(57)【要約】【課題】電気長の違いを補正し、動作特性を向上させることができる高周波回路を得る。【解決手段】第１の基板１に伝送線路２が形成されている。伝送線路２は、入力部３から分岐した第１及び第２の出力部４，５を持つ。第１及び第２のパッド８が第２の基板６に形成されている。第１のワイヤ９が第１の出力部４を第１のパッド７に接続する。第２のワイヤ１０が第２の出力部５を第２のパッド８に接続する。入力部３から第２の出力部５の先端までの電気長は、入力部３から第１の出力部４の先端までの電気長より長い。第２のワイヤ１０と第２の出力部５の接合部から第２の出力部５の先端までの長さは、第１のワイヤ９と第１の出力部４の接合部から第１の出力部４の先端までの長さよりも長い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板に形成され、入力部から分岐した第１及び第２の出力部を持つ伝送線路と、
第２の基板と、
前記第２の基板に形成された第１及び第２のパッドと、
前記第１の出力部を前記第１のパッドに接続する第１のワイヤと、
前記第２の出力部を前記第２のパッドに接続する第２のワイヤとを備え、
前記入力部から前記第２の出力部の先端までの電気長は、前記入力部から前記第１の出力部の先端までの電気長より長く、
前記第２のワイヤと前記第２の出力部の接合部から前記第２の出力部の前記先端までの長さは、前記第１のワイヤと前記第１の出力部の接合部から前記第１の出力部の前記先端までの長さよりも長いことを特徴とする高周波回路。
【請求項２】
前記第１及び第２の出力部は、前記第２の基板の側面に対向する前記第１の基板の側面まで延びていることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路。
【請求項３】
前記第１の基板の前記側面において前記第１のワイヤが前記第１の出力部に接合されていることを特徴とする請求項２に記載の高周波回路。
【請求項４】
前記第１の基板の下面に形成されたグランド電極を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の高周波回路。
【請求項５】
前記第１の基板の前記側面における前記第１及び第２の出力部の面積は互いに異なることを特徴とする請求項４に記載の高周波回路。
【請求項６】
前記第１のワイヤはバンプであることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項７】
前記第１の基板の前記側面はテーパ状であることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項８】
前記第１の基板は伝送線路基板であり、前記第２の基板にトランジスタが形成されており、前記第１及び第２のパッドは前記トランジスタのゲートに接続されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項９】
前記第１及び第２の基板は伝送線路基板であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の高周波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波回路において、２倍波整合を目的にワイヤによって独立した配線に接続することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。ワイヤの接点を変更せずにワイヤ長さを変更して通過位相を調整すること、トランジスタの両端で配線を延ばすことが開示されている（例えば、特許文献２参照）。ワイヤの長さ又は高さを変更することによって通過位相差を調整する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。なお、垂直面へのワイヤボンディングが開示されている（例えば、特許文献４〜７参照）が、通過位相の調整とは関係が無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１８５８０号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５４９６号公報
【特許文献３】特開２００８−３００６８５号公報
【特許文献４】特開昭６３−４４７３３号公報
【特許文献５】特開平１０−８２９３０号公報
【特許文献６】特開２００６−２２８９４８号公報
【特許文献７】特開２０１１−１４６７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トランジスタの複数のゲート電極は、信号伝搬方向に対して９０°方向に並べられる。入力からトランジスタの中心部のゲート電極までの電気長は短く、周辺部のゲート電極までの電気長は長くなる。従って、ゲート電極の本数が多いと、トランジスタの中心部と周辺部で信号の通過位相に差が生じる。このため、トランジスタ内のユニットトランジスタ毎の動作に位置依存性が発生し、理想的なトランジスタ動作を妨げる。
【０００５】
また、トランジスタを並列合成した内部整合型高周波回路の場合も、中心部と周辺部で信号の伝搬距離に差が生じる。概して中心部では線路間結合の影響を受けるため、周辺部と比較して電気長が短くなる傾向がある。このため、並列に配置された各トランジスタ動作に位置依存性が発生し、理想的な信号分配・合成ができない。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は電気長の違いを補正し、動作特性を向上させることができる高周波回路を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る高周波回路は、第１の基板と、前記第１の基板に形成され、入力部から分岐した第１及び第２の出力部を持つ伝送線路と、第２の基板と、前記第２の基板に形成された第１及び第２のパッドと、前記第１の出力部を前記第１のパッドに接続する第１のワイヤと、前記第２の出力部を前記第２のパッドに接続する第２のワイヤとを備え、前記入力部から前記第２の出力部の先端までの電気長は、前記入力部から前記第１の出力部の先端までの電気長より長く、前記第２のワイヤと前記第２の出力部の接合部から前記第２の出力部の前記先端までの長さは、前記第１のワイヤと前記第１の出力部の接合部から前記第１の出力部の前記先端までの長さよりも長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ワイヤ接合の位置を変えることで、伝送線路の電気長の違いを補正することができる。また、ワイヤ接合部から伝送線路の出力部の先端までがオープンスタブとなる。ワイヤ長が長いほどオープンスタブも長くなるため、寄生インダクタンスが大きい場合は補正のための並列容量も大きくなる。従って、不要成分であるワイヤによる寄生インダクタンスをワイヤ長に対応したオープンスタブによってワイヤ毎に抑制することができるため、高周波回路の動作特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る高周波回路を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る第２の基板を示す平面図である。
【図３】相対的に電気長が短い第１の出力部側を示す斜視図である。
【図４】図３の構成の等価回路である。
【図５】相対的に電気長が長い第２の出力部側を示す斜視図である。
【図６】図５の構成の等価回路である。
【図７】トランジスタを並列合成した内部整合型高周波回路を示す平面図である。
【図８】図７の回路基板とトランジスタのワイヤ接続部を示す平面図である。
【図９】比較例に係る伝送線路の出力部を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る高周波回路を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る高周波回路を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る高周波回路を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る高周波回路の伝送線路の出力部を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態１，６に係る第１及び第２の基板の接続部を示す上面図である。
【図１５】本発明の実施の形態７に係る第１の基板を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る高周波回路について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る高周波回路を示す斜視図である。第１の基板１の上面及び側面に伝送線路２が形成されている。伝送線路２は、入力部３から分岐した第１及び第２の出力部４，５を持つ。第２の基板６の上面に第１及び第２のパッド７，８が形成されている。第１のワイヤ９が第１の出力部４を第１のパッド７に接続する。第２のワイヤ１０が第２の出力部５を第２のパッド８に接続する。入力部３から第２の出力部５の先端までの電気長は、入力部３から第１の出力部４の先端までの電気長より長い。第２のワイヤ１０と第２の出力部５の接合部から第２の出力部５の先端までの長さは、第１のワイヤ９と第１の出力部４の接合部から第１の出力部４の先端までの長さよりも長い。
【００１２】
第１及び第２の出力部４，５は、第２の基板６の側面に対向する第１の基板１の側面まで延びている。第１のワイヤ９は第１の基板１の側面において第１の出力部４に接合されている。第２のワイヤ１０は第１の基板１の上面において第２の出力部５に接合されている。グランド電極１１が第１の基板１の裏面に形成されている。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態１に係る第２の基板を示す平面図である。第２の基板６にはトランジスタが形成されている。複数のソースフィンガ１２と複数のドレインフィンガ１３が交互に配置され、両者の間に複数のゲートフィンガ１４がそれぞれ配置されている。第１及び第２のパッド７，８はトランジスタのゲートフィンガ１４に接続されたゲートパッドである。
【００１４】
図３は、相対的に電気長が短い第１の出力部側を示す斜視図である。図４は図３の構成の等価回路である。Ｌ１，Ｃ１は入力整合回路のインダクタンスと容量値、Ｌ００は第１のワイヤ９の寄生インダクタンス、Ｃｔは第１の出力部４とグランド電極１１との間の容量値、λ０は第１及び第２の出力部４，５のワイヤ接合位置の違いである。第１の出力部４側にλ０分の電気長が付加されることにより、第１及び第２の出力部４，５の電気長の差が補正される。
【００１５】
図５は、相対的に電気長が長い第２の出力部側を示す斜視図である。図６は図５の構成の等価回路である。第２のワイヤ１０は第１のワイヤ９よりも長くなる。このため、第２のワイヤ１０の寄生インダクタンスＬ０は第１のワイヤ９の寄生インダクタンスＬ００よりも大きくなる（Ｌ０＞Ｌ００）。ワイヤ接合部から第２の出力部５の先端までがオープンスタブＯＳとなる。寄生インダクタンスＬ０の影響はオープンスタブＯＳにより抑制される。
【００１６】
続いて、本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。図７は、トランジスタを並列合成した内部整合型高周波回路を示す平面図である。トーナメント型の分布定数線路１５を用いた回路基板１６が複数のトランジスタ１７を合成・分配する。線路間結合の影響を受ける内側の信号伝搬経路の電気長λ１１は、回路の外側の信号伝搬経路の電気長λ２２よりも短くなる（λ２２＞λ１１）。
【００１７】
図８は、図７の回路基板とトランジスタのワイヤ接続部を示す平面図である。ゲート電極１８の本数が多く、トランジスタ１７がゲート電極１８方向と直行する方向に広がっている。このため、分布定数線路１５の入力からトランジスタ１７の中心部のゲート電極１８までの電気長λ１に比べて、周辺部のゲート電極１８までの電気長λ２は長くなる（λ２＞λ１）。
【００１８】
図９は、比較例に係る伝送線路の出力部を示す斜視図である。複数のワイヤ１９と接続される分布定数線路１５の出力部が一直線状であり、複数のワイヤ１９にそれぞれ至るまでに生じた電気長の差を補正することはできない。従って、合成・分配時に損失が発生し、理想的な高周波回路の動作ができない。
【００１９】
これに対して、本実施の形態では、ワイヤ接合の位置を変えることで、伝送線路２の電気長の違いを補正することができる。これにより、分岐した伝送線路２を高周波信号が通過する場合に生じる意図しない通過位相差を補正することができる。なお、電気長の調整は伝送線路２の長さの違いによって実施され、ワイヤの長さによるものではない。ワイヤはあくまでも不要な寄生成分である。
【００２０】
また、ワイヤ接合部から伝送線路２の出力部の先端までがオープンスタブとなる。ワイヤ長が長いほどオープンスタブも長くなるため、寄生インダクタンスが大きい場合は補正のための並列容量も大きくなる。従って、不要成分である第２のワイヤ１０による寄生インダクタンスをワイヤ長に対応したオープンスタブによってワイヤ毎に抑制することができるため、高周波回路の動作特性を向上させることができる。
【００２１】
また、第１及び第２の出力部４，５は、第２の基板６の側面に対向する第１の基板１の側面まで延びている。伝送線路が同一平面のみに形成された場合と比較して、通過位相差を補正するために基板サイズを大きくする必要が無い。従って、何れの箇所においてもワイヤ長を短くすることができるため、不要な寄生インダクタンスを低減し、目的の電気特性の実現が容易になる。
【００２２】
第１のワイヤ９が第１の基板１の側面において第１の出力部４に接合されている。短い第１のワイヤ９の寄生インダクタンスＬ００は、長い第２のワイヤ１０の寄生インダクタンスＬ００よりも小さい。この場合、第１のワイヤ９の寄生インダクタンスを補正するためのオープンスタブが無い。一方、伝送線路２の第１の出力部４とグランド電極１１との距離が近づくため、並列容量Ｃｔが増加する。このため、オープンスタブが無い線路端においても第１のワイヤ９の寄生インダクタンスＬ００を抑制することができる。よって、寄生インダクタンスを全体的に抑制することができ、回路の小型化にも寄与できる。
【００２３】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る高周波回路を示す斜視図である。実施の形態１に比べて第２のワイヤ１０が第２の出力部５の奥の方に接続されている。これにより第２のワイヤ１０が長くなるが、オープンスタブも長くなるため、不要成分である第２のワイヤ１０による寄生インダクタンスを抑制することができる。よって、実施の形態１と同様に、電気長の違いを補正し、動作特性を向上させることができる。
【００２４】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る高周波回路を示す斜視図である。実施の形態１と同様に、第１のワイヤ９が第１の基板１の側面において第１の出力部４に接合され、第２のワイヤ１０は第１の基板１の上面において第２の出力部５に接合されている。第３のワイヤ２０が第３の出力部２１を第３のパッド２２に接続する。第３のワイヤ２０は、第２のワイヤ１０に比べて第３の出力部２１の奥の方に接続されている。この場合でも、実施の形態１と同様に、電気長の違いを補正し、動作特性を向上させることができる。
【００２５】
実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４に係る高周波回路を示す斜視図である。第１及び第２の出力部４，５が第１の基板１の側面まで延びていない。第１及び第２のワイヤ９，１０は第１の基板１の上面において第１及び第２の出力部４，５に接合されている。第２のワイヤ１０は、第１のワイヤ９に比べて第２の出力部５の奥の方に接続されている。この場合でも、実施の形態１と同様に、電気長の違いを補正し、動作特性を向上させることができる。
【００２６】
回路内の電気長はアナログ的に変化するが、実施の形態１〜４に示すような多様な接続方法を選択することにより、効率良く電気長バラツキを補正すことができる。また、補正の自由度を向上させることができるため、内部整合型高周波回路の動作特性を更に向上させることができる。
【００２７】
図７及び図８に示した回路例では分配された各ポートは回路から見たポート位置、トランジスタから見たポート位置に依存して電気長バラツキが複雑になっている。このため、実施の形態１〜４以外のワイヤ接続も組み合わせながら、回路全体として最適となるようなワイヤの接続方法を選択する。
【００２８】
実施の形態５．
図１３は、本発明の実施の形態５に係る高周波回路の伝送線路の出力部を示す斜視図である。第１の基板１の側面において第１の出力部４は扇状に広がり、第２の出力部５は実施の形態１と同様である。従って、第１の基板１の側面における第１及び第２の出力部４，５の面積は互いに異なる。このように第１の基板１の側面における第１の出力部４の面積を変化させることにより、第１の出力部４とグランド電極１１との間の並列容量を調整することができる。これにより、寄生インダクタンスの影響をより効果的に抑制することができる。
【００２９】
実施の形態６．
図１４は、本発明の実施の形態１，６に係る第１及び第２の基板の接続部を示す上面図である。実施の形態１では第１のワイヤ９を接続するために基板間の距離をある程度、確保する必要がある。一方、本実施の形態では第１のワイヤ９の代わりにバンプ２３を用いている。このため、基板同士を極めて近くに配置することができる。さらに、寄生インダクタンスを低減することができる。
【００３０】
また、第１及び第２の基板１，６の厚みが同等である場合、対向する側面間のワイヤ接続は困難である。実施の形態１ではワイヤ接続のために基板を配置するベース部分に段差を設ける必要がある。一方、本実施の形態では、そのような段差を設ける必要はないため、製造が容易である。
【００３１】
実施の形態７．
図１５は、本発明の実施の形態７に係る第１の基板を示す斜視図である。第１の基板１の側面をテーパ状にすることにより、第１のワイヤ９の接続が容易になる。組立工程の安定化により、不良発生リスクを低減することができる。その他の構成及び効果は実施の形態１と同様である。なお、基板の厚みが同等である場合に、基板を配置するベース部分に段差を付けることなく、本構造を実現することができる。
【００３２】
なお、実施の形態１〜７では、第１の基板１が伝送線路基板であり、第２の基板６にトランジスタが形成されている場合について説明したが、これに限らず、第１及び第２の基板１，６が伝送線路基板であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  第１の基板、２  伝送線路、３  入力部、４  第１の出力部、５  第２の出力部、６  第２の基板、７  第１のパッド、８  第２のパッド、９  第１のワイヤ、１０  第２のワイヤ、１１  グランド電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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