JPH07303017A - Power amplifier and high frequency semiconductor device - Google Patents
Power amplifier and high frequency semiconductor deviceInfo
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- JPH07303017A JPH07303017A JP4680995A JP4680995A JPH07303017A JP H07303017 A JPH07303017 A JP H07303017A JP 4680995 A JP4680995 A JP 4680995A JP 4680995 A JP4680995 A JP 4680995A JP H07303017 A JPH07303017 A JP H07303017A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、移動体通信等に用いら
れるGaAs基板上に搭載されるFETを用いた電力増
幅器に関し、特に動作周波数及び動作バイアス点を変更
することのできる電力増幅器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power amplifier using an FET mounted on a GaAs substrate used for mobile communication or the like, and more particularly to a power amplifier capable of changing an operating frequency and an operating bias point. Is.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、世界各国で多様な移動体通信シス
テムが検討されており、それぞれのシステムに対応した
送信用電力増幅デバイスが求められている。2. Description of the Related Art In recent years, various mobile communication systems have been studied in various countries around the world, and a power amplification device for transmission corresponding to each system has been demanded.
【0003】従来より、この分野の送信用電力増幅デバ
イスとして、GaAsMESFETやJFETあるいは
HBTを用いたモジュール、一体型集積回路(以下MM
ICと呼ぶ)の各種構成例が報告されている。例えば一
般的なMMICの構造では、GaAsのバンドギャップ
が広く、常温においても真性GaAsの電気伝導度が低
いので、半絶縁性GaAs基板が得られるということを
利用し、GaAs基板上にトランジスタ、ダイオード等
の能動素子や、スパイラルインダクタ、インターディジ
タルキャパシタ、MIMキャパシタ,伝送線路,薄膜抵
抗等の受動素子を集積化して一体形成している。また、
IEEE GaAs IC sympo. tech. Digest pp.53-56 1993に開
示されるごとく、上述のような能動素子や受動素子を内
蔵するMMICをパッケージ内部に形成し基板上に実装
したモジュール(マルチチップIC)が報告されてい
る。そして、このMMICやモジュールを基板上に実装
して、各種の用途に適用するようになされている。すな
わち、単体トランジスタと個別部品とを用いて組み上げ
たのでは、動作周波数が高くなると部品の取付位置の誤
差や部品自体の特性上のバラツキによってマイクロ波特
性の大きなバラツキを生ぜしめ、製造歩留まりを低下さ
せるが、このようなMMICやモジュールを構成するこ
とによって、所定の特性を安定して発揮しうるようにな
されている。Conventionally, as a power amplification device for transmission in this field, a module using GaAs MESFET, JFET or HBT, an integrated type integrated circuit (hereinafter referred to as MM).
Various configuration examples of (referred to as IC) have been reported. For example, in a general MMIC structure, since the band gap of GaAs is wide and the electrical conductivity of intrinsic GaAs is low even at room temperature, it is possible to obtain a semi-insulating GaAs substrate. Etc., and active elements such as spiral inductors, interdigital capacitors, MIM capacitors, transmission lines, thin film resistors, and other passive elements are integrated and integrally formed. Also,
As disclosed in IEEE GaAs IC sympo. Tech. Digest pp.53-56 1993, a module (multichip IC) in which an MMIC incorporating the above-described active element and passive element is formed inside a package and mounted on a substrate. Has been reported. Then, this MMIC or module is mounted on a substrate and applied to various uses. In other words, when assembled using a single transistor and individual components, if the operating frequency becomes high, a large variation in microwave characteristics will occur due to errors in the mounting position of the components and variations in the characteristics of the components themselves, leading to a high manufacturing yield. Although it is lowered, by configuring such an MMIC or module, it is possible to stably exhibit predetermined characteristics.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反面、
上記従来のMMICやモジュールでは、下記のような問
題があった。すなわち、これらはある特定のシステムの
みに適合するよう設計されているために、動作周波数を
変えて使用すると満足できる特性が出せないことがあ
る。また、FETの動作バイアス点あるいは動作級(た
とえばA級、B級など)の変更を外部より行なうことは
できない。例えば、上記IEEE GaAs IC sympo. tech. Di
gest pp.53-56 1993に示されるモジュールでは、すべて
の回路ブロックがパッケージ内部に形成されているため
外部から動作周波数や動作バイアス点の変更を行うこと
は不可能であった。[Problems to be Solved by the Invention] However, on the other hand,
The above-mentioned conventional MMIC and module have the following problems. That is, since these are designed only for a specific system, there are cases where satisfactory characteristics cannot be obtained when the operating frequency is changed and used. Further, the operating bias point or operating class (eg, class A, class B, etc.) of the FET cannot be changed externally. For example, the above IEEE GaAs IC sympo. Tech. Di.
In the module shown in gest pp.53-56 1993, it is impossible to change the operating frequency and the operating bias point from the outside because all the circuit blocks are formed inside the package.
【0005】また、MMICやモジュールにおいて、G
aAs基板上に搭載されるコンデンサやインダクタンス
等の受動素子の占有面積が大きいために、高価なGaA
s基板のチップサイズが大きくなり、製造コストの低減
が困難であるという問題があった。In the MMIC and the module, G
Expensive GaA due to the large occupied area of passive elements such as capacitors and inductances mounted on the aAs substrate.
There is a problem that the chip size of the s substrate becomes large and it is difficult to reduce the manufacturing cost.
【0006】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その第1の目的は、MMICを使用して実装基板
に組み込む際に、特性のバラツキを生ぜしめることな
く、その動作周波数に応じた調整を行ないうるように構
成された増幅器を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and a first object thereof is to improve the operating frequency of the MMIC when incorporating it in a mounting board without causing characteristic variations. An object of the present invention is to provide an amplifier configured so that adjustment can be performed accordingly.
【0007】また、第2の目的は、高価な化合物半導体
基板を使用する高周波回路あるいはこの高周波回路を搭
載した電力増幅器において、化合物半導体基板の占有面
積を低減することにより、製造コストの低減を図ること
にある。A second object is to reduce the manufacturing cost by reducing the area occupied by the compound semiconductor substrate in a high frequency circuit using an expensive compound semiconductor substrate or a power amplifier equipped with this high frequency circuit. Especially.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記第1及び第2の目的
を達成するために、本発明では、MMIC内部とMMI
Cが実装される基板上に、電力増幅器を構成する回路部
を分割形成することにより、動作周波数を可変にし、ま
た、動作バイアス点を可変にするようにしている。In order to achieve the above-mentioned first and second objects, in the present invention, in the MMIC and the MMI.
By dividing and forming the circuit section constituting the power amplifier on the substrate on which C is mounted, the operating frequency and the operating bias point are made variable.
【0009】具体的には、請求項1〜24の手段を講じ
ている。Specifically, the measures of claims 1 to 24 are taken.
【0010】請求項1の発明が講じた手段は、能動素
子,受動素子等を一体的に形成した集積回路と、上記集
積回路を実装するための基板とを備えた電力増幅器を前
提とする。電力増幅器に、上記集積回路内に設けられた
ゲート電極,ドレイン電極及びソース電極からなり高周
波信号を増幅するための少なくとも1つのFETと、上
記集積回路内に設けられ上記FETのドレイン電極に電
圧を供給するためのドレイン電圧供給端子と、上記集積
回路外の基板上に設けられ上記ドレイン電圧供給端子に
接続されるドレイン電源部と、上記集積回路部外の基板
上に設けられ、上記FETのドレイン電極から見たドレ
イン電源側のインピーダンスを調整するためのインピー
ダンス調整用部材とを設ける構成としたものである。The means taken by the invention of claim 1 is premised on a power amplifier provided with an integrated circuit in which an active element, a passive element and the like are integrally formed, and a substrate for mounting the integrated circuit. The power amplifier includes at least one FET formed of a gate electrode, a drain electrode and a source electrode in the integrated circuit for amplifying a high frequency signal, and a voltage is applied to the drain electrode of the FET provided in the integrated circuit. A drain voltage supply terminal for supplying, a drain power supply section provided on the substrate outside the integrated circuit and connected to the drain voltage supply terminal, and a drain of the FET provided on the substrate outside the integrated circuit section An impedance adjusting member for adjusting the impedance of the drain power source viewed from the electrode is provided.
【0011】請求項2の発明が講じた手段は、請求項1
記載の電力増幅器において、上記インピーダンス調整用
部材を、上記集積回路外の基板上に設けられ、上記ドレ
イン電圧供給端子と上記ドレイン電源部との間に接続さ
れ高周波信号を伝送するための伝送線路と、上記集積回
路外の基板上に設けられ、基板のグラウンドと上記伝送
線路との間にコンデンサを取り付け可能にかつ取付部位
が変更可能に構成されたコンデンサ取付部とで構成し、
上記コンデンサの取付部位の変更による動作周波数の変
更を可能に構成したものである。The means implemented by the invention of claim 2 is as follows:
In the power amplifier described above, the impedance adjusting member is provided on a substrate outside the integrated circuit, and is connected between the drain voltage supply terminal and the drain power supply section, and a transmission line for transmitting a high frequency signal. , A capacitor mounting portion which is provided on the substrate outside the integrated circuit, is configured such that the capacitor can be mounted between the ground of the substrate and the transmission line, and the mounting portion can be changed,
The operating frequency can be changed by changing the mounting portion of the capacitor.
【0012】請求項3の発明が講じた手段は、請求項2
記載の電力増幅器において、上記コンデンサ取付部を、
上記伝送線路の複数箇所で伝送線路の保護膜を開口させ
ることにより形成したものである。The measures taken by the invention of claim 3 are as follows:
In the power amplifier described, the capacitor mounting portion,
It is formed by opening a protective film of the transmission line at a plurality of points on the transmission line.
【0013】請求項4の発明が講じた手段は、請求項2
又は3記載の電力増幅器において、上記コンデンサ取付
部にコンデンサを取り付ける構成としたものである。The means taken by the invention of claim 4 is as follows:
Alternatively, the power amplifier according to the third aspect is configured such that a capacitor is attached to the capacitor attaching portion.
【0014】請求項5の発明が講じた手段は、請求項1
記載の電力増幅器において、上記インピーダンス調整用
部材を、上記集積回路外の基板上で、上記ドレイン電圧
供給端子と上記ドレイン電源部との間に設けられ、両端
が上記ドレイン電圧供給端子及びドレイン電源部にそれ
ぞれ接続されるインダクタを取り付けるためのインダク
タ取付部で構成し、上記インダクタのインダクタンス値
の変更による動作周波数の変更を可能に構成したもので
ある。The means taken by the invention of claim 5 is claim 1
In the power amplifier described above, the impedance adjusting member is provided on the substrate outside the integrated circuit, between the drain voltage supply terminal and the drain power supply unit, and both ends thereof are the drain voltage supply terminal and the drain power supply unit. Each of the inductors is connected to an inductor mounting portion for mounting an inductor, and the operating frequency can be changed by changing the inductance value of the inductor.
【0015】請求項6の発明が講じた手段は、請求項5
記載の電力増幅器において、上記集積回路外の基板上
で、上記ドレイン電圧供給端子と基板のグラウンドとの
間に介設されたコンデンサをさらに設けたものである。The means implemented by the invention of claim 6 is as defined in claim 5.
In the power amplifier described above, a capacitor provided between the drain voltage supply terminal and the ground of the substrate is further provided on the substrate outside the integrated circuit.
【0016】請求項7の発明が講じた手段は、請求項5
又は6記載の電力増幅器において、上記インダクタ取付
部にインダクタを取り付ける構成としたものである。The means taken by the invention of claim 7 is claim 5
Alternatively, in the power amplifier described in 6, the inductor is attached to the inductor attachment portion.
【0017】請求項8の発明が講じた手段は、能動素
子,受動素子等を一体的に形成した集積回路と、上記集
積回路を実装するための基板とを備えた電力増幅器を前
提とする。そして、電力増幅器に、上記集積回路内に設
けられたゲート電極,ドレイン電極及びソース電極から
なり高周波信号を増幅するための少なくとも1つのFE
Tと、上記集積回路内に設けられ上記FETのゲート電
極に電圧を供給するためのゲート電圧供給端子と、上記
集積回路外の基板上に設けられた第1,第2ゲート電源
部と、上記ゲート電圧供給端子と上記第1,第2ゲート
電源部との間にそれぞれ介設された第1,第2抵抗部材
とを設け、上記2つの抵抗部材のうち少なくとも上記第
2抵抗部材を、上記集積回路外の基板上に設けられた可
変抵抗器とし、該可変抵抗器の抵抗値の変更による上記
FETの動作バイアス点の変更を可能に構成したもので
ある。The means taken by the invention of claim 8 is premised on a power amplifier provided with an integrated circuit in which an active element, a passive element and the like are integrally formed, and a substrate for mounting the integrated circuit. Further, the power amplifier includes at least one FE for amplifying a high frequency signal, which includes a gate electrode, a drain electrode and a source electrode provided in the integrated circuit.
T, a gate voltage supply terminal provided in the integrated circuit for supplying a voltage to the gate electrode of the FET, first and second gate power supply units provided on a substrate outside the integrated circuit, First and second resistance members are provided respectively between the gate voltage supply terminal and the first and second gate power supply units, and at least the second resistance member of the two resistance members is The variable resistor is provided on a substrate outside the integrated circuit, and the operation bias point of the FET can be changed by changing the resistance value of the variable resistor.
【0018】請求項9の発明が講じた手段は、請求項
1,2,3,4,5,6又は7記載の電力増幅器におい
て、上記集積回路内に設けられ上記FETのゲート電極
に電圧を供給するためのゲート電圧供給端子と、上記集
積回路外の基板上に設けられた第1,第2ゲート電源部
と、上記ゲート電圧供給端子と上記第1,第2ゲート電
源部との間にそれぞれ介設された第1,第2抵抗部材と
を設け、上記2つの抵抗部材のうち少なくとも上記第2
抵抗部材を、上記集積回路外の基板上に設けられた可変
抵抗器とし、該可変抵抗器の抵抗値の変更による上記F
ETの動作バイアス点の変更を可能に構成したものであ
る。The means taken by the invention of claim 9 is the power amplifier according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein a voltage is applied to the gate electrode of the FET provided in the integrated circuit. Between the gate voltage supply terminal for supplying, the first and second gate power supply units provided on the substrate outside the integrated circuit, and the gate voltage supply terminal and the first and second gate power supply units A first resistance member and a second resistance member which are respectively interposed, and at least the second resistance member of the two resistance members is provided.
The resistance member is a variable resistor provided on the substrate outside the integrated circuit, and the F is obtained by changing the resistance value of the variable resistor.
The configuration is such that the operation bias point of ET can be changed.
【0019】請求項10の発明が講じた手段は、請求項
8又は9記載の電力増幅器において、上記FETを前段
FETと後段FETとで構成し、上記電力増幅器を二段
電力増幅器として機能させるとともに、上記ゲート電圧
供給端子を前段FETゲート電圧供給端子及び後段FE
Tゲート電圧供給端子で構成し、上記第1ゲート電源供
給部を上記前段FETゲート電圧供給端子に接続される
前段FETゲート電源部とし、上記第2ゲート電源部を
上記後段FETゲート電圧供給端子に接続される後段F
ETゲート電源部とし、上記可変抵抗器である第2抵抗
部材を、上記前段FETゲート電圧供給端子と上記前段
FETゲート電源部との間及び上記後段FETゲート電
圧供給端子と上記後段FETゲート電源部との間のうち
いずれか一方に介設し、上記第1抵抗部材を、上記上記
前段FETゲート電圧供給端子と上記前段FETゲート
電源部との間及び上記後段FETゲート電圧供給端子と
上記後段FETゲート電源部との間のうちの他方に介設
したものである。According to a tenth aspect of the present invention, in the power amplifier according to the eighth or ninth aspect, the FET is composed of a front-stage FET and a rear-stage FET, and the power amplifier functions as a two-stage power amplifier. , The gate voltage supply terminal is connected to the front FET gate voltage supply terminal and the rear FE
T gate voltage supply terminal, the first gate power supply section is a front FET gate power supply section connected to the front FET gate voltage supply terminal, and the second gate power supply section is a rear FET gate voltage supply terminal. Rear stage F to be connected
The second resistance member, which is the variable resistor, is used as an ET gate power supply unit between the front-stage FET gate voltage supply terminal and the front-stage FET gate power supply unit, and the rear-stage FET gate voltage supply terminal and the rear-stage FET gate power supply unit. And the first resistance member is provided between the front-stage FET gate voltage supply terminal and the front-stage FET gate power supply unit, and the rear-stage FET gate voltage supply terminal and the rear-stage FET. It is provided on the other side of the gate power supply section.
【0020】請求項11の発明が講じた手段は、請求項
10記載の電力増幅器において、上記前段FETゲート
電圧供給端子間と上記後段FETゲート電圧供給端子と
を第3の固定抵抗器を介して接続したものである。The means taken by the invention of claim 11 is the power amplifier according to claim 10, wherein the front-stage FET gate voltage supply terminals and the rear-stage FET gate voltage supply terminals are connected via a third fixed resistor. It is connected.
【0021】請求項12の発明が講じた手段は、請求項
8,9、10又は11記載の電力増幅器において、上記
FETのゲート電極と上記ゲート電圧供給端子との間に
固定抵抗器を介設したものである。According to a twelfth aspect of the present invention, in the power amplifier according to the eighth, ninth, tenth or eleventh aspect, a fixed resistor is provided between the gate electrode of the FET and the gate voltage supply terminal. It was done.
【0022】請求項13の発明が講じた手段は、能動素
子,受動素子等を一体的に形成した集積回路と、上記集
積回路を実装するための基板とを備えた電力増幅器を前
提とする。そして、電力増幅器に、上記集積回路内に設
けられゲート電極,ドレイン電極及びソース電極からな
り高周波信号を増幅するための少なくとも1つのFET
と、上記集積回路内に設けられ上記FETのゲート電極
に電圧を供給するためのゲート電圧供給端子と、上記集
積回路外の基板上に設けられた第1,第2ゲート電源部
と、上記ゲート電圧供給端子と上記第1,第2ゲート電
源部との間にそれぞれ介設された第1,第2抵抗部材と
を設け、上記2つの抵抗部材のうち少なくとも上記第2
抵抗部材を、上記集積回路外の基板上で上記ゲート電圧
供給端子と上記第2ゲート電源部との間に設けられた抵
抗器取付部に取り付けられた固定抵抗器とし、該固定抵
抗器の抵抗値の変更による上記FETの動作バイアス点
の変更を可能に構成したものである。The means taken by the thirteenth aspect of the invention is based on a power amplifier provided with an integrated circuit in which active elements, passive elements and the like are integrally formed, and a substrate for mounting the integrated circuit. The power amplifier includes at least one FET provided in the integrated circuit, the gate electrode, the drain electrode, and the source electrode for amplifying a high-frequency signal.
A gate voltage supply terminal provided in the integrated circuit for supplying a voltage to a gate electrode of the FET, first and second gate power supply units provided on a substrate outside the integrated circuit, and the gate First and second resistance members provided respectively between the voltage supply terminal and the first and second gate power supply units are provided, and at least the second resistance member of the two resistance members is provided.
The resistance member is a fixed resistor attached to a resistor attachment portion provided between the gate voltage supply terminal and the second gate power supply portion on the substrate outside the integrated circuit, and the resistance of the fixed resistor is set. The operation bias point of the FET can be changed by changing the value.
【0023】請求項14の発明が講じた手段は、請求項
1,2,3,4,5,6又は7記載の電力増幅器におい
て、上記集積回路内に設けられ上記FETのゲート電極
に電圧を供給するためのゲート電圧供給端子と、上記集
積回路外の基板上に設けられた第1,第2ゲート電源部
と、上記ゲート電圧供給端子と上記第1,第2ゲート電
源部との間にそれぞれ介設された第1,第2抵抗部材と
を設け、上記2つの抵抗部材のうち少なくとも上記第2
抵抗部材は、上記集積回路外の基板上で上記ゲート電圧
供給端子と上記第2ゲート電源部との間に設けられた抵
抗器取付部に取り付けられた固定抵抗器とし、該固定抵
抗器の抵抗値の変更による上記FETの動作バイアス点
の変更を可能に構成したものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the power amplifier according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth or seventh aspect, a voltage is applied to the gate electrode of the FET provided in the integrated circuit. Between the gate voltage supply terminal for supplying, the first and second gate power supply units provided on the substrate outside the integrated circuit, and the gate voltage supply terminal and the first and second gate power supply units A first resistance member and a second resistance member which are respectively interposed, and at least the second resistance member of the two resistance members is provided.
The resistance member is a fixed resistor attached to a resistor attachment portion provided between the gate voltage supply terminal and the second gate power supply portion on the substrate outside the integrated circuit, and the resistance of the fixed resistor is The operation bias point of the FET can be changed by changing the value.
【0024】請求項15の発明が講じた手段は、請求項
14記載の電力増幅器において、上記FETを前段FE
Tと後段FETとで構成し、上記電力増幅器を二段電力
増幅器として機能させるとともに、上記ゲート電圧供給
端子を前段FETゲート電圧供給端子及び後段FETゲ
ート電圧供給端子で構成し、上記第1ゲート電源供給部
を上記前段FETゲート電圧供給端子に接続される前段
FETゲート電源部とし、上記第2ゲート電源部は上記
後段FETゲート電圧供給端子に接続される後段FET
ゲート電源部とし、上記第2抵抗部材が取り付けられる
抵抗器取付部を、上記前段FETゲート電圧供給端子と
上記前段FETゲート電源部との間及び上記後段FET
ゲート電圧供給端子と上記後段FETゲート電源部との
間のうちいずれか一方に介設し、上記第1抵抗部材を、
上記上記前段FETゲート電圧供給端子と上記前段FE
Tゲート電源部との間及び上記後段FETゲート電圧供
給端子と上記後段FETゲート電源部との間のうちの他
方に介設された固定抵抗器としたものである。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the power amplifier according to the fourteenth aspect, the FET is provided in the front stage FE.
T and a post-stage FET, the power amplifier functions as a two-stage power amplifier, and the gate voltage supply terminal is formed of a front-stage FET gate voltage supply terminal and a rear-stage FET gate voltage supply terminal, and the first gate power supply is provided. The supply unit is a front-stage FET gate power supply unit connected to the front-stage FET gate voltage supply terminal, and the second gate power supply unit is a rear-stage FET connected to the rear-stage FET gate voltage supply terminal.
A resistor mounting portion serving as a gate power source portion, to which the second resistance member is attached, is provided between the front stage FET gate voltage supply terminal and the front stage FET gate power source portion, and the rear stage FET.
The first resistance member is interposed between the gate voltage supply terminal and the second-stage FET gate power supply section,
The above-mentioned previous-stage FET gate voltage supply terminal and the above-mentioned previous-stage FE
The fixed resistor is provided between the T-gate power supply unit and the other of the latter-stage FET gate voltage supply terminal and the latter-stage FET gate power supply unit.
【0025】請求項16の発明が講じた手段は、請求項
15記載の電力増幅器において、上記前段FETゲート
電圧供給端子と上記後段FETゲート電圧供給端子とを
第3の抵抗器を介して接続したものである。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the power amplifier according to the fifteenth aspect, the front stage FET gate voltage supply terminal and the rear stage FET gate voltage supply terminal are connected via a third resistor. It is a thing.
【0026】請求項17の発明が講じた手段は、請求項
13,14,15又は16記載の電力増幅器において、
上記FETのゲート電極と上記ゲート電圧供給端子との
間に固定抵抗器をさらに設けたものである。According to a seventeenth aspect of the present invention, means is provided in the power amplifier according to the thirteenth, fourteenth, fifteenth or sixteenth aspect.
A fixed resistor is further provided between the gate electrode of the FET and the gate voltage supply terminal.
【0027】請求項18の発明が講じた手段は、請求項
8,9,10,11,12,13,14,15,16又
は17記載の電力増幅器において、上記第1抵抗部材
を、上記集積回路内に設けられ、上記第1FETのゲー
ト電極に接続されるドレイン電極,ゲート電極及び該ゲ
ート電極に接続されるソース電極からなる第2FETと
したものである。According to the eighteenth aspect of the present invention, in the power amplifier according to the eighth, ninth, tenth, eleventh, twelve, thirteenth, fourteenth, fifteenth or sixteenth aspect, the first resistor member is integrated with the integrated resistor. The second FET is provided in the circuit and includes a drain electrode connected to the gate electrode of the first FET, a gate electrode, and a source electrode connected to the gate electrode.
【0028】請求項19の発明が講じた手段は、能動素
子,受動素子等を一体的に形成した集積回路と、上記集
積回路を実装するための基板とを備えた電力増幅器を前
提とする。そして、電力増幅器に、上記集積回路内に設
けられたゲート電極,ドレイン電極及びソース電極から
なり少なくとも1つの高周波信号を増幅するための第1
FETと、上記集積回路内に設けられ、上記第1FET
のゲート電極に接続されるドレイン電極,ゲート電極及
び該ゲート電極に接続されるソース電極からなる第2F
ETと、上記集積回路内に設けられ、上記第1,第2F
ETのゲート電極にそれぞれ電圧を供給するための第
1,第2ゲート電圧供給端子と、上記集積回路外の基板
上に設けられ、上記第1電圧供給端子に上記第2FET
を介して接続される第1ゲート電源部と、上記集積回路
外の基板上に設けられ、上記第2電圧供給端子に接続さ
れる第2ゲート電源部と、上記集積回路外の基板上に設
けられ、上記第1FETのゲート電極と第2FETのド
レイン電極との接続部から上記第2ゲート電源部に至る
経路中に介設された抵抗器とを設けものである。The means taken by the nineteenth aspect of the invention is premised on a power amplifier provided with an integrated circuit in which active elements, passive elements and the like are integrally formed, and a substrate for mounting the integrated circuit. The power amplifier includes a first electrode for amplifying at least one high-frequency signal, which includes a gate electrode, a drain electrode, and a source electrode provided in the integrated circuit.
FET and the first FET provided in the integrated circuit
Second F comprising a drain electrode connected to the gate electrode of the second electrode, a gate electrode and a source electrode connected to the gate electrode
ET and the first and second F provided in the integrated circuit.
First and second gate voltage supply terminals for supplying a voltage to the gate electrode of ET, respectively, and the second FET provided on the substrate outside the integrated circuit, the first FET being connected to the first voltage supply terminal.
A first gate power supply section connected via a first gate power supply section, a second gate power supply section provided on the substrate outside the integrated circuit, and connected to the second voltage supply terminal, and a second gate power supply section provided on the substrate outside the integrated circuit. And a resistor interposed in the path from the connection between the gate electrode of the first FET and the drain electrode of the second FET to the second gate power supply unit.
【0029】請求項20の発明が講じた手段は、請求項
1,2,3,4,5,6又は7記載の電力増幅器におい
て、上記集積回路内に設けられ、上記FETのゲート電
極に接続されるドレイン電極,ゲート電極及び該ゲート
電極に接続されるソース電極からなり上記FETのゲー
トバイアスを設定するための第2FETと、上記集積回
路内に設けられ、上記FET及び第2FETのゲート電
極にそれぞれ電圧を供給するための第1,第2ゲート電
圧供給端子と、上記集積回路外の基板上に設けられ、上
記第1電圧供給端子に上記第2FETを介して接続され
る第1ゲート電源部と、上記集積回路外の基板上に設け
られ、上記第2電圧供給端子に接続される第2ゲート電
源部と、上記集積回路外の基板上に設けられ、上記第1
FETのゲート電極と第2FETのドレイン電極との接
続部から上記第2ゲート電源部に至る経路中に介設され
た抵抗器とを設けたものである。According to a twentieth aspect of the present invention, in the power amplifier according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth or seventh aspect, the means is provided in the integrated circuit and connected to the gate electrode of the FET. A second FET for setting the gate bias of the FET and a gate electrode of the FET and the second FET which are provided in the integrated circuit and which are formed of a drain electrode, a gate electrode and a source electrode connected to the gate electrode. First and second gate voltage supply terminals for supplying voltages, respectively, and a first gate power supply section provided on the substrate outside the integrated circuit and connected to the first voltage supply terminal via the second FET. A second gate power supply unit provided on the substrate outside the integrated circuit and connected to the second voltage supply terminal; and a second gate power supply unit provided on the substrate outside the integrated circuit,
A resistor provided in the path from the connection between the gate electrode of the FET and the drain electrode of the second FET to the second gate power supply section is provided.
【0030】請求項21の発明が講じた手段は、請求項
19又は20記載の電力増幅器において、上記高周波信
号増幅用FETを前段FETと後段FETとで構成し、
上記電力増幅器を二段電力増幅器として機能させるとと
もに、上記第1ゲート電圧供給端子を、前段FETゲー
ト電圧供給端子及び後段FETゲート電圧供給端子とで
構成し、上記前段FETゲート電圧供給端子及び後段F
ETゲート電圧供給端子のうちいずれか一方を上記第2
FETを介して上記第1ゲート電源部に接続し、上記前
段FETゲート電圧供給端子及び後段FETゲート電圧
供給端子のうちの他方を上記抵抗器を介して上記第2ゲ
ート電源部に接続したものである。According to a twenty-first aspect of the invention, in the power amplifier according to the nineteenth or twentieth aspect, the high-frequency signal amplification FET is composed of a front-stage FET and a rear-stage FET,
The power amplifier is caused to function as a two-stage power amplifier, and the first gate voltage supply terminal is composed of a front stage FET gate voltage supply terminal and a rear stage FET gate voltage supply terminal, and the front stage FET gate voltage supply terminal and the rear stage F
Either one of the ET gate voltage supply terminals is connected to the second
A FET connected to the first gate power supply via the FET, and the other of the front FET gate voltage supply terminal and the rear FET gate voltage supply connected to the second gate power supply via the resistor. is there.
【0031】請求項22の発明が講じた手段は、請求項
19,20又は21記載の電力増幅器において、上記第
1ゲート電圧供給端子と上記第2電源との間に介設され
る抵抗器を可変抵抗器とし、上記可変抵抗器の抵抗値の
変更による上記高周波信号増幅用FETの動作バイアス
点の変更を可能に構成したものである。According to a twenty-second aspect of the present invention, in the power amplifier according to the nineteenth, twentieth or twenty-first aspect, a resistor provided between the first gate voltage supply terminal and the second power source is provided. The variable resistor is configured so that the operating bias point of the high frequency signal amplification FET can be changed by changing the resistance value of the variable resistor.
【0032】請求項23の発明が講じた手段は、請求項
19又は20記載の電力増幅器において、上記高周波信
号増幅用FETのゲート電極と第1ゲート電圧供給端子
との間に固定抵抗器を介設したものである。According to a twenty-third aspect of the present invention, in the power amplifier according to the nineteenth or twentieth aspect, a fixed resistor is interposed between the gate electrode of the high frequency signal amplification FET and the first gate voltage supply terminal. It was set up.
【0033】請求項24の発明が講じた手段は、請求項
21記載の電力増幅器において、上記前段FETのゲー
ト電極と上記前段FETゲート電圧供給端子との間、及
び上記後段FETのゲート電極と上記後段FETゲート
電圧供給端子との間にそれぞれ抵抗器を介設したもので
ある。According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the power amplifier according to the twenty-first aspect, between the gate electrode of the preceding stage FET and the preceding stage FET gate voltage supply terminal, and the gate electrode of the following stage FET and the above. A resistor is provided between each of the latter-stage FET gate voltage supply terminals.
【0034】上記第2の目的を達成するために、本発明
では、請求項25〜31の手段を講じている。In order to achieve the above second object, the present invention takes measures in claims 25 to 31.
【0035】請求項25の発明が講じた手段は、基板上
に、能動素子,受動素子等を一体的に形成した集積回路
を備えた高周波半導体装置を前提とする。そして、高周
波半導体装置に、上記集積回路内に設けられゲート電
極,ドレイン電極及びソース電極からなる少なくとも1
つのFETと、上記集積回路内に設けられ上記FETを
通過する高周波信号を整合するための整合回路と、上記
FETのゲート電極の長手方向とほぼ垂直方向に引き出
されたソース配線と、上記ソース配線に接続され、上記
FETのゲート電極の長手方向の両端に隣接しかつ上記
半導体基板の辺部に位置する領域に配置されたソースパ
ッドとを設ける構成としたものである。The means taken by the twenty-fifth aspect of the invention is premised on a high-frequency semiconductor device having an integrated circuit in which an active element, a passive element and the like are integrally formed on a substrate. In the high frequency semiconductor device, at least one of a gate electrode, a drain electrode and a source electrode provided in the integrated circuit is provided.
FETs, a matching circuit provided in the integrated circuit for matching a high-frequency signal passing through the FETs, a source wiring extracted in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode of the FETs, and the source wiring And a source pad which is adjacent to both ends of the gate electrode of the FET in the longitudinal direction and is located in a region located on the side of the semiconductor substrate.
【0036】請求項26の発明が講じた手段は、請求項
25記載の高周波半導体装置において、上記ソースパッ
ドを、4か所以上に設けたものである。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the high-frequency semiconductor device according to the twenty-fifth aspect, the source pads are provided at four or more places.
【0037】請求項27の発明が講じた手段は、請求項
25又は26記載の高周波半導体装置において、上記ソ
ースパッドのグラウンドを介して上記FETのソース電
極を接地する構成としたものである。According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the high frequency semiconductor device according to the twenty-fifth or twenty-sixth aspects, the source electrode of the FET is grounded via the ground of the source pad.
【0038】請求項28の発明が講じた手段は、基板上
に、能動素子,受動素子等を一体的に形成した集積回路
とを備えた高周波半導体装置を前提とする。そして、高
周波半導体装置に、上記集積回路内に設けられゲート電
極,ドレイン電極及びソース電極からなる少なくとも1
つのFETと、上記FETのゲート電極の長手方向とほ
ぼ垂直方向に引き出されたソース配線と、上記ソース配
線に接続され、上記FETの長手方向の両端に隣接しか
つ上記半導体基板の両端部に位置する領域に配置された
ソースパッドと、上記集積回路内に設けられ上記FET
を通過する高周波信号を整合するための整合回路とを設
けるとともに、上記整合回路のコンデンサを、上記ソー
スパッドに隣接する領域に配置したものである。The means taken by the twenty-eighth aspect of the invention is premised on a high-frequency semiconductor device provided with an integrated circuit in which an active element, a passive element and the like are integrally formed on a substrate. In the high frequency semiconductor device, at least one of a gate electrode, a drain electrode and a source electrode provided in the integrated circuit is provided.
Two FETs, a source wiring extending in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode of the FET, and a source wiring connected to the FET and adjacent to both ends of the FET in the longitudinal direction and at both ends of the semiconductor substrate. And a FET provided in the integrated circuit
And a matching circuit for matching a high-frequency signal passing therethrough, and a capacitor of the matching circuit is arranged in a region adjacent to the source pad.
【0039】請求項29の発明が講じた手段は、請求項
28記載の高周波半導体装置において、上記FETを通
過する高周波信号を整合するための整合回路を、上記F
ETのゲート電極の長手方向の両側で上記FETに隣接
する領域に配置する構成としたものである。According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the high-frequency semiconductor device according to the twenty-eighth aspect, a matching circuit for matching a high-frequency signal passing through the FET is used,
The ET is arranged in a region adjacent to the FET on both sides of the gate electrode in the longitudinal direction.
【0040】請求項30の発明が講じた手段は、半導体
基板上に能動素子、整合回路素子が形成された高周波半
導体装置において、上記集積回路内に設けられゲート電
極,ドレイン電極及びソース電極からなる少なくとも1
つのFETと、上記FETのドレイン電極に接続され半
導体基板の1辺部に配置される出力パッドと、上記基板
の上記出力パッドが配置された辺部とは異なる辺部に配
置され、上記FETのドレイン電極に電源電圧を印加す
るための外付け用ドレインパッドとを設ける構成とした
ものである。According to a thirtieth aspect of the present invention, in a high frequency semiconductor device in which an active element and a matching circuit element are formed on a semiconductor substrate, the means comprises a gate electrode, a drain electrode and a source electrode provided in the integrated circuit. At least 1
Two FETs, an output pad connected to the drain electrode of the FET on one side of the semiconductor substrate, and a side of the substrate different from the side on which the output pad is disposed, An external drain pad for applying a power supply voltage is provided to the drain electrode.
【0041】請求項31の発明が講じた手段は、請求項
25,26,27,28,29又は30記載の高周波半
導体装置において、上記FETのドレイン電極に接続さ
れ半導体基板の1辺部に配置される出力パッドと、上記
基板の上記出力パッドが配置された辺部とは異なる辺部
に配置され、上記FETのドレイン電極に電源電圧を印
加するための外付け用ドレインパッドとを設ける構成と
したものである。The means taken by the invention of claim 31 is the high frequency semiconductor device according to claim 25, 26, 27, 28, 29 or 30, and is arranged on one side of the semiconductor substrate connected to the drain electrode of the FET. And an external drain pad for applying a power supply voltage to the drain electrode of the FET, the output pad being disposed on a side different from the side where the output pad is disposed on the substrate. It was done.
【0042】[0042]
【作用】以上の構成により、各請求項の発明では、下記
の作用が奏される。With the above construction, the following actions are achieved in the inventions of the respective claims.
【0043】請求項1の発明では、ドレインバイアス回
路部となるインピーダンス調整部材が実装基板上に形成
されているので、従来のモジュール,MMICでは容易
に行えなかった動作周波数の変更が実装基板上で可能と
なり、異なる動作周波数での使用が可能になる。また、
ドレインバイアス回路部が実装基板上に設けられている
ので、ドレインバイアス回路をMMIC等の集積回路の
内部に形成した場合に比べ、ドレインバイアス回路部の
寄生抵抗が大幅に削減される。したがって、電源電圧が
ドレインバイアス回路部による電圧降下を受けることな
くFETのドレイン電極に伝わり、飽和出力特性の劣化
が抑制され、利得や効率の低下が従来の集積回路に比べ
抑制されることになる。さらに、伝送線路,コンデン
サ,インダクタ等の占有面積の大きい部材が実装基板側
に搭載されることにより、集積回路の占有面積を低減す
ることが可能となり、高価な化合物半導体基板を使用す
る高周波用電力増幅器のコストも低減されることにな
る。According to the first aspect of the invention, since the impedance adjusting member serving as the drain bias circuit section is formed on the mounting board, the operating frequency can be changed on the mounting board which cannot be easily performed by the conventional module and MMIC. It becomes possible and can be used at different operating frequencies. Also,
Since the drain bias circuit section is provided on the mounting substrate, the parasitic resistance of the drain bias circuit section is significantly reduced as compared with the case where the drain bias circuit is formed inside an integrated circuit such as an MMIC. Therefore, the power supply voltage is transmitted to the drain electrode of the FET without being subjected to the voltage drop due to the drain bias circuit section, the deterioration of the saturation output characteristic is suppressed, and the decrease of the gain and efficiency is suppressed as compared with the conventional integrated circuit. . Furthermore, by mounting a member that occupies a large area, such as a transmission line, a capacitor, and an inductor, on the mounting board side, it becomes possible to reduce the area that the integrated circuit occupies, and high-frequency power using an expensive compound semiconductor substrate. The cost of the amplifier will also be reduced.
【0044】請求項2,3又は4の発明では、集積回路
外の実装基板上で、伝送線路中におけるコンデンサの取
付位置の変更によって、FETのドレイン電極から見た
ドレイン電源側のインピーダンスが変化する。したがっ
て、上記請求項1の作用が奏される。According to the present invention, the impedance of the drain power source side viewed from the drain electrode of the FET changes by changing the mounting position of the capacitor in the transmission line on the mounting substrate outside the integrated circuit. . Therefore, the action of claim 1 is achieved.
【0045】請求項5,6又は7の発明では、インダク
タのインダクタンス値の変更によって、FETのドレイ
ン電極から見たドレイン電源側のインピーダンスが変化
する。したがって、上記請求項1の作用が奏される。According to the fifth, sixth or seventh aspect of the invention, the impedance on the drain power source side viewed from the drain electrode of the FET changes by changing the inductance value of the inductor. Therefore, the action of claim 1 is achieved.
【0046】請求項8の発明では、可変抵抗器で構成さ
れる第2抵抗部材の抵抗値が変更されると、第1電源及
び第2電源のうちの一方から供給される電圧が、FET
のゲートと第1電源及び第2電源のうちの他方とに分割
されるので、FETの動作バイアス点が実装基板上で変
更される。この動作バイアス点の変更によって、集積回
路を使用するシステムに適合するようにA級動作−B級
動作等の変更が可能になる。また、製造上のFETのし
きい値変動があっても、可変抵抗器等の抵抗値の調整に
より、動作バイアス点の変動とそれに伴うFETの入力
および出力インピーダンスの変動とが抑制されるので、
集積回路の歩留まりが向上し、電力増幅器のコストも削
減される。さらに、FETの多少のしきい値等の変動が
許容されるので、設計上のマージンの増大が可能にな
る。According to the eighth aspect of the invention, when the resistance value of the second resistance member composed of the variable resistor is changed, the voltage supplied from one of the first power source and the second power source becomes the FET.
Of the FET and the other of the first power supply and the second power supply, the operating bias point of the FET is changed on the mounting substrate. By changing the operation bias point, it becomes possible to change the class A operation-class B operation or the like so as to suit the system using the integrated circuit. Further, even if there is a change in the threshold value of the FET in manufacturing, the change in the operating bias point and the accompanying change in the input and output impedances of the FET are suppressed by adjusting the resistance value of the variable resistor or the like.
The yield of integrated circuits is improved and the cost of power amplifiers is also reduced. Further, since some variation in the threshold value of the FET is allowed, it is possible to increase the design margin.
【0047】請求項9の発明では、動作周波数の変更と
動作級の変更とが可能になり、上記請求項8の発明の作
用と上述の請求項1〜7の発明の作用とが併せて得られ
る。In the invention of claim 9, it is possible to change the operating frequency and the operation class, and the effects of the invention of claim 8 and the effects of the inventions of claims 1 to 7 are obtained together. To be
【0048】請求項10の発明では、二段電力増幅器に
よる高い利得を確保しながら、上記請求項8又は9の発
明の作用が得られる。その場合、第1,第2電源は固定
電源でありながら、第2抵抗部材の抵抗値の変更によっ
て、前段FETと後段FETの動作バイアス点の変更が
可能となるので、構成も簡素化される。According to the tenth aspect of the invention, the operation of the eighth or ninth aspect of the invention can be obtained while ensuring a high gain by the two-stage power amplifier. In that case, although the first and second power supplies are fixed power supplies, by changing the resistance value of the second resistance member, the operation bias points of the front-stage FET and the rear-stage FET can be changed, so that the configuration is simplified. .
【0049】請求項11の発明では、各FETを異なる
動作級とするなど、前段FETと後段FET相互間の動
作バイアス点の変更が可能となる。According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to change the operation bias point between the pre-stage FET and the post-stage FET by, for example, setting each FET in a different operation class.
【0050】請求項12の発明では、集積回路内に設け
られた固定抵抗器によって、集積回路内の高周波信号の
外部への伝達が遮断されるので、第2抵抗部材の抵抗値
の変更による集積回路内の整合条件への影響が抑制され
ることになる。According to the twelfth aspect of the present invention, since the fixed resistor provided in the integrated circuit blocks the transmission of the high frequency signal in the integrated circuit to the outside, the integration is performed by changing the resistance value of the second resistance member. The influence on the matching condition in the circuit is suppressed.
【0051】請求項13,14,15,16,17の発
明では、抵抗器取付部に取り付ける固定抵抗器の抵抗値
の変更により、それぞれ上記請求項8,9,10,1
1,12の発明の作用と同様の作用が得られる。According to the inventions of claims 13, 14, 15, 16 and 17, by changing the resistance value of the fixed resistor mounted on the resistor mounting portion, the above-mentioned claims 8, 9, 10 and 1 respectively.
The same effects as those of the inventions 1 and 12 can be obtained.
【0052】請求項18の発明では、高周波信号増幅用
FETのしきい値のバラツキによってアイドル電流が変
動すると、それに応じ当該FETと同じ集積回路内に形
成された第2FETのアイドル電流も変化する。したが
って、この第2FETのアイドル電流の変化を利用し
て、高周波信号増幅用FETのアイドル電流のバラツキ
を自動的に低減させるよう制御することが可能となる。In the eighteenth aspect of the present invention, when the idle current fluctuates due to variations in the threshold of the high frequency signal amplifying FET, the idle current of the second FET formed in the same integrated circuit as the FET also changes accordingly. Therefore, it is possible to control so as to automatically reduce the variation in the idle current of the high-frequency signal amplification FET by utilizing the change in the idle current of the second FET.
【0053】請求項19の発明では、高周波用FETで
ある第1FETのアイドル電流がしきい値のバラツキに
よって増大すると、同時に第2FETのアイドル電流も
増大する。そして、第1電源から第2電源電流が流れる
と、抵抗器による電圧降下が生じ、抵抗器の下流側に接
続された第1FETのゲート電位が低下する。したがっ
て、第1FETのアイドル電流が低減する方向に自動的
に制御される。また、しきい値のバラツキによって第1
FETのアイドル電流が過小になるときには、上述の作
用とは逆の作用により第1FETのアイドル電流が増大
する方向に自動的に制御される。すなわち、工程上のバ
ラツキによって生じた第1FETのアイドル電流のバラ
ツキが抑制されることになる。In the nineteenth aspect of the present invention, when the idle current of the first FET, which is a high-frequency FET, increases due to the variation in the threshold value, the idle current of the second FET also increases at the same time. When the second power supply current flows from the first power supply, a voltage drop occurs in the resistor, and the gate potential of the first FET connected downstream of the resistor drops. Therefore, the idle current of the first FET is automatically controlled to decrease. Also, due to the variation in threshold,
When the idle current of the FET becomes excessively small, the idle current of the first FET is automatically controlled to increase by the action opposite to the above action. That is, the variation in the idle current of the first FET caused by the variation in the process is suppressed.
【0054】請求項20の発明では、上記請求項1〜7
の発明の作用と上記請求項19の発明の作用とが併せて
得られる。According to a twentieth aspect of the present invention, the above first to seventh aspects are provided.
The function of the invention of (1) and the function of the invention of (19) are obtained together.
【0055】請求項21の発明では、二段電力増幅器の
前段FET及び後段FET双方のアイドル電流のバラツ
キが抑制される。According to the twenty-first aspect of the invention, variations in the idle current of both the front-stage FET and the rear-stage FET of the two-stage power amplifier are suppressed.
【0056】請求項22の発明では、請求項19〜21
の発明の作用に加え、可変抵抗器を利用した高周波信号
増幅用FETの動作バイアス点の変更による動作級の変
更等が可能になる。特に、可変抵抗抵抗器の抵抗値の調
整によって、しきい値の変動によるアイドル電流のバラ
ツキが抑制されるので、製造工程のバラツキ等に起因す
るアイドル電流のバラツキを極めて小さく抑制すること
が可能となる。In the twenty-second aspect of the present invention, the nineteenth to twenty-first aspects are provided.
In addition to the effect of the invention of (1), the operation class can be changed by changing the operation bias point of the high frequency signal amplifying FET using the variable resistor. In particular, by adjusting the resistance value of the variable resistance resistor, variations in the idle current due to fluctuations in the threshold value are suppressed, so variations in the idle current due to variations in the manufacturing process, etc. can be suppressed to an extremely small value. Become.
【0057】請求項23又は24の発明では、集積回路
内に設けられた固定抵抗器によって、集積回路内の高周
波信号の外部への伝達が遮断されるので、第2抵抗部材
の抵抗値の変更による集積回路内の整合条件への影響が
抑制されることになる。In the twenty-third and twenty-fourth aspects of the present invention, since the fixed resistor provided in the integrated circuit blocks the transmission of the high frequency signal in the integrated circuit to the outside, the resistance value of the second resistance member is changed. The influence on the matching condition in the integrated circuit due to is suppressed.
【0058】請求項25の発明では、大きな面積を占有
するソースパッドがFETのゲート電極の長手方向の両
端部かつ半導体基板の辺部に位置する領域に配置されて
いるので、半導体基板の中央の領域に大きなスペースを
生ぜしめることが可能となる。すなわち、半導体基板の
面積を小さくしても、より大きなインダクタなどからな
る整合回路を配置するスペースが確保されるので、高周
波半導体装置に使用される半絶縁性GaAs基板等の高
価な化合物半導体基板に費やされるコストが低減する。
また、ソース接地を行なうために用いられる配線とワイ
ヤとの接続長が短くなるので、ソースインダクタが減小
し、FETの特性が向上する。In the twenty-fifth aspect of the invention, since the source pad occupying a large area is arranged in the regions located at both ends of the gate electrode of the FET in the longitudinal direction and at the sides of the semiconductor substrate, the central portion of the semiconductor substrate is provided. It is possible to create a large space in the area. That is, even if the area of the semiconductor substrate is reduced, a space for arranging a matching circuit composed of a larger inductor is secured, so that it can be used for an expensive compound semiconductor substrate such as a semi-insulating GaAs substrate used in a high frequency semiconductor device. The cost spent is reduced.
Further, since the connection length between the wire and the wire used for grounding the source is shortened, the source inductor is reduced and the FET characteristics are improved.
【0059】請求項26の発明では、ソースパッドの配
置場所が分散されるので、半導体基板上のスペースがよ
り有効に活用されることになる。According to the twenty-sixth aspect of the present invention, since the source pads are arranged at different locations, the space on the semiconductor substrate can be utilized more effectively.
【0060】請求項27の発明では、ソースパッド用の
グラウンドとソース電極用のグラウンドとが共有化され
るので、半導体基板上のスペースがさらに有効に活用さ
れることになる。According to the twenty-seventh aspect of the invention, the ground for the source pad and the ground for the source electrode are shared, so that the space on the semiconductor substrate can be used more effectively.
【0061】請求項28の発明では、半導体基板のグラ
ウンドに接続される整合回路のコンデンサがソースパッ
ドに隣接する領域に配置されているので、整合回路の高
周波信号をソースパッドを介してグラウンドに逃すこと
が可能になる。したがって、コンデンサに別途グラウン
ドを設ける必要がなくスペースが節約される。In the twenty-eighth aspect of the present invention, since the capacitor of the matching circuit connected to the ground of the semiconductor substrate is arranged in the region adjacent to the source pad, the high frequency signal of the matching circuit is released to the ground via the source pad. It will be possible. Therefore, it is not necessary to provide a separate ground for the capacitor, and space is saved.
【0062】請求項29の発明では、整合回路がソース
パッド間のスペースに配置されるので、半導体基板上の
スペースが有効に活用される。According to the twenty-ninth aspect of the invention, since the matching circuit is arranged in the space between the source pads, the space on the semiconductor substrate is effectively utilized.
【0063】請求項30又は31の発明では、外付け用
ドレインパッドが出力用パッドとは分けられて配置され
ているので、インダクタやコンデンサを介して高周波信
号の電圧降下を生じることなく、ドレインへの電圧が印
加されることになる。According to the thirtieth or thirty-first aspect of the invention, since the external drain pad is arranged separately from the output pad, the high frequency signal does not drop to the drain through the inductor and the capacitor. Will be applied.
【0064】[0064]
【実施例】以下、本発明の実施例について、説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【0065】(第1実施例)まず、第1実施例に係る二
段電力増幅器について、図1〜図6を参照しながら説明
する。(First Embodiment) First, a two-stage power amplifier according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
【0066】図1は第1実施例に係る二段電力増幅器の
構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実
施例に係る二段電力増幅器は、実装基板100の上にM
MIC110を実装し、さらに、ドレインバイアス回路
部101及びゲートバイアス回路部102を実装基板1
00上に実装して形成されている。この点が本実施例の
特徴である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the two-stage power amplifier according to the first embodiment. As shown in the figure, the two-stage power amplifier according to the present embodiment has M mounted on the mounting substrate 100.
The MIC 110 is mounted, and the drain bias circuit unit 101 and the gate bias circuit unit 102 are further mounted on the mounting substrate 1.
It is formed by being mounted on 00. This is a feature of this embodiment.
【0067】そして、上記MMIC110内には、入力
整合回路部111、前段FET112、段間整合回路部
113、後段FET114、出力整合回路115、前段
FETゲートバイアス抵抗器116及び後段FETゲー
トバイアス抵抗器117が配設されている。なお、本来
これらの全ての素子,回路部は整合に寄与し、整合回路
部の一部となるが、ここではその効果を明確に説明する
ため、このように呼ぶこととする。また、各符号12
1、122、123、124、125、126、127
はそれぞれMMIC110の前段FETドレイン電圧供
給端子、後段FETドレイン電圧供給端子、前段FET
ゲート電圧供給端子、後段FETゲート電圧供給端子、
接地端子、信号入力端子、信号出力端子を示す。In the MMIC 110, the input matching circuit section 111, the pre-stage FET 112, the inter-stage matching circuit section 113, the post-stage FET 114, the output matching circuit 115, the pre-stage FET gate bias resistor 116 and the post-stage FET gate bias resistor 117. Is provided. Originally, all of these elements and circuit parts contribute to matching and become a part of the matching circuit part, but here, in order to clearly explain the effect, they are called as described above. Also, each code 12
1, 122, 123, 124, 125, 126, 127
Are the front-stage FET drain voltage supply terminal, the rear-stage FET drain voltage supply terminal, and the front-stage FET of the MMIC 110, respectively.
Gate voltage supply terminal, post-stage FET gate voltage supply terminal,
The ground terminal, signal input terminal, and signal output terminal are shown.
【0068】ここで、上記各整合回路の構成は、後述の
ように、図6A,図6B,図6Cに示す通りである。Here, the configuration of each matching circuit is as shown in FIGS. 6A, 6B and 6C, as described later.
【0069】従来のモジュール,MMICではこれらの
素子,回路部がすべてパッケージ内に集積されていたた
めに、外部より動作周波数や動作バイアス点を調整する
ことは困難であったが、本実施例の構成では、以下に説
明するように、容易にそれらを行うことができる。In the conventional module and MMIC, it is difficult to adjust the operating frequency and the operating bias point from the outside because all of these elements and circuit parts are integrated in the package. However, the structure of this embodiment is used. Now you can do that easily, as explained below.
【0070】例えば、ドレインバイアス回路部101の
インピーダンスは、FETにとってのロードインピーダ
ンスあるいはソースインピーダンスに影響する因子であ
る。したがって、ドレインバイアス回路部101のイン
ピーダンスを変更することによって、動作周波数を変更
することができる。For example, the impedance of the drain bias circuit section 101 is a factor that affects the load impedance or source impedance of the FET. Therefore, the operating frequency can be changed by changing the impedance of the drain bias circuit unit 101.
【0071】一方、整合回路を有しない、例えば単体の
FETでこのような処理を行うと、整合条件が変わるた
めに整合回路全体を変更する必要が生じる虞れがある。
しかし、本実施例では、ドレインバイアス回路部101
のインピーダンス変化量を予め考慮して3箇所の整合回
路部111,113,115が設計されているため、ド
レインバイアス回路部101のインピーダンスを変更す
るだけで容易に異なる周波数で用いることが可能とな
る。On the other hand, if such a process is performed on a single FET that does not have a matching circuit, the matching condition may change, and thus the entire matching circuit may need to be changed.
However, in this embodiment, the drain bias circuit unit 101
Since the matching circuit sections 111, 113, 115 are designed at three locations in consideration of the amount of impedance change of the above, it is possible to easily use the matching circuit sections 111, 113, 115 at different frequencies simply by changing the impedance of the drain bias circuit section 101. .
【0072】以下、動作周波数の選定に応じ、整合条件
を満足させるべくインピーダンスの設定を行なうための
構成の例について説明する。An example of the configuration for setting the impedance to satisfy the matching condition according to the selection of the operating frequency will be described below.
【0073】図2A及び図2Bは、それぞれ本実施例の
ドレインバイアス回路部101の構成の例を示す図であ
ある。2A and 2B are diagrams showing an example of the configuration of the drain bias circuit section 101 of this embodiment.
【0074】図2Aに示す例では、高周波信号の伝達が
可能に構成された伝送線路であるストリップ線路20
1,203とバイパスコンデンサ202,204とを用
いてドレインバイアス回路101を構成している。スト
リップ線路201,203は、一端がドレイン電源Vd
dに接続され他端がMMIC110の前段及び後段FE
Tドレイン電圧供給端子121,122にそれぞれ接続
されている。そして、ストリップ線路201には、予め
保護膜となる表皮で覆われずに露出したコンデンサ取付
部が設けられており、当該MMIC110を使用する際
の動作周波数に応じて、バイパスコンデンサ202,2
04の取付位置を決定して、整合条件を満足させる部位
に取り付けるように構成されている。具体的には、ドレ
インバイアス回路101のインピーダンスはMMIC1
10からバイパスコンデンサ202,204までのスト
リップ線路長L1,L2(図2A参照)により決定さ
れ、これらはバイパスコンデンサ202,204の設置
位置を変更することにより容易に変更することができ
る。In the example shown in FIG. 2A, the strip line 20 which is a transmission line configured to be capable of transmitting a high frequency signal.
1, 203 and the bypass capacitors 202 and 204 constitute the drain bias circuit 101. One end of each of the strip lines 201 and 203 has a drain power source Vd.
FE connected to the other end and the other end of the front and rear FEs of the MMIC 110
The T drain voltage supply terminals 121 and 122 are respectively connected. The strip line 201 is provided with a capacitor mounting portion which is exposed without being covered with a skin serving as a protective film in advance, and the bypass capacitors 202, 2 are provided depending on the operating frequency when the MMIC 110 is used.
The mounting position of 04 is determined, and the mounting position of 04 is mounted on a portion satisfying the matching condition. Specifically, the impedance of the drain bias circuit 101 is MMIC1.
It is determined by the strip line lengths L1 and L2 from 10 to the bypass capacitors 202 and 204 (see FIG. 2A), and these can be easily changed by changing the installation positions of the bypass capacitors 202 and 204.
【0075】また、図2Bに示す例では、それぞれチッ
プインダクタ205,207と、バイパスコンデンサ2
06,208とを1つずつ配置して、ドレインバイアス
回路101を構成している。各チップインダクタ20
5,207は、一端がドレイン電源Vddに接続され他
端がMMIC110の前段又は後段FETドレイン電圧
供給端子121,122に接続されるように取り付け可
能に構成されている。さらにチップインダクタ205,
207のドレイン電源側端と接地との間にバイパスコン
デンサ206,208を取り付けるためのインダクタ取
付部が設けられている。この例では、ドレインバイアス
回路101のインピーダンスはチップインダクタ20
5,207のインダクタンス値により決定されるので、
当該MMIC110を使用する際の動作周波数に対して
適合するインダクタンス値を有するチップインダクタを
取り付けることによって、整合条件を満足させることが
できる。In the example shown in FIG. 2B, the chip inductors 205 and 207 and the bypass capacitor 2 are respectively provided.
The drain bias circuit 101 is configured by arranging 06 and 208 one by one. Each chip inductor 20
5, 207 are configured such that one end is connected to the drain power supply Vdd and the other end is connected to the front-stage or rear-stage FET drain voltage supply terminals 121 and 122 of the MMIC 110. Furthermore, the chip inductor 205,
An inductor mounting portion for mounting the bypass capacitors 206 and 208 is provided between the drain power source side end of 207 and the ground. In this example, the impedance of the drain bias circuit 101 is the chip inductor 20.
Since it is determined by the inductance value of 5,207,
The matching condition can be satisfied by mounting a chip inductor having an inductance value that matches the operating frequency when the MMIC 110 is used.
【0076】なお、ここで用いたバイパスコンデンサ2
06,208はドレイン電源Vddのインピーダンスあ
るいはその変動がMMIC110内部のFETに影響を
与えないように挿入したものであるが、ドレイン電源V
ddのインピーダンスとその変動を考慮し、FETへの
影響が許容範囲に収まるようにMMIC110を設計す
ることにより、バイパスコンデンサ206,208を省
略することは可能である。The bypass capacitor 2 used here is used.
Reference numerals 06 and 208 are inserted so that the impedance of the drain power source Vdd or its variation does not affect the FET inside the MMIC 110.
It is possible to omit the bypass capacitors 206 and 208 by designing the MMIC 110 so that the influence on the FET is within an allowable range in consideration of the impedance of dd and its variation.
【0077】以上のように、本実施例では、ドレインバ
イアス回路101をMMIC110内ではなく、実装基
板100内に形成したことにより、以下のような効果が
得られる。As described above, in the present embodiment, the drain bias circuit 101 is formed not inside the MMIC 110 but inside the mounting substrate 100, so that the following effects can be obtained.
【0078】まず、MMIC110の内部に集積すると
困難であった動作周波数の変更処理も、ドレインバイア
ス回路部101を実装基板100上に形成することによ
り容易に行えることとなる。First, the process of changing the operating frequency, which was difficult to integrate in the MMIC 110, can be easily performed by forming the drain bias circuit section 101 on the mounting substrate 100.
【0079】また、ドレインバイアス回路部101をM
MIC110内部から実装基板100上に移すことによ
り、高価なGaAs基板を使用したMMIC110のチ
ップ面積が削減でき、MMIC110自体のコストを低
減できることとなる。Further, the drain bias circuit section 101 is set to M
By moving the inside of the MIC 110 onto the mounting substrate 100, the chip area of the MMIC 110 using an expensive GaAs substrate can be reduced, and the cost of the MMIC 110 itself can be reduced.
【0080】さらに、ドレインバイアス回路部101の
寄生抵抗は、ドレインバイアス回路部101をMMIC
110内部に形成した場合に比べ大幅に削減されるた
め、電源電圧がドレインバイアス回路101による電圧
降下を受けることなくFETのドレイン電極に印加され
る。したがって、飽和出力特性の劣化が抑制され、利得
や効率の低下が従来のMMICに比べ抑制されるので、
平均的に特性が向上するとともに、MMIC110の歩
留まりも向上することとなる。Further, the parasitic resistance of the drain bias circuit section 101 is the same as that of the drain bias circuit section 101 in the MMIC.
The power supply voltage is applied to the drain electrode of the FET without receiving a voltage drop due to the drain bias circuit 101 because the power supply voltage is significantly reduced as compared with the case where it is formed inside 110. Therefore, the deterioration of the saturated output characteristic is suppressed, and the decrease in gain and efficiency is suppressed as compared with the conventional MMIC.
The characteristics are improved on average, and the yield of the MMIC 110 is also improved.
【0081】なお、本実施例では、二段電力増幅器の各
段のドレインバイアス回路101を実装基板100上に
形成したが、本発明はかかる実施例に限定されるもので
はなく、少なくともいずれか一方が実装基板100上に
形成されていればよい。1段あるいは3段以上の増幅段
を有する増幅器では、任意の1箇所或いは数箇所を実装
基板上に形成しても同様の効果を得ることができる。In this embodiment, the drain bias circuit 101 of each stage of the two-stage power amplifier is formed on the mounting substrate 100, but the present invention is not limited to this embodiment, and at least one of them is used. Need only be formed on the mounting substrate 100. With an amplifier having one or three or more amplification stages, the same effect can be obtained even if any one or several places are formed on the mounting substrate.
【0082】また、2段以上の増幅器においてストリッ
プ線路とバイパスコンデンサによるドレインバイアス回
路とチップインダクタとバイパスコンデンサあるいはチ
ップインダクタだけによるドレインバイアス回路を組み
合わせても同様の効果が得られる。Similar effects can be obtained by combining a drain bias circuit consisting of a strip line and a bypass capacitor with a chip inductor and a bypass capacitor consisting of a bypass capacitor or a chip inductor in an amplifier having two or more stages.
【0083】ところで、図1に示すゲートバイアス回路
102もドレインバイアス回路部101と同様に整合条
件に影響を与えるが、ドレインバイアス回路部101の
みならずゲートバイアス回路部102においても高周波
での調整を行う必要が生じることは、反面、煩雑な処理
となる虞れもある。そこで、本実施例では、ゲートバイ
アス回路部102では直流での調整のみを行い、高周波
的に影響を与えないように、MMIC内部にゲートバイ
アス抵抗器116,117を形成、配置し高周波的に分
離することにより、その影響を無視できるものとしてい
る。図1に示す構成では、ゲートバイアス抵抗器11
6,117を各FET112,114のゲート電極に接
続しているが、ゲート電極に直接接続せず、ゲート電極
に接続されたインダクタあるいは抵抗器に接続しても、
直流を伝達し、高周波を分離するという効果は当然得ら
れる。The gate bias circuit 102 shown in FIG. 1 affects the matching condition similarly to the drain bias circuit section 101, but high frequency adjustment is performed not only in the drain bias circuit section 101 but also in the gate bias circuit section 102. On the other hand, it is necessary to perform the processing, but on the other hand, there is a possibility that the processing may be complicated. Therefore, in the present embodiment, the gate bias circuit unit 102 is only adjusted by direct current, and the gate bias resistors 116 and 117 are formed and arranged inside the MMIC so as not to affect in high frequency, and are separated in high frequency. By doing so, the effect can be ignored. In the configuration shown in FIG. 1, the gate bias resistor 11
Although 6 and 117 are connected to the gate electrodes of the FETs 112 and 114, if they are not directly connected to the gate electrodes but are connected to inductors or resistors connected to the gate electrodes,
The effect of transmitting direct current and separating high frequencies is naturally obtained.
【0084】一方、このような構成を有する二段電力増
幅器においては、各段のFETゲート電圧供給端子12
3,124に所望の電圧を印加することにより、動作バ
イアス点を変更することができる。ただし、ゲートバイ
アス調整のためだけに可変電圧源を用意し、特に第1実
施例のように2箇所の調整箇所を個別に調整することは
煩雑である場合もある。そこで、次に、固定電圧を供給
する電圧源と1箇所における抵抗値の調整で2箇所のF
ETの動作バイアス点調整を同時に行うことのできるゲ
ートバイアス回路の構成について、以下に説明する。On the other hand, in the two-stage power amplifier having such a configuration, the FET gate voltage supply terminal 12 of each stage is
The operating bias point can be changed by applying a desired voltage to 3,124. However, it may be complicated to prepare a variable voltage source only for adjusting the gate bias, and particularly to adjust the two adjusting points individually as in the first embodiment. Therefore, next, by adjusting the resistance value at one location and the voltage source that supplies a fixed voltage, the F at two locations is adjusted.
The configuration of the gate bias circuit capable of simultaneously adjusting the ET operation bias point will be described below.
【0085】図3は、図1に示すゲートバイアス回路部
102の電気回路図である。同図に示すように、固定抵
抗器301,302と可変抵抗器303とがグラウンド
とゲート電源Vgg間に直列に配置され、この電位差の
抵抗分割電位がMMIC110のゲート電圧供給端子1
23,124に与えられる構成になっている。ここで
は、上記ゲート電源Vggが請求項8にいう第2ゲート
電源部であり、可変抵抗器303が第2抵抗部材であ
り、グラウンドが第1ゲート電源部であり、固定抵抗器
301(又は302)が第1抵抗部材に相当する。FIG. 3 is an electric circuit diagram of the gate bias circuit section 102 shown in FIG. As shown in the figure, the fixed resistors 301 and 302 and the variable resistor 303 are arranged in series between the ground and the gate power supply Vgg, and the resistance division potential of this potential difference is the gate voltage supply terminal 1 of the MMIC 110.
23 and 124 are provided. Here, the gate power source Vgg is the second gate power source unit according to claim 8, the variable resistor 303 is the second resistance member, the ground is the first gate power source unit, and the fixed resistor 301 (or 302). ) Corresponds to the first resistance member.
【0086】次に、本実施例では、ゲートバイアス回路
102をMMIC110内ではなく、実装基板100内
に形成したことにより、以下のような効果が得られる。Next, in the present embodiment, the following effects can be obtained by forming the gate bias circuit 102 in the mounting substrate 100, not in the MMIC 110.
【0087】例えば、MMIC110内のFETがデプ
レッション型FETであり、ゲート電源Vggが負の電
位を供給するものである場合には、FETのしきい値が
負側にばらついたときは可変抵抗器303の値を小さく
し、ゲートバイアス電位を負側に設定することにより信
号無入力時のドレイン電流(以下アイドル電流という)
を一定にすることができる。アイドル電流を一定にする
ことによる歩留りに対する効果は後述する。For example, when the FET in the MMIC 110 is a depletion type FET and the gate power supply Vgg supplies a negative potential, when the threshold value of the FET varies to the negative side, the variable resistor 303 is used. The drain current when there is no signal input (hereinafter referred to as idle current) by decreasing the value of and setting the gate bias potential to the negative side.
Can be constant. The effect on yield by making the idle current constant will be described later.
【0088】また、同じしきい値のFETに対しても可
変抵抗器303によりバイアス点を容易に変えることが
でき、例えばA級動作(50%Idssバイアス)やB
級動作(0%Idssバイアス)を前段FET,後段F
ET個別に設定することも可能となる。この手段は可変
抵抗器により実現できるものであるが、これをMMIC
内部に形成することは困難であり、本実施例のように実
装基板上に実装することによりはじめて実現できるもの
となる。Further, even for FETs having the same threshold value, the bias point can be easily changed by the variable resistor 303. For example, class A operation (50% Idss bias) or B
Class operation (0% Idss bias), front stage FET, rear stage F
It is also possible to set ET individually. This means can be realized by a variable resistor.
It is difficult to form it inside, and it can be realized only by mounting it on a mounting board as in this embodiment.
【0089】なお、本実施例では、ゲートバイアス回路
部102内に可変抵抗器303を配置したが、本発明は
かかる実施例に限定されるものではなく、可変抵抗値3
03が配置される部位を抵抗器取付部として、MMIC
110を実装基板100上に組み込む際に、使用する動
作周波数に適合した抵抗値を有する固定抵抗器を取り付
けるように構成してもよい。このような構成によって
も、本実施例と同様な効果が得られるが、これもゲート
バイアス回路部102を実装基板100上に実装するこ
とによりはじめて実現できるものとなる。In this embodiment, the variable resistor 303 is arranged in the gate bias circuit section 102, but the present invention is not limited to this embodiment, and the variable resistance value 3 is used.
03 is arranged as a resistor mounting part, and MMIC
When the 110 is mounted on the mounting substrate 100, a fixed resistor having a resistance value suitable for the operating frequency to be used may be attached. With such a configuration, the same effect as that of the present embodiment can be obtained, but this can be realized only by mounting the gate bias circuit section 102 on the mounting substrate 100.
【0090】本実施例では、ゲートバイアス変更による
FETのインピーダンス変化量を予め考慮して3箇所の
整合回路部111,113,115が設計されているた
め、容易に異なるゲートバイアス条件で用いることが可
能である。In this embodiment, the matching circuit sections 111, 113 and 115 at three locations are designed in consideration of the amount of change in the impedance of the FET due to the change in the gate bias, so that they can be easily used under different gate bias conditions. It is possible.
【0091】なお、ゲート電位を抵抗分割により与える
ゲートバイアス回路については一段或いは三段以上の増
幅段を有する電力増幅器においても同様の効果を得るこ
とができる。また、ゲートバイアス回路部を構成する全
ての回路素子を実装基板上に形成,実装する必要はな
く、少なくとも可変抵抗器もしくは固定抵抗器の取付部
を実装基板上に形成,実装し、それ以外の要素をMMI
C上に形成するように構成しても同様の効果を得ること
ができる。さらに、多段構成の電力増幅器では、任意の
数カ所のゲートバイアス端子についてゲートバイアス回
路部を設けることにより同様の効果が得られる。Regarding the gate bias circuit which applies the gate potential by resistance division, the same effect can be obtained in a power amplifier having one or three or more amplification stages. In addition, it is not necessary to form and mount all the circuit elements forming the gate bias circuit section on the mounting board, and at least the mounting portion of the variable resistor or the fixed resistor is formed and mounted on the mounting board. MMI element
The same effect can be obtained even if the structure is formed on C. Further, in a power amplifier having a multi-stage configuration, the same effect can be obtained by providing gate bias circuit units for arbitrary gate bias terminals at several places.
【0092】次に、本実施例の効果について、図4,図
5を参照しながら説明する。Next, the effect of this embodiment will be described with reference to FIGS.
【0093】図4は、前段ドレインバイアス回路のスト
リップ線路長を変えた場合の動作周波数可変性を示す周
波数特性図である。図4において、横軸は周波数(GH
z)、縦軸は順方向利得S21(dB)をそれぞれ示す。
なお、入力電力は約0dBmである。図4に示される通
り、前段ドレインバイアス回路101のストリップ線路
長が18mmの場合、順方向利得S21の最大点は1.8
6GHzであったものが、ストリップ線路長を2mmに
変更することにより順方向利得S21の最大点が2.10
GHzに移動することがわかる。この作用は、後段ドレ
インバイアス回路においても同様である。したがって、
本発明の電力増幅器を用いれば実装基板上で電力増幅器
の高周波特性の調整を行うことができるので、実装基板
或いはMMICを変更すること無く、動作周波数を変え
ることができる。言い換えると、MMIC及び実装基板
完成後に高周波調整ができることであり、実装基板の5
0Ωからのズレや接地不十分による不都合が生じた場合
でも迅速に対応できることとなる。また、電力増幅器設
計時のMMIC及び実装基板の設計マージンが増大し、
短期間で実用化できることとなる。FIG. 4 is a frequency characteristic diagram showing the operating frequency variability when the strip line length of the preceding stage drain bias circuit is changed. In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency (GH
z) and the vertical axis represent the forward gain S21 (dB), respectively.
The input power is about 0 dBm. As shown in FIG. 4, when the strip line length of the front stage drain bias circuit 101 is 18 mm, the maximum point of the forward gain S21 is 1.8.
What was 6 GHz, but the maximum point of forward gain S21 was 2.10 by changing the strip line length to 2 mm.
It turns out that it moves to GHz. This effect is the same in the latter stage drain bias circuit. Therefore,
Since the high frequency characteristics of the power amplifier can be adjusted on the mounting board by using the power amplifier of the present invention, the operating frequency can be changed without changing the mounting board or the MMIC. In other words, the high frequency can be adjusted after the MMIC and the mounting board are completed.
Even if there is a problem due to a deviation from 0Ω or insufficient grounding, it is possible to quickly respond. In addition, the design margin of the MMIC and the mounting board when designing the power amplifier increases,
It can be put to practical use in a short period of time.
【0094】図5は、サンプル数23個のMMICに対
して、可変抵抗器303を用い、前段FET112及び
後段FET114のアイドル電流の和が一定(150m
A)となるよう調整を行った場合の電力増幅器の動作電
流のばらつきと、この処理を行わなかった場合の電力増
幅器の動作電流のばらつきとを示す図である。出力電力
は、22dBmである。図5に示される通り、ゲートバ
イアス回路102の可変抵抗器303の1箇所を調整す
ることにより、ばらつきが緩和され、MMICと電力増
幅器の歩留りが向上し、そのコストが低減されることと
なる。また、FETの動作級が容易に変更できることは
いうまでもない。In FIG. 5, the variable resistor 303 is used for the MMIC having 23 samples, and the sum of the idle currents of the front stage FET 112 and the rear stage FET 114 is constant (150 m).
It is a figure which shows the dispersion | variation in the operating current of a power amplifier when it adjusts so that it may become A), and the dispersion | variation in the operating current of a power amplifier when this process is not performed. The output power is 22 dBm. As shown in FIG. 5, by adjusting one position of the variable resistor 303 of the gate bias circuit 102, the variation is alleviated, the yield of the MMIC and the power amplifier is improved, and the cost thereof is reduced. Needless to say, the operation class of the FET can be easily changed.
【0095】さて、これまで述べたように、ドレインバ
イアス回路部101,ゲートバイアス回路部102を実
装基板上に設けることによりそれぞれの効果が得られる
が、この両者を併有することにより新たな効果を生じ
る。例えば、1.9GHz帯で用いられるPHSと呼ば
れる日本のデジタルコードレス電話のシステムでは、波
形歪が問題となるためFETはA級に近い動作で用いら
れる。一方、1.88GHz〜1.9GHzで用いられ
るDECTと呼ばれるヨーロッパで用いられるデジタル
コードレス電話のシステムでは波形歪はそれほど問題で
はなく、効率の良好なB級に近い動作で用いられる。従
って、ドレインバイアス回路部,ゲートバイアス回路部
の両方が実装基板上に設けられている構成であれば動作
周波数及び動作級の異なる両者のシステムに対応するこ
とができる。As described above, each effect can be obtained by providing the drain bias circuit section 101 and the gate bias circuit section 102 on the mounting substrate, but by having both of them, a new effect can be obtained. Occurs. For example, in a Japanese digital cordless telephone system called PHS used in the 1.9 GHz band, since the waveform distortion becomes a problem, the FET is used in an operation close to class A. On the other hand, in the system of the digital cordless telephone used in Europe called DECT used at 1.88 GHz to 1.9 GHz, the waveform distortion is not so problematic, and the waveform distortion is used in a highly efficient operation close to class B. Therefore, if both the drain bias circuit section and the gate bias circuit section are provided on the mounting substrate, it is possible to support both systems having different operating frequencies and operating classes.
【0096】以上詳細に述べたように、本実施例の電力
増幅器の効果は、実装基板上での周波数調整を可能に
し、電圧降下による特性劣化を改善し、MMICのチッ
プ面積を削減し、電力増幅器の歩留まりを向上し、FE
Tの動作バイアス点を変更し、実装基板設計上のマージ
ンを増大させるというものであり、従来のMMICおよ
びモジュールを用いた場合との比較を行うと表1のよう
になる。As described above in detail, the effect of the power amplifier of this embodiment is that the frequency can be adjusted on the mounting substrate, the characteristic deterioration due to the voltage drop is improved, the MMIC chip area is reduced, and the power consumption is reduced. FE improves the yield of amplifier
The operation bias point of T is changed to increase the margin in designing the mounting board. Table 1 shows a comparison with the case of using the conventional MMIC and module.
【0097】[0097]
【表1】 ここで、従来のモジュールとは、チップ部品,FETな
どの個別部品が実装されるためのパターンが形成された
基板をパッケージ内部に有するものを示している。[Table 1] Here, the conventional module refers to a module having a substrate in which a pattern for mounting individual components such as chip components and FETs is formed inside the package.
【0098】なお、FETはGaAsMESFET以外
のFETでも同様の効果が得られる。The same effect can be obtained by using an FET other than GaAs MESFET.
【0099】ここで、本実施例で用いた電源の電圧,実
装基板,ドレインバイアス回路部,ゲートバイアス回路
部,MMICを構成する各素子の素子値,特性を以下に
まとめる。Here, the voltage of the power source used in this embodiment, the mounting substrate, the drain bias circuit section, the gate bias circuit section, the element values and characteristics of each element constituting the MMIC are summarized below.
【0100】図2に示すドレイン電源の電圧Vddは
3.5Vである。また図3に示すゲート電源の電圧Vg
gは−4.7Vである。The voltage Vdd of the drain power supply shown in FIG. 2 is 3.5V. The voltage Vg of the gate power supply shown in FIG.
g is -4.7V.
【0101】図1に示す実装基板100は比誘電率2.
6、厚さ1mmのテフロン基板である。The mounting substrate 100 shown in FIG. 1 has a relative dielectric constant of 2.
6. A Teflon substrate having a thickness of 1 mm.
【0102】図2に示すバイパスコンデンサ202,2
04,206,208は100pFのチップコンデンサ
であり、ストリップ線路201,203は線路幅0.5
mmで形成し、チップインダクタ206,208は1.
6mm×0.8mmタイプのチップインダクタを用い
た。Bypass capacitors 202 and 2 shown in FIG.
Reference numerals 04, 206 and 208 are 100 pF chip capacitors, and strip lines 201 and 203 have a line width of 0.5.
and the chip inductors 206 and 208 are 1.
A 6 mm × 0.8 mm type chip inductor was used.
【0103】図3に示す固定抵抗器301,302はそ
れぞれ2.2kΩと150Ωのチップ抵抗器を用い、可
変抵抗器303の可変範囲は300Ω〜5kΩである。The fixed resistors 301 and 302 shown in FIG. 3 are chip resistors of 2.2 kΩ and 150 Ω, respectively, and the variable range of the variable resistor 303 is 300 Ω to 5 kΩ.
【0104】図1に示す前段FET112及び後段FE
TはGaAsMESFETであり、そのしきい値は−
3.0V、ゲート幅は前段FETでは1mm、後段FE
Tでは4mmである。また、前段FET112のゲート
バイアス抵抗器116は1kΩ、後段FET114のゲ
ートバイアス抵抗器117は2kΩである。The front FET 112 and the rear FE shown in FIG.
T is a GaAs MESFET, and its threshold value is −
3.0V, gate width is 1mm in front FET, rear FE
At T, it is 4 mm. The gate bias resistor 116 of the front FET 112 is 1 kΩ, and the gate bias resistor 117 of the rear FET 114 is 2 kΩ.
【0105】図1に示す入力整合回路部111,段間整
合回路部113,出力整合回路部115の詳細は図6
A,図6B,図6Cにそれぞれ示されるが、それぞれ信
号入力端子126と前段FETゲート電極611間,前
段FETドレイン電極612と後段FETゲート電極6
13間,後段FETドレイン電極と信号出力端子127
間に配置され、コンデンサ601は1pF、インダクタ
602は6nH、コンデンサ603,604はそれぞれ
3pF,6pF、インダクタ605は5nH、インダク
タ606は3nH、コンデンサ607は2pFである。Details of the input matching circuit section 111, the interstage matching circuit section 113, and the output matching circuit section 115 shown in FIG.
A, FIG. 6B, and FIG. 6C, respectively, between the signal input terminal 126 and the front FET gate electrode 611, and between the front FET drain electrode 612 and the rear FET gate electrode 6, respectively.
13, the FET drain electrode of the latter stage and the signal output terminal 127
The capacitor 601 is 1 pF, the inductor 602 is 6 nH, the capacitors 603 and 604 are 3 pF and 6 pF, the inductor 605 is 5 nH, the inductor 606 is 3 nH, and the capacitor 607 is 2 pF.
【0106】また、整合に寄与しないため図示していな
いが、実装基板上にはそれぞれ100pFの入力結合コ
ンデンサ、出力結合コンデンサを実装し、図4及び図5
の測定を行った。Although not shown because they do not contribute to matching, an input coupling capacitor and an output coupling capacitor of 100 pF are mounted on the mounting board, respectively, and are not shown in FIGS.
Was measured.
【0107】(第2実施例)次に、第2実施例について
説明する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described.
【0108】図7は、本発明で用いた高周波半導体装置
であるMMICのソースパッド配置を説明するためのM
MIC700の平面図であり、図8は、図7中の後段M
ESFET702の詳細を示したものである。半絶縁性
GaAs基板上に2つのMESFETである前段FET
701と、後段FET702とが配設されており、さら
に前段FETと入力パッド706との間には入力整合回
路703が配設され、前段FET701と後段FET7
02との間には段間整合回路704が配設され、後段F
ET702と出力パッド707との間には出力整合回路
705が配設されている。FIG. 7 is an M for explaining the arrangement of the source pads of the MMIC which is the high frequency semiconductor device used in the present invention.
FIG. 8 is a plan view of the MIC700, and FIG.
3 illustrates details of the ESFET 702. A pre-stage FET that is two MESFETs on a semi-insulating GaAs substrate
701 and a post-stage FET 702 are provided, and an input matching circuit 703 is provided between the pre-stage FET and the input pad 706. The pre-stage FET 701 and the post-stage FET 7 are provided.
An interstage matching circuit 704 is provided between the second stage and the second stage
An output matching circuit 705 is arranged between the ET 702 and the output pad 707.
【0109】上記各FET701,702には、それぞ
れゲートバイアスパッド711,721、ドレインパッ
ド712,722、ソースパッド713,723が付設
されている。また、上記各整合回路703,704,7
05は、それぞれスパイラルインダクタ731,74
1,751、MIMキャパシタ732,742,74
3,752等で構成されている。Gate bias pads 711, 721, drain pads 712, 722, and source pads 713, 723 are attached to the FETs 701, 702, respectively. In addition, each matching circuit 703, 704, 7
05 are spiral inductors 731 and 74, respectively
1, 751, MIM capacitors 732, 742, 74
3,752 and so on.
【0110】ここで、本実施例の特徴として、後段FE
T702のソースパッド723は、ゲート電極の長手方
向とほぼ垂直方向にソース配線を引き出した上で、後段
FET702の両端部かつ半絶縁性GaAs基板の両端
の部位2か所に配置されている。このように配置するこ
とで、ワイヤボンディング作業も円滑に行なうことがで
きるとともに、確実に接地させることができ、かつ接地
を行うために用いられる配線とワイヤの接続長の短縮に
よりソースインダクタンスが減少するため、FET70
2の特性の向上を図ることができる。また、ソースパッ
ド723を半絶縁性GaAs基板の隅の近傍に配置する
ことで、占有面積の大きいインダクタを半絶縁性GaA
s基板の内方に配置する余裕を生ぜしめることができ、
半絶縁性GaAs基板の有効利用による面積の縮小を図
ることができる。Here, as a feature of this embodiment, the latter-stage FE is used.
The source pad 723 of T702 is arranged at two positions at both ends of the post-stage FET 702 and both ends of the semi-insulating GaAs substrate after the source wiring is drawn out in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode. By arranging in this manner, the wire bonding work can be performed smoothly, the grounding can be surely performed, and the source inductance is reduced by shortening the connection length of the wire and the wire used for the grounding. Therefore, FET70
The characteristics of No. 2 can be improved. Further, by disposing the source pad 723 in the vicinity of the corner of the semi-insulating GaAs substrate, the inductor having a large occupying area can be made into the semi-insulating GaA
s It is possible to create a margin for arranging inside the board,
The area can be reduced by effectively using the semi-insulating GaAs substrate.
【0111】また、各キャパシタ732,742,74
3,752をそれぞれソースパッド713,723に接
続したことにより、スペースの節約を図ることができ
る。Further, each capacitor 732, 742, 74
By connecting 3, 752 to the source pads 713, 723, respectively, space can be saved.
【0112】また、ドレインから外部に出力を取り出す
ためのドレインパッド722を後段FET702のドレ
インから出力パッド127に向かう経路から外したの
で、インダクタ751を通過することによる電圧降下を
生じることなく電源電圧がドレイン電極に印加され、ド
レイン電極に入力される電圧のレベルの低下を可及的に
抑制することができる利点がある。Further, since the drain pad 722 for taking out the output from the drain to the outside is removed from the path from the drain of the post-stage FET 702 to the output pad 127, the power supply voltage is reduced without causing a voltage drop due to passing through the inductor 751. There is an advantage that a decrease in the level of the voltage applied to the drain electrode and input to the drain electrode can be suppressed as much as possible.
【0113】また、図8に詳細構造を示すように、後段
FET702は、ゲート電極725の上にソース電極7
26を積層し、さらにその上にドレイン電極727を積
層した構造となっているが、ゲート電極725とソース
電極726との引き出し方向を共通にしている。このよ
うにゲート電極725をソース側に引き出すことによ
り、ゲート−ドレイン間の容量の増大に起因する特性の
悪化を回避するようにしている。As shown in the detailed structure of FIG. 8, the post-stage FET 702 includes a source electrode 7 on the gate electrode 725.
26, and a drain electrode 727 is further stacked thereon, but the gate electrode 725 and the source electrode 726 have the same extraction direction. By thus pulling out the gate electrode 725 to the source side, deterioration of characteristics due to an increase in capacitance between the gate and the drain is avoided.
【0114】(第3実施例)次に、第3実施例に係る二
段電力増幅器について説明する。(Third Embodiment) Next, a two-stage power amplifier according to the third embodiment will be described.
【0115】図9は、本実施例の二段電力増幅器の構成
を示す電気回路図であり、図1に示した第1実施例に係
るMMIC110内にゲートバイアス設定用FET91
1を付加し、さらにそのゲート端子921,ソース端子
922及びドレイン端子923を設けて、実装基板10
0上に実装するとともに、形成されるゲートバイアス回
路部902の構成を変更したものである。ここで、同図
中における図1に示す符号と同じ符号を付した素子、回
路部は前述した素子、回路部と同一であり、同一の構
成,機能を有する。FIG. 9 is an electric circuit diagram showing the configuration of the two-stage power amplifier of this embodiment. The gate bias setting FET 91 is provided in the MMIC 110 according to the first embodiment shown in FIG.
1 is added, and the gate terminal 921, the source terminal 922, and the drain terminal 923 are further provided, and the mounting substrate 10
The structure of the gate bias circuit section 902 is changed and the structure of the formed gate bias circuit section 902 is changed. Here, the elements and circuit parts denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 1 in the figure are the same as the above-mentioned elements and circuit parts, and have the same configurations and functions.
【0116】本実施例におけるゲートバイアス設定用F
ET902は、前段FET112及び後段FET114
と同一の拡散条件で、同一のチップ上に作製されるた
め、しきい値や相互コンダクタンス(gm)等のばらつ
きによる前段FET112及び後段FET114のアイ
ドル電流のばらつきと同様のばらつきを有することとな
る。また、温度依存性も同様となる。つまり、前段FE
T112及び後段FET114のアイドル電流が設定目
標値より大きい場合はゲートバイアス設定用FET90
2のアイドル電流も大きく、逆に前段FET112及び
後段FET114のアイドル電流が設定目標値より小さ
い場合はゲートバイアス設定用FET911のアイドル
電流も小さくなる。すなわち、この相関関係を利用し、
以下に説明するように、第1実施例で説明した効果に加
え、しきい値ばらつきや温度による前段FET112及
び後段FET114のアイドル電流のばらつきを抑圧す
るようにしている。F for gate bias setting in the present embodiment
The ET902 is composed of the front FET 112 and the rear FET 114.
Since they are formed on the same chip under the same diffusion conditions as above, they have the same variations as the variations in the idle currents of the front-stage FET 112 and the rear-stage FET 114 due to variations in threshold value, mutual conductance (gm), and the like. Also, the temperature dependence is similar. That is, the former FE
When the idle currents of T112 and the post-stage FET 114 are larger than the set target value, the gate bias setting FET 90
The idle current of 2 is also large, and conversely, when the idle currents of the front FET 112 and the rear FET 114 are smaller than the set target value, the idle current of the gate bias setting FET 911 also becomes small. That is, using this correlation,
As described below, in addition to the effects described in the first embodiment, variations in the idle current of the front-stage FET 112 and the rear-stage FET 114 due to threshold variations and temperature are suppressed.
【0117】図10は、図9に示すゲートバイアス回路
部902の構成とゲートバイアス回路部902とMMI
C110内のゲートバイアス設定用FET911との接
続関係とを示す電気回路図である。ゲートバイアス設定
用FET911のゲート端子921及びソース端子92
2は負の電源Vggに接続され、ドレイン端子923は
固定抵抗器1002と可変抵抗器1001とを介して接
地されている。また、前段FETゲート電圧供給端子1
23はゲートバイアス設定用FET911のドレイン端
子923に、後段FETドレイン電圧供給端子124は
固定抵抗器1002と可変抵抗器1001との間の信号
線にそれぞれ接続されている。ここでは、上記ゲート電
源Vggが請求項8にいう第1ゲート電源部であり、ゲ
ートバイアス設定用FET911が第1抵抗部材であり
(請求項18参照)、グラウンドが第2ゲート電源部で
あり、可変抵抗器1001が第2抵抗部材に相当する。FIG. 10 shows the structure of the gate bias circuit section 902 shown in FIG. 9, the gate bias circuit section 902, and the MMI.
It is an electric circuit diagram which shows the connection relation with FET911 for gate bias setting in C110. Gate terminal 921 and source terminal 92 of FET 911 for setting gate bias
2 is connected to the negative power source Vgg, and the drain terminal 923 is grounded via the fixed resistor 1002 and the variable resistor 1001. Also, the previous stage FET gate voltage supply terminal 1
Reference numeral 23 is connected to the drain terminal 923 of the gate bias setting FET 911, and the rear FET drain voltage supply terminal 124 is connected to the signal line between the fixed resistor 1002 and the variable resistor 1001. Here, the gate power source Vgg is the first gate power source portion according to claim 8, the gate bias setting FET 911 is the first resistance member (see claim 18), and the ground is the second gate power source portion. The variable resistor 1001 corresponds to the second resistance member.
【0118】この構成にすることにより、前段FET1
12及び後段FET114のアイドル電流が過大な場
合、ゲートバイアス設定用FET911のドレイン電流
も多く流れるので、固定抵抗器1002及び可変抵抗器
1001による電圧降下が増大し、前段FET112及
び後段FET114のゲート電圧が下がり、それぞれの
アイドル電流が減少することとなる。したがって、アイ
ドル電流のばらつきを抑制することができる。一方、ア
イドル電流が過小な場合も、逆の作用によりアイドル電
流が増大するので、アイドル電流のばらつきを抑制する
ことができる。With this structure, the front-stage FET1
When the idle current of the FET 12 and the post-stage FET 114 is excessive, a large amount of the drain current of the gate bias setting FET 911 also flows, so that the voltage drop due to the fixed resistor 1002 and the variable resistor 1001 increases, and the gate voltage of the front-stage FET 112 and the post-stage FET 114 increases. As a result, each idle current decreases. Therefore, variations in idle current can be suppressed. On the other hand, even when the idle current is too small, the reverse action increases the idle current, so that the variation of the idle current can be suppressed.
【0119】以上のようなアイドル電流のばらつきの抑
制効果は、具体的には、ゲートバイアス設定用FET9
11のドレイン電流,固定抵抗器1002及び可変抵抗
器1001の値を適切に設定することにより実現でき
る。The effect of suppressing the variation of the idle current as described above is specifically, the gate bias setting FET 9
This can be achieved by appropriately setting the values of the drain current of 11, the fixed resistor 1002 and the variable resistor 1001.
【0120】なお、前段FET112,後段FET11
4のゲート電圧を個別に与えるため、固定抵抗器100
2を挿入しているが、同一のゲート電圧でアイドル電流
設定を行うのであれば、固定抵抗器1002を省略して
も良い。また、動作級の変更を行わないのであれば可変
抵抗器1001を固定抵抗器としても良い。The front-stage FET 112 and the rear-stage FET 11
In order to apply the gate voltage of 4 individually, the fixed resistor 100
Although 2 is inserted, the fixed resistor 1002 may be omitted if the idle current is set with the same gate voltage. Further, if the operation class is not changed, the variable resistor 1001 may be a fixed resistor.
【0121】また、上記ゲートバイアス設定用FET9
11と前段FETゲート電圧供給端子123及び後段F
ETゲート電圧供給端子124との配置関係は、図10
に示す配置関係に限定されるものではなく、後段FET
ゲート電圧供給端子124と第2ゲート電源部との間に
ゲートバイアス設定用FET911のソース・ドレイン
を接続する(つまりFET911を介設する)ととも
に、前段FET電圧供給端子123を可変抵抗器を介し
て第2ゲート電源部に接続してもよい。Further, the gate bias setting FET 9
11, the front-stage FET gate voltage supply terminal 123, and the rear-stage F
The arrangement relationship with the ET gate voltage supply terminal 124 is shown in FIG.
It is not limited to the arrangement relationship shown in FIG.
The source / drain of the gate bias setting FET 911 is connected between the gate voltage supply terminal 124 and the second gate power supply unit (that is, the FET 911 is provided), and the preceding stage FET voltage supply terminal 123 is provided via a variable resistor. You may connect to a 2nd gate power supply part.
【0122】(第4実施例)次に、第4実施例につい
て、図11を参照しながら説明する。(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
【0123】図11に示すように、本実施例に係る二段
電力増幅器のMMIC110の構成は、上記第3実施例
におけるMMIC110の構成と同じである。本実施例
では、ゲートバイアス回路部において、上記第3実施例
と同じ構成に加え、ゲートバイアス設定用FET911
のソースに固定抵抗器1101が挿入されている。As shown in FIG. 11, the structure of the MMIC 110 of the two-stage power amplifier according to this embodiment is the same as that of the MMIC 110 of the third embodiment. In this embodiment, in the gate bias circuit section, in addition to the same structure as the third embodiment, the gate bias setting FET 911 is used.
The fixed resistor 1101 is inserted in the source of the.
【0124】一般に、負の電源Vggに流せる電流値に
は上限があるが、ゲートバイアス設定用FET911の
ゲート幅の設定が大きすぎると、図10に示す上記第3
実施例におけるゲートバイアス回路部の構成ではその上
限値を上回る電流が負の電源Vggが流れ込む虞れがあ
る。Generally, there is an upper limit to the current value that can be passed through the negative power supply Vgg, but if the gate width of the gate bias setting FET 911 is set too large, the third value shown in FIG.
In the configuration of the gate bias circuit unit in the embodiment, there is a possibility that a current exceeding the upper limit value may flow into the negative power supply Vgg.
【0125】しかし、本実施例の図11に示す構成で
は、固定抵抗器1101による電圧降下を利用して、ゲ
ートバイアス設定用FET911のソース電圧をゲート
電圧より高くすることができる。したがって、ドレイン
電流を削減し、負の電源Vggに流す電流を削減するこ
とができ、よって、信頼性が確保される。However, in the structure shown in FIG. 11 of the present embodiment, the source voltage of the gate bias setting FET 911 can be made higher than the gate voltage by utilizing the voltage drop due to the fixed resistor 1101. Therefore, the drain current can be reduced, and the current flowing to the negative power source Vgg can be reduced, thus ensuring reliability.
【0126】また、図9に示す基本的な構成では、ゲー
トバイアス設定用FET911のゲート端子921,ソ
ース端子922及びドレイン端子923と、前段FET
ゲート電圧供給端子123と、後段FETゲート電圧供
給端子124とのすべてがMMIC110の外部で実装
基板100上に形成されているため、ゲートバイアス回
路部902で任意の回路を構成することができ、実際の
動作を確認しながらゲートバイアス設定用FETの電流
値や各抵抗器の抵抗値の設定を行うことができるため、
MMICの設計マージンが増大することとなる。Further, in the basic configuration shown in FIG. 9, the gate terminal 921, the source terminal 922 and the drain terminal 923 of the gate bias setting FET 911 and the preceding stage FET.
Since the gate voltage supply terminal 123 and the post-stage FET gate voltage supply terminal 124 are all formed on the mounting substrate 100 outside the MMIC 110, the gate bias circuit unit 902 can form an arbitrary circuit. Since the current value of the gate bias setting FET and the resistance value of each resistor can be set while checking the operation of
This will increase the design margin of the MMIC.
【0127】ところで、移動体通信機器では、小型化の
ため実装基板上の部品を少なくしたいという場合も多
い。このような場合には、以下に説明する図12,図1
3,図14に示す第5,第6,第7実施例の構成にして
も良い。By the way, in mobile communication equipment, there are many cases in which it is desired to reduce the number of parts on the mounting substrate for downsizing. In such a case, FIGS. 12 and 1 described below will be used.
3, the configuration of the fifth, sixth and seventh embodiments shown in FIG. 14 may be adopted.
【0128】(第5実施例)図12は、第5実施例に係
るMMIC110の一部及びゲートバイアス回路部の構
成を示す電気回路図である。本実施例では、配置されて
いる部材は上記第4実施例の図10に示す回路の構成の
うち、ゲートバイアス設定用FET911のゲート電極
とソース電極とをMMIC110の内部で接続したもの
である。この構成により、実装基板100上でのそれら
を接続するための作業が不要となり、かつMMIC11
0上のパッドが1箇所減少するので、MMIC110の
チップサイズを小さくすることができる。(Fifth Embodiment) FIG. 12 is an electric circuit diagram showing the structure of a part of the MMIC 110 and the gate bias circuit portion according to the fifth embodiment. In the present embodiment, the arranged member is one in which the gate electrode and the source electrode of the gate bias setting FET 911 are connected inside the MMIC 110 in the configuration of the circuit shown in FIG. 10 of the fourth embodiment. With this configuration, the work for connecting them on the mounting substrate 100 becomes unnecessary, and the MMIC 11
Since the number of pads on 0 is reduced by one, the chip size of MMIC 110 can be reduced.
【0129】(第6実施例)図13は、第6実施例に係
るMMIC110の一部及びゲートバイアス回路部の構
成を示す電気回路図である。本実施例では、図12に示
す回路において実装基板100上に実装されていた固定
抵抗器1002をMMIC110内に集積し、前段FE
Tゲート電圧供給端子と後段FETゲート電圧供給端子
とをMMIC110内に集積したものである。この構成
により、実装基板100上でのそれらの実装,接続が不
要となり、MMIC110上のパッドをさらに2箇所削
減することができる。(Sixth Embodiment) FIG. 13 is an electric circuit diagram showing the structure of a part of the MMIC 110 and the gate bias circuit section according to the sixth embodiment. In the present embodiment, the fixed resistor 1002 mounted on the mounting substrate 100 in the circuit shown in FIG.
The T gate voltage supply terminal and the post-stage FET gate voltage supply terminal are integrated in the MMIC 110. With this configuration, it is not necessary to mount and connect them on the mounting substrate 100, and the number of pads on the MMIC 110 can be further reduced to two.
【0130】(第7実施例)図14は、第7実施例に係
るMMIC110の一部及びゲートバイアス回路部の構
成を示す電気回路図である。本実施例では、図11に示
す回路において実装基板100上に実装されていた固定
抵抗器1002,1101をMMIC上に集積し、前段
FETゲート電圧供給端子と後段FETゲート電圧供給
端子をMMIC内に集積したものである。この構成によ
り、実装基板上でのそれらの実装,接続が不要となり、
図11の構成と比較してMMIC上のパッドを3箇所削
減することができる。(Seventh Embodiment) FIG. 14 is an electric circuit diagram showing the structure of a part of the MMIC 110 and the gate bias circuit section according to the seventh embodiment. In the present embodiment, the fixed resistors 1002 and 1101 mounted on the mounting substrate 100 in the circuit shown in FIG. 11 are integrated on the MMIC, and the pre-stage FET gate voltage supply terminal and the post-stage FET gate voltage supply terminal are arranged in the MMIC. It is a collection. This configuration eliminates the need for mounting and connecting them on the mounting board.
It is possible to reduce three pads on the MMIC as compared with the configuration of FIG.
【0131】なお、可変抵抗器1001はFETの動作
級変更を行うためには実装基板100上に実装すること
が必要であるが、例えば上記第4〜第7実施例ではアイ
ドル電流のばらつきに対するアイドル電流変動を抑制す
る効果があるため、動作級の変更を行わないのであれ
ば、これを固定抵抗器で構成し実装基板100に実装す
るか、あるいはMMIC110に集積しても良い。The variable resistor 1001 needs to be mounted on the mounting substrate 100 in order to change the operation class of the FET. For example, in the fourth to seventh embodiments described above, the idle resistor with respect to variations in idle current is idle. If the operation class is not changed because it has the effect of suppressing the current fluctuation, it may be configured with a fixed resistor and mounted on the mounting substrate 100, or may be integrated on the MMIC 110.
【0132】(第8実施例)図15は、第8実施例に係
る二段電力増幅器の構成を示す電気回路図である。本実
施例では、ゲートバイアス回路部をMMIC110内に
集積している。すなわち、動作級の変更をしないことを
前提としているので、可変抵抗器は設けていない。そし
て、ゲートバイアス設定用FET911のドレインと接
地端子125との間に、2つの固定抵抗器1201,1
202を介設し、かつ各固定抵抗器1201,1202
間の信号線に後段FETゲート電圧供給端子を接続した
構成を有している。(Eighth Embodiment) FIG. 15 is an electric circuit diagram showing the structure of a two-stage power amplifier according to the eighth embodiment. In this embodiment, the gate bias circuit section is integrated in the MMIC 110. That is, since it is premised that the operation class is not changed, no variable resistor is provided. Then, two fixed resistors 1201, 1 are provided between the drain of the gate bias setting FET 911 and the ground terminal 125.
202, and fixed resistors 1201 and 1202
It has a configuration in which the latter stage FET gate voltage supply terminal is connected to the signal line between them.
【0133】本実施例では、ゲートバイアス回路部は標
準的仕様にしてMMIC110内に組み込み、ドレイン
バイアス回路部101は上記第1実施例のように変更可
能な構成とすることで、最小限必要な部分のみ実装基板
100上に搭載すればよく、簡素な構成で済む利点があ
る。In this embodiment, the gate bias circuit section is incorporated into the MMIC 110 as a standard specification, and the drain bias circuit section 101 is configured to be changeable as in the first embodiment. Since only the part needs to be mounted on the mounting substrate 100, there is an advantage that a simple configuration is sufficient.
【0134】(第9実施例)図16は、第9実施例に係
る二段電力増幅器の構成を示す電気回路図である。本実
施例では、上記第8実施例と同様にゲートバイアス回路
部をMMIC110内に集積するとともに、上記第4実
施例の図11に示す構成と同様に、ゲートバイアス設定
用FET911のソースに固定抵抗器1101が挿入さ
れている。したがって、本実施例では、簡素な構成でア
イドル電流のバラツキをより確実に抑制しうる利点があ
る。(Ninth Embodiment) FIG. 16 is an electric circuit diagram showing the structure of a two-stage power amplifier according to the ninth embodiment. In this embodiment, the gate bias circuit section is integrated in the MMIC 110 as in the eighth embodiment, and a fixed resistor is connected to the source of the gate bias setting FET 911 as in the configuration shown in FIG. 11 of the fourth embodiment. The container 1101 is inserted. Therefore, the present embodiment has an advantage that the variation of the idle current can be suppressed more reliably with a simple configuration.
【0135】なお、上記第3〜第9の実施例において、
チップサイズは1mm×2mmである。またデートバイ
アス設定用FETのゲート幅は50μmと5μmの2種
である。Incidentally, in the above third to ninth embodiments,
The chip size is 1 mm × 2 mm. The gate width of the FET for setting the date bias is 50 μm and 5 μm.
【0136】[0136]
【発明の効果】請求項1〜7の発明によれば、電力増幅
器において、ドレインバイアス回路部となるインピーダ
ンス調整部材を実装基板上に形成したので、実装基板上
での動作周波数の変更、ドレインバイアス回路部の寄生
抵抗の削減による飽和出力特性,利得,効率の劣化の抑
制と、高周波用電力増幅器のコストの低減とを図ること
ができる。According to the present invention, in the power amplifier, since the impedance adjusting member serving as the drain bias circuit section is formed on the mounting substrate, the operating frequency is changed on the mounting substrate, and the drain bias. It is possible to suppress the deterioration of the saturation output characteristic, the gain, and the efficiency by reducing the parasitic resistance of the circuit portion, and to reduce the cost of the high frequency power amplifier.
【0137】請求項8〜17の発明によれば、電力増幅
器内の高周波信号増幅用FETのゲートバイアスを電源
電圧の抵抗分割によって印加し、さらに実装基板上に搭
載した可変抵抗器又は抵抗器取付部への抵抗器の抵抗値
の変更によってFETの動作バイアス点を変更するよう
にしたので、動作級の変更と、動作バイアス点や入出力
インピーダンスの変動の抑制による集積回路の歩留まり
の向上と、設計上のマージンの増大とを図ることができ
る。According to the invention of claims 8 to 17, the gate bias of the high-frequency signal amplifying FET in the power amplifier is applied by resistance division of the power supply voltage, and the variable resistor or the resistor mounting device mounted on the mounting substrate is further applied. Since the operation bias point of the FET is changed by changing the resistance value of the resistor to the part, the operation class is changed and the yield of the integrated circuit is improved by suppressing the change of the operation bias point and the input / output impedance. It is possible to increase the design margin.
【0138】請求項18〜24の発明によれば、高周波
信号増幅用FETのアイドル電流の変動をFET,抵抗
器及び負の電源を介して自動的に調整しうるように構成
したので、工程上のバラツキに起因する特性の変動を可
及的に低減し、特性の安定化を図ることができる。According to the eighteenth to twenty-fourth aspects of the present invention, the fluctuation of the idle current of the high frequency signal amplifying FET can be automatically adjusted through the FET, the resistor and the negative power source. It is possible to reduce the variation of the characteristics due to the variation of the above as much as possible and to stabilize the characteristics.
【0139】請求項25〜31の発明によれば、MMI
C内への各部材の配置の工夫により、高周波半導体装置
に使用される半絶縁性GaAs基板等の高価な化合物半
導体基板に費やされるコストの低減を図ることができ
る。According to the twenty-fifth to thirty-first inventions, the MMI
By devising the arrangement of each member in C, it is possible to reduce the cost spent on an expensive compound semiconductor substrate such as a semi-insulating GaAs substrate used for a high frequency semiconductor device.
【図1】第1実施例における電力増幅器の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power amplifier in a first embodiment.
【図2】第1実施例におけるドレインバイアス回路部の
電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram of a drain bias circuit section in the first embodiment.
【図3】第1実施例におけるゲートバイアス回路部の電
気回路図である。。FIG. 3 is an electric circuit diagram of a gate bias circuit unit in the first embodiment. .
【図4】第1実施例における動作周波数可変性を示す周
波数特性図である。FIG. 4 is a frequency characteristic diagram showing operating frequency variability in the first embodiment.
【図5】第1実施例における歩留まり改善性を示す特性
分布図である。FIG. 5 is a characteristic distribution diagram showing a yield improvement property in the first embodiment.
【図6】第1実施例における入力整合回路部、段間整合
回路部、出力整合回路部の電気回路図である。FIG. 6 is an electric circuit diagram of an input matching circuit section, an inter-stage matching circuit section, and an output matching circuit section in the first embodiment.
【図7】第2実施例におけるMMICの平面図である。FIG. 7 is a plan view of an MMIC in the second embodiment.
【図8】第2実施例におけるMMICに含まれるMES
FETの平面図である。FIG. 8 is an MES included in the MMIC in the second embodiment.
It is a top view of FET.
【図9】第3実施例における電力増幅器の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a power amplifier according to a third embodiment.
【図10】第3実施例におけるゲートバイアス回路部の
電気回路図である。FIG. 10 is an electric circuit diagram of a gate bias circuit section in the third embodiment.
【図11】第4実施例におけるゲートバイアス回路部の
電気回路図である。FIG. 11 is an electric circuit diagram of a gate bias circuit unit in the fourth embodiment.
【図12】第5実施例におけるゲートバイアス回路部の
電気回路図である。FIG. 12 is an electric circuit diagram of a gate bias circuit unit in the fifth embodiment.
【図13】第6実施例におけるゲートバイアス回路部の
電気回路図である。FIG. 13 is an electric circuit diagram of a gate bias circuit unit in the sixth embodiment.
【図14】第7実施例におけるゲートバイアス回路部の
電気回路図である。FIG. 14 is an electric circuit diagram of a gate bias circuit unit in the seventh embodiment.
【図15】第8実施例における電力増幅器の構成を示す
ブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a power amplifier according to an eighth embodiment.
【図16】第9の実施例における電力増幅器の構成を示
すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a power amplifier according to a ninth embodiment.
100 実装基板 101 ドレインバイアス回路部 102 ゲートバイアス回路部 110 MMIC 111 入力整合回路部 112 前段FET 113 段間整合回路部 114 後段FET 115 出力整合回路部 116 ゲートバイアス抵抗器 117 ゲートバイアス抵抗器 121 前段FETドレイン電圧供給端子 122 後段FETドレイン電圧供給端子 123 前段FETゲート電圧供給端子 124 後段FETゲート電圧供給端子 125 接地端子 126 信号入力端子 127 信号出力端子 100 mounting substrate 101 drain bias circuit section 102 gate bias circuit section 110 MMIC 111 input matching circuit section 112 front stage FET 113 inter-stage matching circuit section 114 rear stage FET 115 output matching circuit section 116 gate bias resistor 117 gate bias resistor 121 front stage FET Drain voltage supply terminal 122 Rear stage FET drain voltage supply terminal 123 Front stage FET gate voltage supply terminal 124 Rear stage FET gate voltage supply terminal 125 Ground terminal 126 Signal input terminal 127 Signal output terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Ishikawa 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (31)
た集積回路と、上記集積回路を実装するための基板とを
備えた電力増幅器において、 上記集積回路内に設けられたゲート電極,ドレイン電極
及びソース電極からなり高周波信号を増幅するための少
なくとも1つのFETと、 上記集積回路内に設けられ上記FETのドレイン電極に
電圧を供給するためのドレイン電圧供給端子と、 上記集積回路外の基板上に設けられ上記ドレイン電圧供
給端子に接続されるドレイン電源部と、 上記集積回路部外の基板上に設けられ、上記FETのド
レイン電極から見たドレイン電源側のインピーダンスを
調整するためのインピーダンス調整用部材とを備えたこ
とを特徴とする電力増幅器。1. A power amplifier comprising an integrated circuit integrally formed with an active element, a passive element and the like, and a substrate for mounting the integrated circuit, comprising: a gate electrode and a drain provided in the integrated circuit. At least one FET comprising an electrode and a source electrode for amplifying a high frequency signal; a drain voltage supply terminal provided in the integrated circuit for supplying a voltage to the drain electrode of the FET; and a substrate outside the integrated circuit A drain power supply section provided on the upper side and connected to the drain voltage supply terminal, and an impedance adjustment provided on the substrate outside the integrated circuit section for adjusting the impedance of the drain power supply side viewed from the drain electrode of the FET. A power amplifier, comprising:
供給端子と上記ドレイン電源部との間に接続され高周波
信号を伝送するための伝送線路と、 上記集積回路外の基板上に設けられ、基板のグラウンド
と上記伝送線路との間にコンデンサを取り付け可能にか
つ取付部位が変更可能に構成されたコンデンサ取付部と
からなり、 上記コンデンサの取付部位の変更による動作周波数の変
更が可能に構成されていることを特徴とする電力増幅
器。2. The power amplifier according to claim 1, wherein the impedance adjusting member is provided on a substrate outside the integrated circuit and is connected between the drain voltage supply terminal and the drain power supply unit. A transmission line for transmitting a capacitor, and a capacitor mounting portion which is provided on the substrate outside the integrated circuit and is configured such that a capacitor can be mounted between the ground of the substrate and the transmission line and the mounting portion can be changed. The power amplifier is characterized in that the operating frequency can be changed by changing the mounting portion of the capacitor.
送線路の保護膜を開口させることにより形成されている
ことを特徴とする電力増幅器。3. The power amplifier according to claim 2, wherein the capacitor mounting portion is formed by opening a protective film of the transmission line at a plurality of points on the transmission line.
て、 上記コンデンサ取付部にコンデンサが取り付けられてい
ることを特徴とする電力増幅器。4. The power amplifier according to claim 2 or 3, wherein a capacitor is attached to the capacitor attaching portion.
と上記ドレイン電源部との間に設けられ、両端が上記ド
レイン電圧供給端子及びドレイン電源部にそれぞれ接続
されるインダクタを取り付けるためのインダクタ取付部
からなり、 上記インダクタのインダクタンス値の変更による動作周
波数の変更が可能に構成されたことを特徴とする電力増
幅器。5. The power amplifier according to claim 1, wherein the impedance adjusting member is provided on the substrate outside the integrated circuit, between the drain voltage supply terminal and the drain power supply unit, and both ends of the impedance adjusting member are provided. A power amplifier comprising an inductor mounting portion for mounting an inductor connected to each of a drain voltage supply terminal and a drain power source portion, wherein the operating frequency can be changed by changing the inductance value of the inductor.
と基板のグラウンドとの間に介設されたコンデンサをさ
らに備えたことを特徴とする電力増幅器。6. The power amplifier according to claim 5, further comprising a capacitor provided on the substrate outside the integrated circuit, between the drain voltage supply terminal and the ground of the substrate. Power amplifier.
て、 上記インダクタ取付部にはインダクタが取り付けられて
いることを特徴とする電力増幅器。7. The power amplifier according to claim 5, wherein an inductor is attached to the inductor attaching portion.
た集積回路と、上記集積回路を実装するための基板とを
備えた電力増幅器において、 上記集積回路内に設けられたゲート電極,ドレイン電極
及びソース電極からなり高周波信号を増幅するための少
なくとも1つのFETと、 上記集積回路内に設けられ上記FETのゲート電極に電
圧を供給するためのゲート電圧供給端子と、 上記集積回路外の基板上に設けられた第1,第2ゲート
電源部と、 上記ゲート電圧供給端子と上記第1,第2ゲート電源部
との間にそれぞれ介設された第1,第2抵抗部材とを備
え、 上記2つの抵抗部材のうち少なくとも上記第2抵抗部材
は、上記集積回路外の基板上に設けられた可変抵抗器で
あり、該可変抵抗器の抵抗値の変更による上記FETの
動作バイアス点の変更が可能に構成されたことを特徴と
する電力増幅器。8. A power amplifier including an integrated circuit integrally formed with an active element, a passive element, and the like, and a substrate for mounting the integrated circuit, comprising: a gate electrode and a drain provided in the integrated circuit. At least one FET including an electrode and a source electrode for amplifying a high frequency signal; a gate voltage supply terminal provided in the integrated circuit for supplying a voltage to a gate electrode of the FET; and a substrate outside the integrated circuit A first and a second gate power supply unit provided above, and a first and a second resistance member respectively interposed between the gate voltage supply terminal and the first and second gate power supply units, At least the second resistance member of the two resistance members is a variable resistor provided on a substrate outside the integrated circuit, and the operation via of the FET is changed by changing the resistance value of the variable resistor. Power amplifier, wherein a variable point configured to be.
載の電力増幅器において、 上記集積回路内に設けられ上記FETのゲート電極に電
圧を供給するためのゲート電圧供給端子と、 上記集積回路外の基板上に設けられた第1,第2ゲート
電源部と、 上記ゲート電圧供給端子と上記第1,第2ゲート電源部
との間にそれぞれ介設された第1,第2抵抗部材とを備
え、 上記2つの抵抗部材のうち少なくとも上記第2抵抗部材
は、上記集積回路外の基板上に設けられた可変抵抗器で
あり、該可変抵抗器の抵抗値の変更による上記FETの
動作バイアス点の変更が可能に構成されたことを特徴と
する電力増幅器。9. The power amplifier according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, further comprising: a gate voltage supply terminal provided in the integrated circuit for supplying a voltage to a gate electrode of the FET. , First and second gate power supply units provided on the substrate outside the integrated circuit, and first and second gate power supply units interposed between the gate voltage supply terminal and the first and second gate power supply units, respectively. Two resistance members, at least the second resistance member of the two resistance members is a variable resistor provided on a substrate outside the integrated circuit, and the variable resistor has a resistance value changed to change the resistance value. A power amplifier characterized in that the operation bias point of the FET can be changed.
いて、 上記FETは前段FETと後段FETとからなり、上記
電力増幅器は二段電力増幅器として機能するとともに、 上記ゲート電圧供給端子は前段FETゲート電圧供給端
子及び後段FETゲート電圧供給端子からなり、 上記第1ゲート電源供給部は上記前段FETゲート電圧
供給端子に接続される前段FETゲート電源部であり、
上記第2ゲート電源部は上記後段FETゲート電圧供給
端子に接続される後段FETゲート電源部であり、 上記可変抵抗器である第2抵抗部材は、上記前段FET
ゲート電圧供給端子と上記前段FETゲート電源部との
間及び上記後段FETゲート電圧供給端子と上記後段F
ETゲート電源部との間のうちいずれか一方に介設され
ており、 上記第1抵抗部材は、上記上記前段FETゲート電圧供
給端子と上記前段FETゲート電源部との間及び上記後
段FETゲート電圧供給端子と上記後段FETゲート電
源部との間のうちの他方に介設された固定抵抗器である
ことを特徴とする電力増幅器。10. The power amplifier according to claim 8 or 9, wherein the FET comprises a front-stage FET and a rear-stage FET, the power amplifier functions as a two-stage power amplifier, and the gate voltage supply terminal is a front-stage FET gate. A first-stage FET gate power supply unit connected to the first-stage FET gate voltage supply terminal, wherein the first-gate power supply unit is a voltage supply terminal and a second-stage FET gate voltage supply terminal.
The second gate power supply unit is a second-stage FET gate power supply unit connected to the second-stage FET gate voltage supply terminal, and the second resistance member, which is the variable resistor, is the first-stage FET.
Between the gate voltage supply terminal and the front-stage FET gate power supply section, and between the rear-stage FET gate voltage supply terminal and the rear-stage F
The first resistance member is interposed between the ET gate power supply section and the ET gate power supply section, and the first resistance member is provided between the pre-stage FET gate voltage supply terminal and the pre-stage FET gate power supply section and the post-stage FET gate voltage. A power amplifier, which is a fixed resistor interposed between the supply terminal and the second-stage FET gate power supply section.
て、 上記前段FETゲート電圧供給端子と上記後段FETゲ
ート電圧供給端子とは第3の固定抵抗器を介して接続さ
れていることを特徴とする電力増幅器。11. The power amplifier according to claim 10, wherein the front-stage FET gate voltage supply terminal and the rear-stage FET gate voltage supply terminal are connected via a third fixed resistor. amplifier.
力増幅器において、 上記FETのゲート電極と上記ゲート電圧供給端子との
間には、固定抵抗器が介設されていることを特徴とする
電力増幅器。12. The power amplifier according to claim 8, 9, or 11, wherein a fixed resistor is provided between the gate electrode of the FET and the gate voltage supply terminal. Power amplifier.
した集積回路と、上記集積回路を実装するための基板と
を備えた電力増幅器において、 上記集積回路内に設けられゲート電極,ドレイン電極及
びソース電極からなり高周波信号を増幅するための少な
くとも1つのFETと、 上記集積回路内に設けられ上記FETのゲート電極に電
圧を供給するためのゲート電圧供給端子と、 上記集積回路外の基板上に設けられた第1,第2ゲート
電源部と、 上記ゲート電圧供給端子と上記第1,第2ゲート電源部
との間にそれぞれ介設された第1,第2抵抗部材とを備
え、 上記2つの抵抗部材のうち少なくとも上記第2抵抗部材
は、上記集積回路外の基板上で上記ゲート電圧供給端子
と上記第2ゲート電源部との間に設けられた抵抗器取付
部に取り付けられた固定抵抗器であり、該固定抵抗器の
抵抗値の変更による上記FETの動作バイアス点の変更
が可能に構成されたことを特徴とする電力増幅器。13. A power amplifier comprising an integrated circuit integrally formed with an active element, a passive element and the like, and a substrate for mounting the integrated circuit, comprising a gate electrode and a drain electrode provided in the integrated circuit. And at least one FET for amplifying a high frequency signal composed of a source electrode, a gate voltage supply terminal provided in the integrated circuit for supplying a voltage to a gate electrode of the FET, and on a substrate outside the integrated circuit. And a first and a second resistance member provided between the gate voltage supply terminal and the first and the second gate power supply unit, respectively. At least the second resistance member of the two resistance members is attached to a resistor mounting portion provided between the gate voltage supply terminal and the second gate power supply portion on the substrate outside the integrated circuit. It was a fixed resistor, a power amplifier, characterized in that the change of the operating bias point of the FET by changing the resistance value of the fixed resistor is configured to be.
記載の電力増幅器において、 上記集積回路内に設けられ上記FETのゲート電極に電
圧を供給するためのゲート電圧供給端子と、 上記集積回路外の基板上に設けられた第1,第2ゲート
電源部と、 上記ゲート電圧供給端子と上記第1,第2ゲート電源部
との間にそれぞれ介設された第1,第2抵抗部材とを備
え、 上記2つの抵抗部材のうち少なくとも上記第2抵抗部材
は、上記集積回路外の基板上で上記ゲート電圧供給端子
と上記第2ゲート電源部との間に設けられた抵抗器取付
部に取り付けられた固定抵抗器であり、該固定抵抗器の
抵抗値の変更による上記FETの動作バイアス点の変更
が可能に構成されたことを特徴とする電力増幅器。14. The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
The power amplifier according to claim 1, wherein a gate voltage supply terminal provided in the integrated circuit for supplying a voltage to a gate electrode of the FET, and first and second gate power supply units provided on a substrate outside the integrated circuit And first and second resistance members respectively interposed between the gate voltage supply terminal and the first and second gate power supply units, and at least the second resistance member of the two resistance members. Is a fixed resistor attached to a resistor attachment portion provided between the gate voltage supply terminal and the second gate power source portion on the substrate outside the integrated circuit, and the resistance value of the fixed resistor is A power amplifier characterized in that the operation bias point of the FET can be changed by changing the above.
て、 上記FETは前段FETと後段FETとからなり、上記
電力増幅器は二段電力増幅器として機能するとともに、 上記ゲート電圧供給端子は前段FETゲート電圧供給端
子及び後段FETゲート電圧供給端子からなり、 上記第1ゲート電源供給部は上記前段FETゲート電圧
供給端子に接続される前段FETゲート電源部であり、
上記第2ゲート電源部は上記後段FETゲート電圧供給
端子に接続される後段FETゲート電源部であり、 上記第2抵抗部材が取り付けられる抵抗器取付部は、上
記前段FETゲート電圧供給端子と上記前段FETゲー
ト電源部との間及び上記後段FETゲート電圧供給端子
と上記後段FETゲート電源部との間のうちいずれか一
方に介設されており、 上記第1抵抗部材は、上記上記前段FETゲート電圧供
給端子と上記前段FETゲート電源部との間及び上記後
段FETゲート電圧供給端子と上記後段FETゲート電
源部との間のうちの他方に介設された固定抵抗器である
ことを特徴とする電力増幅器。15. The power amplifier according to claim 14, wherein the FET comprises a front-stage FET and a rear-stage FET, the power amplifier functions as a two-stage power amplifier, and the gate voltage supply terminal is a front-stage FET gate voltage supply. And a first-stage FET gate voltage supply terminal, wherein the first gate power supply unit is a front-stage FET gate power supply unit connected to the front-stage FET gate voltage supply terminal,
The second gate power supply unit is a rear-stage FET gate power supply unit connected to the rear-stage FET gate voltage supply terminal, and the resistor mounting portion to which the second resistance member is mounted is the front-stage FET gate voltage supply terminal and the front-stage FET gate voltage supply terminal. The first resistance member is provided between the FET gate power supply unit and between the latter-stage FET gate voltage supply terminal and the latter-stage FET gate power supply unit, and the first resistance member is the former-stage FET gate voltage. Electric power, which is a fixed resistor interposed between a supply terminal and the preceding-stage FET gate power supply unit and between the latter-stage FET gate voltage supply terminal and the latter-stage FET gate power supply unit. amplifier.
て、 上記前段FETゲート電圧供給端子と上記後段FETゲ
ート電圧供給端子とは第3の抵抗器を介して接続されて
いることを特徴とする電力増幅器。16. The power amplifier according to claim 15, wherein the front stage FET gate voltage supply terminal and the rear stage FET gate voltage supply terminal are connected via a third resistor. .
の電力増幅器において、 上記FETのゲート電極と上記ゲート電圧供給端子との
間に介設された固定抵抗器をさらに備えたことを特徴と
する電力増幅器。17. The power amplifier according to claim 13, 14, 15 or 16, further comprising a fixed resistor interposed between the gate electrode of the FET and the gate voltage supply terminal. Power amplifier.
3,14,15,16又は17記載の電力増幅器におい
て、 上記第1抵抗部材は、上記集積回路内に設けられ、上記
第1FETのゲート電極に接続されるドレイン電極,ゲ
ート電極及び該ゲート電極に接続されるソース電極から
なる第2FETであることを特徴とする電力増幅器。18. The method according to claim 8, 9, 10, 11, 12, 1.
3, 14, 15, 16 or 17, wherein the first resistance member is provided in the integrated circuit, and is connected to the gate electrode of the first FET, the drain electrode, the gate electrode and the gate electrode. A power amplifier comprising a second FET including a source electrode connected thereto.
した集積回路と、上記集積回路を実装するための基板と
を備えた電力増幅器において、 上記集積回路内に設けられたゲート電極,ドレイン電極
及びソース電極からなり少なくとも1つの高周波信号を
増幅するための第1FETと、 上記集積回路内に設けられ、上記第1FETのゲート電
極に接続されるドレイン電極,ゲート電極及び該ゲート
電極に接続されるソース電極からなる第2FETと、 上記集積回路内に設けられ、上記第1,第2FETのゲ
ート電極にそれぞれ電圧を供給するための第1,第2ゲ
ート電圧供給端子と、 上記集積回路外の基板上に設けられ、上記第1電圧供給
端子に上記第2FETを介して接続される第1ゲート電
源部と、 上記集積回路外の基板上に設けられ、上記第2電圧供給
端子に接続される第2ゲート電源部と、 上記集積回路外の基板上に設けられ、上記第1FETの
ゲート電極と第2FETのドレイン電極との接続部から
上記第2ゲート電源部に至る経路中に介設された抵抗器
とを備えたことを特徴とする電力増幅器。19. A power amplifier comprising an integrated circuit integrally formed with an active element, a passive element and the like, and a substrate for mounting the integrated circuit, comprising: a gate electrode and a drain provided in the integrated circuit. A first FET including an electrode and a source electrode for amplifying at least one high-frequency signal; a drain electrode provided in the integrated circuit, connected to the gate electrode of the first FET, a gate electrode, and connected to the gate electrode A second FET including a source electrode, and first and second gate voltage supply terminals which are provided in the integrated circuit and supply voltages to the gate electrodes of the first and second FETs, respectively, and external to the integrated circuit. A first gate power supply unit provided on the substrate and connected to the first voltage supply terminal via the second FET; and provided on the substrate outside the integrated circuit. A second gate power supply section connected to the second voltage supply terminal, and a second gate power supply section provided on a substrate outside the integrated circuit, from a connection section between the gate electrode of the first FET and the drain electrode of the second FET. A power amplifier, comprising: a resistor interposed in a path leading to the unit.
記載の電力増幅器において、 上記集積回路内に設けられ、上記FETのゲート電極に
接続されるドレイン電極,ゲート電極及び該ゲート電極
に接続されるソース電極からなり上記FETのゲートバ
イアスを設定するための第2FETと、 上記集積回路内に設けられ、上記FET及び第2FET
のゲート電極にそれぞれ電圧を供給するための第1,第
2ゲート電圧供給端子と、 上記集積回路外の基板上に設けられ、上記第1電圧供給
端子に上記第2FETを介して接続される第1ゲート電
源部と、 上記集積回路外の基板上に設けられ、上記第2電圧供給
端子に接続される第2ゲート電源部と、 上記集積回路外の基板上に設けられ、上記第1FETの
ゲート電極と第2FETのドレイン電極との接続部から
上記第2ゲート電源部に至る経路中に介設された抵抗器
とを備えたことを特徴とする電力増幅器。20. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7
The power amplifier according to claim 1, which is provided in the integrated circuit and includes a drain electrode connected to a gate electrode of the FET, a gate electrode, and a source electrode connected to the gate electrode, for setting a gate bias of the FET. A second FET, the FET and the second FET provided in the integrated circuit
First and second gate voltage supply terminals for supplying a voltage to the respective gate electrodes, and a first voltage supply terminal connected to the first voltage supply terminal via the second FET. 1 gate power supply unit, a second gate power supply unit provided on the substrate outside the integrated circuit and connected to the second voltage supply terminal, and a second gate power supply unit provided on the substrate outside the integrated circuit, the gate of the first FET A power amplifier, comprising: a resistor provided in a path from a connection between the electrode and the drain electrode of the second FET to the second gate power supply unit.
において、 上記高周波信号増幅用FETは前段FETと後段FET
とからなり、上記電力増幅器は二段電力増幅器として機
能するとともに、 上記第1ゲート電圧供給端子は、前段FETゲート電圧
供給端子及び後段FETゲート電圧供給端子とからな
り、 上記前段FETゲート電圧供給端子及び後段FETゲー
ト電圧供給端子のうちいずれか一方は上記第2FETを
介して上記第1ゲート電源部に接続され、 上記前段FETゲート電圧供給端子及び後段FETゲー
ト電圧供給端子のうちの他方は上記抵抗器を介して上記
第2ゲート電源部に接続されていることを特徴とする電
力増幅器。21. The power amplifier according to claim 19 or 20, wherein the high frequency signal amplifying FET is a front stage FET and a rear stage FET.
The power amplifier functions as a two-stage power amplifier, and the first gate voltage supply terminal includes a front-stage FET gate voltage supply terminal and a rear-stage FET gate voltage supply terminal, and the front-stage FET gate voltage supply terminal And one of the rear-stage FET gate voltage supply terminal is connected to the first gate power supply unit via the second FET, and the other of the front-stage FET gate voltage supply terminal and the rear-stage FET gate voltage supply terminal is the resistor. A power amplifier, which is connected to the second gate power supply section via a power supply.
増幅器において、 上記第1ゲート電圧供給端子と上記第2電源との間に介
設される抵抗器は可変抵抗器であり、 上記可変抵抗器の抵抗値の変更による上記高周波信号増
幅用FETの動作バイアス点の変更が可能に構成されて
いることを特徴とする電力増幅器。22. The power amplifier according to claim 19, 20 or 21, wherein the resistor interposed between the first gate voltage supply terminal and the second power supply is a variable resistor. A power amplifier characterized in that the operation bias point of the high-frequency signal amplification FET can be changed by changing the resistance value of the container.
において、 上記高周波信号増幅用FETのゲート電極と第1ゲート
電圧供給端子との間に固定抵抗器が介設されていること
を特徴とする電力増幅器。23. The power amplifier according to claim 19 or 20, wherein a fixed resistor is provided between the gate electrode of the high-frequency signal amplification FET and the first gate voltage supply terminal. Power amplifier.
て、 上記前段FETのゲート電極と上記前段FETゲート電
圧供給端子との間、及び上記後段FETのゲート電極と
上記後段FETゲート電圧供給端子との間にそれぞれ抵
抗器が介設されていることを特徴とする電力増幅器。24. The power amplifier according to claim 21, between the gate electrode of the front stage FET and the front stage FET gate voltage supply terminal, and between the gate electrode of the rear stage FET and the rear stage FET gate voltage supply terminal. A power amplifier characterized in that a resistor is provided in each of the.
体的に形成した集積回路を備えた高周波半導体装置にお
いて、 上記集積回路内に設けられゲート電極,ドレイン電極及
びソース電極からなる少なくとも1つのFETと、 上記集積回路内に設けられ上記FETを通過する高周波
信号を整合するための整合回路と、 上記FETのゲート電極の長手方向とほぼ垂直方向に引
き出されたソース配線と、 上記ソース配線に接続され、上記FETのゲート電極の
長手方向の両端に隣接しかつ上記半導体基板の辺部に位
置する領域に配置されたソースパッドとを備えたことを
特徴とする高周波半導体装置。25. A high frequency semiconductor device comprising an integrated circuit in which an active element, a passive element and the like are integrally formed on a substrate, wherein at least one of a gate electrode, a drain electrode and a source electrode is provided in the integrated circuit. Two FETs, a matching circuit provided in the integrated circuit for matching a high frequency signal passing through the FETs, a source wiring extracted in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode of the FETs, and the source wiring And a source pad that is disposed in a region located adjacent to both ends of the gate electrode of the FET in the longitudinal direction and located on a side portion of the semiconductor substrate.
おいて、 上記ソースパッドは、4か所以上に設けられていること
を特徴とする高周波半導体装置。26. The high frequency semiconductor device according to claim 25, wherein the source pad is provided at four or more places.
体装置において、 上記ソースパッドのグラウンドを介して上記FETのソ
ース電極が接地されていることを特徴とする高周波半導
体装置。27. The high-frequency semiconductor device according to claim 25, wherein the source electrode of the FET is grounded via the ground of the source pad.
体的に形成した集積回路とを備えた高周波半導体装置に
おいて、 上記集積回路内に設けられゲート電極,ドレイン電極及
びソース電極からなる少なくとも1つのFETと、 上記FETのゲート電極の長手方向とほぼ垂直方向に引
き出されたソース配線と、 上記ソース配線に接続され、上記FETの長手方向の両
端に隣接しかつ上記半導体基板の両端部に位置する領域
に配置されたソースパッドと、 上記集積回路内に設けられ上記FETを通過する高周波
信号を整合するための整合回路とを備えるとともに、 上記整合回路のコンデンサは、上記ソースパッドに隣接
する領域に配置されていることを特徴とする高周波半導
体装置。28. A high-frequency semiconductor device comprising an integrated circuit in which an active element, a passive element and the like are integrally formed on a substrate, wherein at least a gate electrode, a drain electrode and a source electrode are provided in the integrated circuit. One FET, a source wiring extending in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode of the FET, connected to the source wiring, adjacent to both ends of the FET in the longitudinal direction, and at both ends of the semiconductor substrate. A matching circuit for matching a high-frequency signal that passes through the FET and is provided in the integrated circuit is provided in the source pad, and the capacitor of the matching circuit is adjacent to the source pad. A high-frequency semiconductor device arranged in a region.
おいて、 上記FETを通過する高周波信号を整合するための整合
回路が、上記FETのゲート電極の長手方向の両側で上
記FETに隣接する領域に配置されていることを特徴と
する高周波半導体装置。29. The high-frequency semiconductor device according to claim 28, wherein matching circuits for matching high-frequency signals passing through the FET are arranged in regions adjacent to the FET on both sides of the gate electrode of the FET in the longitudinal direction. A high-frequency semiconductor device characterized by being provided.
子が形成された高周波半導体装置において、 上記集積回路内に設けられゲート電極,ドレイン電極及
びソース電極からなる少なくとも1つのFETと、 上記FETのドレイン電極に接続され半導体基板の1辺
部に配置される出力パッドと、 上記基板の上記出力パッドが配置された辺部とは異なる
辺部に配置され、上記FETのドレイン電極に電源電圧
を印加するための外付け用ドレインパッドとを備えたこ
とを特徴とする高周波半導体装置。30. In a high frequency semiconductor device having an active element and a matching circuit element formed on a semiconductor substrate, at least one FET formed of a gate electrode, a drain electrode and a source electrode in the integrated circuit, and the FET A power supply voltage is applied to the drain electrode of the FET, which is connected to the drain electrode and is disposed on one side of the semiconductor substrate and on a side different from the side of the substrate on which the output pad is disposed. A high-frequency semiconductor device, comprising:
又は30記載の高周波半導体装置において、 上記FETのドレイン電極に接続され半導体基板の1辺
部に配置される出力パッドと、 上記基板の上記出力パッドが配置された辺部とは異なる
辺部に配置され、上記FETのドレイン電極に電源電圧
を印加するための外付け用ドレインパッドとを備えたこ
とを特徴とする高周波半導体装置。31. 25, 26, 27, 28, 29
31. The high frequency semiconductor device according to item 30, wherein the output pad connected to the drain electrode of the FET and arranged on one side of the semiconductor substrate and the side of the substrate different from the side on which the output pad is arranged. And a drain pad for external attachment for applying a power supply voltage to the drain electrode of the FET, the high-frequency semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4680995A JPH07303017A (en) | 1994-03-10 | 1995-03-07 | Power amplifier and high frequency semiconductor device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-39763 | 1994-03-10 | ||
JP3976394 | 1994-03-10 | ||
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Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30188598A Division JP3208118B2 (en) | 1994-03-10 | 1998-10-23 | Power amplifier |
JP30188698A Division JP3208119B2 (en) | 1994-03-10 | 1998-10-23 | High frequency semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07303017A true JPH07303017A (en) | 1995-11-14 |
Family
ID=26379145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4680995A Pending JPH07303017A (en) | 1994-03-10 | 1995-03-07 | Power amplifier and high frequency semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07303017A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100270312B1 (en) * | 1997-12-04 | 2000-10-16 | 이계철 | Output circuit of power amplifer using the optimization techniques for the output gain |
JP2008245081A (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | Amplifier, receiving module, transmitting/receiving module and antenna arrangement |
CN104901639A (en) * | 2014-03-06 | 2015-09-09 | 苏州工业园区新国大研究院 | Microwave and millimeter wave monolithic integration power amplifier |
CN108141183A (en) * | 2015-08-13 | 2018-06-08 | 雷声公司 | For the DC bias regulators of common source and common grid amplifier |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP4680995A patent/JPH07303017A/en active Pending
Cited By (5)
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