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公開番号2024062172
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-09
出願番号2022170005
出願日2022-10-24
発明の名称バラン回路、半導体装置、およびレーダ
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H01P 5/10 20060101AFI20240430BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】広帯域特性を向上させること。
【解決手段】実施形態のバラン回路は、第1の入力ポートに通じる線路端とオープンポートに通じる線路端とを有する第1の線路と、第2の入力ポートに通じる線路端と電極に通じる線路端とを有する第2の線路と、第3の入力ポートに通じる線路端と前記電極に通じる線路端とを有する第3の線路とを備え、前記第1の線路の一部と前記第2の線路の一部とが渦巻き状に並走し、最外周に前記第2の線路の一部が配置され、最内周に前記第1の線路の一部が配置された、第1のスパイラルパターンが形成されており、前記第1の線路の一部と前記第3の線路の一部とが渦巻き状に並走し、最外周に前記第1の線路の一部が配置され、最内周に前記第3の線路の一部が配置された、第2のスパイラルパターン形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１の入力ポートに通じる線路端とオープンポートに通じる線路端とを有する第１の線路と、
第２の入力ポートに通じる線路端と電極に通じる線路端とを有する第２の線路と、
第３の入力ポートに通じる線路端と前記電極に通じる線路端とを有する第３の線路と
を備え、
前記第１の線路の一部と前記第２の線路の一部とが渦巻き状に並走し、最外周に前記第２の線路の一部が配置され、最内周に前記第１の線路の一部が配置された、第１のスパイラルパターンが形成されており、
前記第１の線路の一部と前記第３の線路の一部とが渦巻き状に並走し、最外周に前記第１の線路の一部が配置され、最内周に前記第３の線路の一部が配置された、第２のスパイラルパターンが形成されている、
バラン回路。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記第１のスパイラルパターンの中心部と前記第２のスパイラルパターンの中心部とを結ぶ線を境目とする両側のうち、前記第１の入力ポートに通じる線路端が配置される側と同じ側に、前記オープンポートに通じる線路端と、前記第２の入力ポートに通じる線路端と、前記第３の入力ポートに通じる線路端とが配置されている、
請求項１に記載のバラン回路。
【請求項３】
前記第１の入力ポートに通じる線路端は、前記第１のスパイラルパターンの最外周に配置される前記第２の線路の一部の内周側に配置されている、
請求項１に記載のバラン回路。
【請求項４】
前記第１のスパイラルパターンの最内周に配置される前記第１の線路の一部は、ブリッジを介して、前記第２のスパイラルパターンの最内周に配置される前記第３の線路の一部の外周側に配置される前記第１の線路の一部と繋がっている、
請求項１に記載のバラン回路。
【請求項５】
前記第２の入力ポートに通じる線路端は、ブリッジを介して、前記第１のスパイラルパターンの最内周に配置される前記第１の線路の一部の外周側に配置される前記第２の線路の一部と繋がっている、
請求項１に記載のバラン回路。
【請求項６】
前記第１の入力ポートに通じる線路端は、前記第２の入力ポートに通じる線路端よりも、前記第２のスパイラルパターンに近い位置に配置されており、
前記オープンポートに通じる線路端は、前記第３の入力ポートに通じる線路端よりも、前記第１のスパイラルパターンに近い位置に配置されている、
請求項１に記載のバラン回路。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のバラン回路を備える半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のバラン回路を備えるレーダ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、バラン回路、半導体装置、およびレーダに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
バラン（Balun）回路にはいくつかの種類があり、代表的なものとして、差動型、ルスロフ（Ruthroff）型、マーチャント（Marchand）型が挙げられる。これらの中で、マーチャント型は、広帯域特性に優れるものとして知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－０５６７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マーチャント型のバラン回路は、他の種類のバラン回路に比べて広帯域特性に優れるが、回路が複雑であり、回路バランスをとるのが難しい。特に複雑な不要輻射の影響により電磁界的なアンバランスが生じ、安定した周波数範囲が狭くなってしまうことがある。
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、広帯域特性を向上させることのできる、バラン回路、半導体装置、およびレーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のバラン回路は、第１の入力ポートに通じる線路端とオープンポートに通じる線路端とを有する第１の線路と、第２の入力ポートに通じる線路端と電極に通じる線路端とを有する第２の線路と、第３の入力ポートに通じる線路端と前記電極に通じる線路端とを有する第３の線路とを備え、前記第１の線路の一部と前記第２の線路の一部とが渦巻き状に並走し、最外周に前記第２の線路の一部が配置され、最内周に前記第１の線路の一部が配置された、第１のスパイラルパターンが形成されており、前記第１の線路の一部と前記第３の線路の一部とが渦巻き状に並走し、最外周に前記第１の線路の一部が配置され、最内周に前記第３の線路の一部が配置された、第２のスパイラルパターン形成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係るマーチャント型バラン回路のレイアウトの概念（モデル）を示す図である。
図２は、バラン回路の基本的な電気的等価回路を示す図である。
図３は、実施形態に係るマーチャント型バラン回路を実装した半導体装置の構成例を示す図である。
図４は、半導体装置のブリッジ１０ｂ近傍における縦断面形状を示す図である。
図５は、半導体装置の金属層４０及びビアホール構造部４０ａ近傍における縦断面形状を示す図である。
図６は、周波数に対するポート毎の分配振幅を示すグラフである。
図７は、周波数に対する各ポートの挿入損比を示すグラフである。
図８は、周波数に対する各ポートの分配振幅差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、実施形態に係るマーチャント型バラン回路のレイアウトの概念（モデル）を示す図である。また、図２は、バラン回路の基本的な電気的等価回路を示す図である。
【００１０】
本実施形態では、周波数変換器に用いられるマーチャント型バラン回路の例を挙げる。本実施形態に係るマーチャント型バラン回路は、ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit）の形態で半導体装置に実装される。さらにこの半導体装置はレーダのＲＦ部に搭載されるものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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