated by the same reference numerals.
この合成回路においては、基板1の入力側が第5図の第
3の実施例と同様に形成され、一方、基板1の出力側が
第4図の第2の実施例と同様に形成される。In this synthesis circuit, the input side of the substrate 1 is formed in the same manner as in the third embodiment of FIG. 5, while the output side of the substrate 1 is formed in the same manner as in the second embodiment of FIG.
以上のように構成された合成回路は第2図の回路に対応
し、入力スロット線路53,55に入力された各信号は、ゲ
ート接地のMESFET21、結合用MIMキャパシタ35を介して
ドレイン接地のMESFET22に入力され、1個の信号に電力
合成された後、合成された信号が出力スロット線路51に
出力される。また、この合成回路の高周波等価回路は第
3図(A)の第1の実施例と同様に第1図のようにな
り、第1の実施例と同様の作用と効果を有する。The synthesis circuit configured as described above corresponds to the circuit of FIG. 2, and each signal input to the input slot lines 53, 55 passes through the gate-grounded MESFET 21, the coupling MIM capacitor 35, and the drain-grounded MESFET 22. Input to the output slot line 51, and after the power is combined into one signal, the combined signal is output to the output slot line 51. The high frequency equivalent circuit of this combined circuit is as shown in FIG. 1 as in the first embodiment of FIG. 3 (A), and has the same operation and effect as those of the first embodiment.
他の実施例 以上の実施例において、増幅及びインピーダンス整合を
行う能動素子としてMESFETを用いているが、これに限ら
ず、その他の種類のFETを用いてもよい。また、入出力
線路としてスロット線路及びコプレナ線路を用いている
が、これに限らず、マイクロストリップ線路等のその他
のマイクロ波線路を用いてもよい。さらに、合成入力側
のマイクロ波線路形式が同じ場合について説明したが、
これに限らず、合成入力側のマイクロ波線路形式が異な
ってもよい。Other Embodiments In the above embodiments, the MESFET is used as an active element for performing amplification and impedance matching, but the present invention is not limited to this, and another type of FET may be used. Further, although the slot line and the coplanar line are used as the input / output lines, the present invention is not limited to this, and other microwave lines such as a microstrip line may be used. Furthermore, I explained the case where the microwave line format on the synthetic input side is the same,
Not limited to this, the microwave line format on the combined input side may be different.
以上の実施例において、ドレイン接地のMESFET21のゲー
ト電極およびソース電極の数をそれぞれ2個として説明
したが、これに限らず、3個以上としてもよい。さら
に、MESFET21とMESFET22の連結部は高インピーダンスで
あるため、この連結部に複数のMESFET21を接続すること
により、多数の入力信号を合成する合成回路を構成して
もよい。Although the number of the gate electrodes and the number of the source electrodes of the drain-grounded MESFET 21 are two in each of the above embodiments, the number is not limited to this and may be three or more. Furthermore, since the connecting portion between the MESFET 21 and the MESFET 22 has high impedance, a plurality of MESFETs 21 may be connected to this connecting portion to form a combining circuit that combines a large number of input signals.
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、複数個のソース電
極を有するゲート接地の第1の電界効果トランジスタ
と、ドレイン接地の第2の電界効果トランジスタを縦続
接続したので、複数個の入力マイクロ波線路に入力され
た各マイクロ波信号が1個の信号に電力合成され、合成
された信号が出力マイクロ波線路に出力されるマイクロ
波合成回路装置を構成することができる。As described above in detail, according to the present invention, the first field-effect transistor having a plurality of source electrodes, which is grounded in the gate, and the second field-effect transistor, which is grounded in the drain, are connected in series. It is possible to configure a microwave combining circuit device in which the microwave signals input to the plurality of input microwave lines are power-combined into one signal and the combined signal is output to the output microwave line.
ここで、上記第1の電界効果トランジスタ及び上記第2
の電界効果トランジスタにおいてはそれぞれ、複数個の
ソース電極とドレイン電極間及び複数個のソース電極間
並びにゲート電極とソース電極間が電気的に分離されて
いるので、上記複数個の入力マイクロ波線路と上記出力
マイクロ波線路間、及び上記複数個の入力マイクロ波線
路間がそれぞれ電気的に分離される。また、上記第1の
電界効果トランジスタと上記第2の電界効果トランジス
タがインピーダンス変換作用を有するので、上記複数個
の入力マイクロ波線路と上記出力マイクロ波線路間で、
インピーダンス整合がとれる。さらに、上記マイクロ波
合成回路装置は2個の電界効果トランジスタのみで構成
され、第2の従来例のように、1/4波長の長さを必要と
しないので、第2の従来例に比較して小型化することが
できる。Here, the first field effect transistor and the second field effect transistor
In the field effect transistor of (1), since the plurality of source electrodes and the drain electrodes, the plurality of source electrodes, and the gate electrodes and the source electrodes are electrically isolated from each other, The output microwave lines are electrically isolated from each other and the plurality of input microwave lines are electrically isolated from each other. Further, since the first field effect transistor and the second field effect transistor have an impedance conversion function, between the plurality of input microwave lines and the output microwave line,
Impedance matching can be achieved. Further, since the microwave synthesizing circuit device is composed of only two field effect transistors and does not require the length of 1/4 wavelength unlike the second conventional example, it is compared with the second conventional example. Can be miniaturized.
従って、入出力間及び複数の出力間が電気的に分離され
かつ入出力間のインピーダンス整合がとれ、しかも、従
来例に比較して小型化されたマイクロ波合成回路装置を
実現することができる。Therefore, it is possible to realize the microwave synthesizing circuit device in which the input and output and the plurality of outputs are electrically separated from each other, impedance matching between the input and output is achieved, and moreover, the size is smaller than that of the conventional example.
第1図は本発明の一実施例であるFETを用いたマイクロ
波合成回路の基本回路の回路図、 第2図は第1図の回路にFET用バイアス端子を設けたマ
イクロ波合成回路の回路図、 第3図(A)、第4図、第5図及び第6図はそれぞれ本
発明の第1ないし第4の実施例の合成回路のマイクロ波
モノリシック集積回路の平面図、 第3図(B)は第3図(A)のB−B′線の縦断面図、 第3図(C)は第3図(A)のC−C′線の縦断面図、 第3図(D)は第3図(A)のD−D′線の縦断面図、 第7図(A)は第1の従来例の合成回路の平面図、 第7図(B)は第7図(A)のA−A′線の縦断面図、 第8図は第2の従来例のウィルキンソン型合成回路の平
面図である。 1…半導体基板、 4,7,9…コプレナ線路、 21,22…ショットキーゲート型電界効果トランジスタ(M
ESFET)、 14a,14b,32…ソース電極、 15a,15b,31…ゲート電極、 16,30…ドレイン電極、 51,53,55…スロット線路。FIG. 1 is a circuit diagram of a basic circuit of a microwave synthesizing circuit using an FET according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit of a microwave synthesizing circuit in which a bias terminal for FET is provided in the circuit of FIG. FIG. 3, FIG. 3 (A), FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 are plan views of a microwave monolithic integrated circuit of a synthesis circuit of the first to fourth embodiments of the present invention, respectively. 3B is a vertical cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3A, FIG. 3C is a vertical cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 3A, and FIG. Is a vertical cross-sectional view taken along the line D-D 'of FIG. 3 (A), FIG. 7 (A) is a plan view of a synthetic circuit of the first conventional example, and FIG. 7 (B) is FIG. 7 (A). FIG. 8 is a vertical cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 8 and FIG. 8 is a plan view of a Wilkinson-type synthesis circuit of a second conventional example. 1 ... Semiconductor substrate, 4,7,9 ... Coplanar line, 21,22 ... Schottky gate type field effect transistor (M
ESFET), 14a, 14b, 32 ... Source electrode, 15a, 15b, 31 ... Gate electrode, 16, 30 ... Drain electrode, 51, 53, 55 ... Slot line.
フロントページの続き (72)発明者 相川 正義 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−186347(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Masayoshi Aikawa 5 Seiraya, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto Pref. 5 Mihiratani, ATR Optical Optical Communication Laboratory, Inc. (56) Reference JP-A-57-186347 (JP, A)
Claims (1)
力マイクロ波線路に接続されるゲート接地の第1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ドレイン電極にゲー
ト電極が接続されるとともに、ソース電極が出力マイク
ロ波線路に接続されるドレイン接地の第2の電界効果ト
ランジスタとを備えたことを特徴とするマイクロ波合成
回路装置。1. A grounded first field effect transistor having a plurality of source electrodes connected to a plurality of input microwave lines, and a gate electrode connected to a drain electrode of the first field effect transistor. And a source-electrode second drain-grounded field-effect transistor connected to the output microwave line.
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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