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公開番号2025085386
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023199228
出願日2023-11-24
発明の名称増幅回路
出願人住友電気工業株式会社
代理人弁理士法人片山特許事務所
主分類H03F 1/08 20060101AFI20250529BHJP(基本電子回路)
要約【課題】抵抗の特性の変化または抵抗の劣化を抑制する増幅回路を提供する。
【解決手段】増幅回路は、入力端子に入力した高周波信号を増幅し、増幅した高周波信号を出力端子に出力するアンプと、アンプと出力端子との間の線路に第1端が接続された第1インダクタと、第1端が第1インダクタの第2端に接続され、ベース基板の上面に搭載され、熱伝導率が20W/m/K以上かつバンドギャップエネルギーが1.5eV以上である絶縁基板31と、絶縁基板の上面に設けられた抵抗膜36と、を備える抵抗部品30と、第1端が抵抗部品の第2端に接続され、第2端が基準電位に接続された第1キャパシタと、を備え、アンプの動作帯域の中心周波数における、第1インダクタのインピーダンスの絶対値は、動作帯域の帯域幅に相当する周波数における、第1キャパシタのインピーダンスの絶対値より大きい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
入力端子に入力した高周波信号を増幅し、増幅した前記高周波信号を出力端子に出力するアンプと、
前記アンプと前記出力端子との間の線路に第１端が接続された第１インダクタと、
第１端が前記第１インダクタの第２端に接続され、ベース基板の上面に搭載され、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ／Ｋ以上かつバンドギャップエネルギーが１．５ｅＶ以上である絶縁基板と、前記絶縁基板の上面に設けられた抵抗膜と、を備える抵抗部品と、
第１端が前記抵抗部品の第２端に接続され、第２端が基準電位に接続された第１キャパシタと、
を備え、
前記アンプの動作帯域の中心周波数における、前記第１インダクタのインピーダンスの絶対値は、前記動作帯域の帯域幅に相当する周波数における、前記第１キャパシタのインピーダンスの絶対値より大きい増幅回路。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記動作帯域の中心周波数における、前記第１インダクタのインピーダンスの絶対値は１０Ω以上であり、前記動作帯域の帯域幅に相当する周波数における、前記第１キャパシタのインピーダンスの絶対値は、１Ω以下である請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記第１インダクタのインダクタンスは１００ｐＨ以上であり、
前記第１キャパシタのキャパシタンスは１００ｐＦ以上である請求項１または２に記載の増幅回路。
【請求項４】
前記線路に設けられ、第２インダクタおよび第２キャパシタを備える整合回路を備え、
前記第１インダクタのインダクタンスは、前記第２インダクタのインダクタンスより大きく、
前記第１キャパシタのキャパシタンスは、前記第２キャパシタのキャパシタンスより大きい請求項１または請求項２に記載の増幅回路。
【請求項５】
前記動作帯域の中心周波数は、０．５ＧＨｚ以上かつ１０ＧＨｚ以下であり、
前記動作帯域の帯域幅は、１００ＭＨｚ以上である請求項１または請求項２に記載の増幅回路。
【請求項６】
前記出力端子から出力される前記高周波信号の飽和電力は１０Ｗ以上である請求項５に記載の増幅回路。
【請求項７】
前記第１インダクタは、前記絶縁基板の上面に設けられた線路パターンを含む請求項１または請求項２に記載の増幅回路。
【請求項８】
前記線路と前記基準電位との間において前記第１キャパシタと並列接続された第３キャパシタを備える請求項１または請求項２に記載の増幅回路。
【請求項９】
前記絶縁基板は、窒化アルミニウム基板、窒化ガリウム基板または炭化シリコン基板である請求項１または請求項２に記載の増幅回路。
【請求項１０】
前記第１キャパシタは、前記ベース基板の上面に搭載された誘電体基板と、前記誘電体基板の上面に設けられ、前記抵抗部品の第２端に接続される電極と、を備え、
前記アンプは、前記ベース基板の上面に搭載された半導体基板と前記半導体基板に設けられたトランジスタと、を備える請求項１または請求項２に記載の増幅回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅回路に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
マイクロ波等の高周波信号の高出力増幅回路のアンプと出力端子との間の線路に、ベースバンド終端回路（ビデオバイパス回路またはエンベロープ周波数終端回路）等を設けることが知られている（例えば特許文献１～４、非特許文献１および２）。ベースバンド終端回路に設ける抵抗を、パッケージのベース上に搭載された基板に設けることが知られている（例えば特許文献１または２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３８９８３号公報
欧州特許出願公開第３２７３５９６号明細書
特表２００６－５０１６７８号公報
特開２０１８－１０１９７５号公報
【非特許文献】
【０００４】
Hussain Ladhani et.al. “Analysis of the Baseband Termination of High Power RF Transistors” 2019 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium
Ning Zhu et.al. “Compact High-Efficiency High-Power Wideband GaN Amplifier Supporting 395 MHz Instantaneous Bandwidth” 2019 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ベースバンド終端回路は、アンプの動作帯域の周波数よりも低いベースバンド周波数の信号基準電位に終端するために、ベースバンド周波数範囲の信号に対して低インピーダンスを示すように構成される。また、ベースバンド終端回路はアンプの動作帯域の周波数の信号がなるべく流れ込まないように、アンプの動作帯域の周波数に対して高インピーダンスに構成される。よって、ベースバンド終端回路の抵抗には、アンプで増幅された大電力の出力信号のほとんどは加わらないと考えられる。しかしながら、ベースバンド終端回路の抵抗に動作帯域内の信号の一部が加わり、抵抗の特性が変化するまたは抵抗が劣化する可能性がある。
【０００６】
本開示は、上記課題に鑑みなされたものであり、抵抗の特性の変化または抵抗の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態は、入力端子に入力した高周波信号を増幅し、増幅した前記高周波信号を出力端子に出力するアンプと、前記アンプと前記出力端子との間の線路に第１端が接続された第１インダクタと、第１端が前記第１インダクタの第２端に接続され、ベース基板の上面に搭載され、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ／Ｋ以上かつバンドギャップエネルギーが１．５ｅＶ以上である絶縁基板と、前記絶縁基板の上面に設けられた抵抗膜と、を備える抵抗部品と、第１端が前記抵抗部品の第２端に接続され、第２端が基準電位に接続された第１キャパシタと、を備え、前記アンプの動作帯域の中心周波数における、前記第１インダクタのインピーダンスの絶対値は、前記動作帯域の帯域幅に相当する周波数における、前記第１キャパシタのインピーダンスの絶対値より大きい増幅回路である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、抵抗の特性の変化または抵抗の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施例１に係る増幅回路の回路図である。
図２は、実施例１における半導体装置の回路図である。
図３は、実施例１における半導体装置の平面図である。
図４は、図３のＡ－Ａ断面図である。
図５は、図３のＢ－Ｂ断面図である。
図６は、実施例１における抵抗部品の平面図である。
図７は、図６のＡ－Ａ断面図である。
図８は、実施例１における半導体装置の別の回路図である。
図９は、実施例１の変形例１に係る半導体装置の平面図である。
図１０は、実施例１の変形例２に係る半導体装置の平面図である。
図１１は、実施例２における半導体装置の回路図である。
図１２は、実施例２における半導体装置の平面図である。
図１３は、実施例２の変形例１における半導体装置の平面図である。
図１４は、実施例３における半導体装置の回路図である。
図１５は、実施例３における半導体装置の平面図である。
図１６は、実施例４における半導体装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本開示の一実施形態は、入力端子に入力した高周波信号を増幅し、増幅した前記高周波信号を出力端子に出力するアンプと、前記アンプと前記出力端子との間の線路に第１端が接続された第１インダクタと、第１端が前記第１インダクタの第２端に接続され、ベース基板の上面に搭載され、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ／Ｋ以上かつバンドギャップエネルギーが１．５ｅＶ以上である絶縁基板と、前記絶縁基板の上面に設けられた抵抗膜と、を備える抵抗部品と、第１端が前記抵抗部品の第２端に接続され、第２端が基準電位に接続された第１キャパシタと、を備え、前記アンプの動作帯域の中心周波数における、前記第１インダクタのインピーダンスの絶対値は、前記動作帯域の帯域幅に相当する周波数における、前記第１キャパシタのインピーダンスの絶対値より大きい増幅回路である。これにより、ベースバンド終端回路に用いる抵抗部品の温度上昇による抵抗部品の特性の変化または劣化を抑制できる。高電圧が加わることによる抵抗部品の劣化を抑制できる。寄生キャパシタンスにより所望の特性から外れることを抑制できる。
（２）上記（１）において、前記動作帯域の中心周波数における、前記第１インダクタのインピーダンスの絶対値は１０Ω以上であり、前記動作帯域の帯域幅に相当する周波数における、前記第１キャパシタのインピーダンスの絶対値は、１Ω以下であってもよい。これにより、第１インダクタおよび第１キャパシタをベースバンド終端回路として機能させることができる。
（３）上記（１）または（２）において、前記第１インダクタのインダクタンスは１００ｐＨ以上であり、前記第１キャパシタのキャパシタンスは１００ｐＦ以上であってもよい。これにより、第１インダクタおよび第１キャパシタをベースバンド終端回路として機能させることができる。
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記線路に設けられ、第２インダクタおよび第２キャパシタを備える整合回路を備え、前記第１インダクタのインダクタンスは、前記第２インダクタのインダクタンスより大きく、前記第１キャパシタのキャパシタンスは、前記第２キャパシタのキャパシタンスより大きくてもよい。これにより、第１インダクタおよび第１キャパシタをベースバンド終端回路として機能させることができる。
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記動作帯域の中心周波数は、０．５ＧＨｚ以上かつ１０ＧＨｚ以下であり、前記動作帯域の帯域幅は、１００ＭＨｚ以上であってもよい。これにより、増幅回路を移動体通信の基地局に用いることができる。
（６）上記（５）において、前記出力端子から出力される前記高周波信号の飽和電力は１０Ｗ以上であってもよい。これにより、抵抗部品に大きい電力が加わっても抵抗部品の特性の変化または劣化を抑制できる。
（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記第１インダクタは、前記絶縁基板の上面に設けられた線路パターンを含んでもよい。これにより、第１インダクタの温度上昇を抑制できる。
（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、前記線路と前記基準電位との間において前記第１キャパシタと並列接続された第３キャパシタを備えてもよい。これにより、ベースバンド終端回路が抑制する周波数帯域を広帯域化できる。抵抗部品により、第１キャパシタと第２キャパシタに起因する共振を抑制できる。
（９）上記（１）から（８）のいずれかにおいて、前記絶縁基板は、窒化アルミニウム基板、窒化ガリウム基板または炭化シリコン基板であってもよい。これにより、抵抗部品の劣化を抑制できる。
（１０）上記（１）から（９）のいずれかにおいて、前記第１キャパシタは、前記ベース基板の上面に搭載された誘電体基板と、前記誘電体基板の上面に設けられ、前記抵抗部品の第２端に接続される電極と、を備え、前記アンプは、前記ベース基板の上面に搭載された半導体基板と前記半導体基板に設けられたトランジスタと、を備えてもよい。これにより、増幅回路を小型化できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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