(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回長が所望周波数の管内波長に等しい閉回路線路と、該閉回路線路に接続された、能動素子の電源供給部に接続される第１電源線路と、前記閉回路線路上の前記第１電源線路との接続点から前記管内波長の略４分の１離れた位置に接続された、電源に接続されるとともに並列接続のキャパシタを介して接地された第２電源線路と、前記閉回路線路上の前記第１電源線路との接続点から前記管内波長の略２分の１離れた位置に接続され、直列接続のキャパシタおよび抵抗を介して接地された第３の電源線路とから成ることを特徴とする電源供給線路構造。
【請求項２】
前記閉回路線路は円形環状線路であることを特徴とする請求項１記載の電源供給線路構造。
【請求項３】
前記閉回路線路は矩形環状線路であることを特徴とする請求項１記載の電源供給線路構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子等の能動素子への電源供給に用いる電源供給線路構造に関し、特に高周波雑音の低減を行なう電源供給線路構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子等の能動素子の電源供給線路構造としては、能動素子の電源供給部と電源との間に並列接続でキャパシタを介して接地した構造が一般的であった。
【０００３】
また、他の電源供給線路構造としては、能動素子の近傍の電源線路に所望周波数の雑音を低減するためにスタブを設け、能動素子の電源供給部と電源との間を並列接続のキャパシタを介して接地した構造がある。例えば、図３（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ平面図で示す電源供給線路構造は、図３中に示すポート１（Port１）とポート２（Port２）の間の回路として、誘電率が4.8 で厚みが150 μｍの基板２枚で積層基板として構成してその表裏面には全面に接地導体を形成し、内層導体として電源供給線路を構成したものである。例えば（ａ）に示すように、幅130 μｍの電源線路に同じく幅が130 μｍで長さが540 μｍのスタブ５ａを取り付ける（従来例（ａ））。また、同じく（ｂ）に示すように、半径490 μｍで角度が90°のラジアルスタブ５ｂを取り付ける（従来例（ｂ））。さらに、（ｃ）に示すように、幅が130 μｍで長さが535 μｍのスタブ５ｃ・５ｃ’をスタブ線路中心間の距離を600 μｍ離して電源線路に取り付ける（従来例（ｃ））。
【０００４】
このような従来例（ａ）〜（ｃ）の電源供給線路構造について、高周波特性を評価するためにポート１・ポート２間の周波数に対するＳパラメータを抽出すると、例えば図６に線図で示したような周波数特性が得られる。図６ではポート１に入力した信号がポート２に透過した量を周波数（単位：ＧＨｚ）に対する透過係数（単位：ｄＢ）として求め、特性曲線ａ〜ｃはそれぞれ従来例（ａ）〜（ｃ）の周波数特性を示している。
【０００５】
図６に示すように、これら従来の電源供給線路構造は、所望周波数である60ＧＨｚ付近の透過量が減衰される帯域阻止特性を有するものであり、所望の雑音を全反射させることで能動素子への雑音入力を低減するものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の電源供給線路構造では、能動素子の電源供給部と電源との間に設けた並列キャパシタやスタブによって能動素子から生じる雑音や能動素子とスタブとの間に流入した雑音が全反射されるために、能動素子の動作が不安定になるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記従来の技術の問題点を解決すべく案出されたものであり、能動素子から生じる雑音が能動素子へ反射されることがなく、能動素子への雑音入力を低減することができ、能動素子をより安定に動作させることができる電源供給線路構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源供給線路構造は、周回長が所望周波数の管内波長に等しい閉回路線路と、この閉回路線路に接続された、能動素子の電源供給部に接続される第１電源線路と、前記閉回路線路上の前記第１電源線路との接続点から前記管内波長の略４分の１離れた位置に接続された、電源に接続されるとともに並列接続のキャパシタを介して接地された第２電源線路と、前記閉回路線路上の前記第１電源線路との接続点から前記管内波長の略２分の１離れた位置に接続され、直列接続のキャパシタおよび抵抗を介して接地された第３電源線路とから成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の電源供給線路構造は、上記構成において、前記閉回路線路は円形環状線路であることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の電源供給線路構造は、上記構成において、前記閉回路線路は矩形環状線路であることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の電源供給線路構造によれば、周回長が所望周波数の管内波長に等しい閉回路線路と、この閉回路線路に接続された第１電源線路と、前記閉回路線路上の閉回路線路と第１電源線路との接続点から所望周波数の管内波長の略４分の１離れた位置に接続された第２電源線路と、前記閉回路線路上の閉回路線路と第１電源線路との接続点から所望周波数の管内波長の略２分の１離れた位置に接続された第３電源線路とから成り、第１電源線路は能動素子の電源供給部に接続され、第２電源線路は電源に接続されるとともに並列接続のキャパシタを介して接地され、第３電源線路は直列接続のキャパシタおよび抵抗を介して接地されていることから、能動素子から生じる雑音は、第１電源線路から閉回路線路に入力されてそのほぼ全てが第３電源線路から出力され、そのほぼ全てが直列接続されたキャパシタを介して終端抵抗により終端されるために、能動素子へ反射されることが無くなる。さらに、電源から閉回路線路の間においては、所望周波数に相当する雑音は第２電源線路から閉回路線路への入力が全反射され、低周波の雑音はキャパシタにより全反射されるために、それぞれ能動素子へ伝搬しないこととなり、従来のような電源供給線路構造の場合に能動素子で生じた雑音が全反射される場合と比較して、能動素子への雑音入力を低減することができる。その結果、能動素子が安定に動作できるので、能動素子をより安定動作させることができる電源供給線路構造となる。
【００１２】
また、閉回路線路を円形環状線路、すなわちリング状の線路としたときには、第２電源線路と第１および第３電源線路とが直交する関係であるために、第２電源線路への雑音流入ならびに第２電源線路からの能動素子への雑音流入をさらに低減する高アイソレーション特性を有するものとできる。
【００１３】
また、閉回路線路を矩形環状線路、例えば正方形状の線路としたときには、円形環状線路と同様に高アイソレーション特性を有するものとできるとともに、第２電源線路を第１の電源線路と対向させて配置することが可能であり、これに接続される電源への線路配置が容易なものとすることができる。
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の電源供給線路構造の実施の形態の一例を示す平面図である。図１において、１は第１電源線路であり、２は第２電源線路、３は第３電源線路、４は閉回路線路であり、これらは図示しない例えば誘電体基板上または誘電体基板内部に高周波信号伝送線路用の導体パターンとして形成される。
【００１６】
閉回路線路４は所望周波数の管内波長に等しい周回長に形成されている。第１電源線路１の一端は閉回路線路４に接続され、他端はポート１（Port１）を介して能動素子の電源供給部（図示せず）に接続されている。また、第２電源線路２の一端は閉回路線路４上の閉回路線路４と第１電源線路１との接続点から所望周波数の管内波長の略４分の１離れた位置に接続され、他端はポート２（Port２）を介して電源Ｖに接続されるとともに並列接続のキャパシタを介して接地されている。さらに、第３電源線路３の一端は閉回路線路４上の閉回路線路４と第１電源線路１との接続点から所望周波数の管内波長の略２分の１離れた位置に接続され、他端はポート３（Port３）を介し直列接続のキャパシタおよび抵抗を介して接地されている。
【００１７】
このような構成の本発明の電源供給線路構造によれば、能動素子から生じる雑音は、第１電源線路１より閉回路線路４に入力されてそのほぼ全てが第３電源線路３より出力され、そのほぼ全てが直列接続されたキャパシタを介して終端抵抗により終端されるために、能動素子へ反射されることが無くなる。さらに、電源Ｖから閉回路線路４の間においては所望周波数に相当する雑音は第２電源線路２から閉回路線路４への入力が全反射され、低周波の雑音はキャパシタにより全反射されるために能動素子へ伝搬しないこととなり、従来のような電源供給線路構造の場合に能動素子で生じた雑音が全反射される場合と比較して、能動素子への雑音入力を低減することができる。その結果、能動素子が安定に動作できるので、能動素子をより安定動作させることができる電源供給線路構造となる。
【００１８】
また、この例では閉回路線路４を円形環状線路として形成していることから、ポート１とポート２とのアイソレーションならびにポート２とポート３とのアイソレーションが高い（Ｓ21）ので、効果はより大きいものとなる。また、閉回路線路４にベンド部（曲がり角）がないので、特性劣化が少ないものとなる。
【００１９】
次に、図２は本発明の電源供給線路構造の実施の形態の他の例を示す平面図である。図２においても図１と同様に、１は第１電源線路であり、２は第２電源線路、３は第３電源線路、４は閉回路線路であり、高周波信号伝送線路用の導体パターンとして形成される。この例では閉回路線路４を矩形環状線路、ここでは正方形状の線路として形成している。
【００２０】
閉回路線路４は所望周波数の管内波長に等しい周回長に形成されており、好適には正方形の各辺の長さが管内波長の略４分の１の長さとなるように形成される。第１電源線路１の一端は閉回路線路４に接続され、他端はポート１（Port１）を介して能動素子の電源供給部（図示せず）に接続されている。また、第２電源線路２の一端は閉回路線路４上の閉回路線路４と第１電源線路１との接続点から所望周波数の管内波長の略４分の１離れた位置に接続され、他端はポート２（Port２）を介して電源Ｖに接続されるとともに並列接続のキャパシタを介して接地されている。さらに、第３電源線路３の一端は閉回路線路４上の閉回路線路４と第１電源線路１との接続点から所望周波数の管内波長の略２分の１離れた位置に接続され、他端はポート３（Port３）を介し直列接続のキャパシタおよび抵抗を介して接地している。このとき、第１電源線路１の一端は図示したように閉回路線路４の角部に接続し、第２電源線路２の一端も第３電源線路３の一端も図示したように閉回路線路４の角部に接続すると、これらの電源線路１〜３の配置の点で好適なものとなる。
【００２１】
このような構成の本発明の電源供給線路構造によれば、図１に示した例と同様に、能動素子から生じる雑音は、第１電源線路１より閉回路線路４に入力されてそのほぼ全てが第３電源線路３より出力され、そのほぼ全てが直列接続されたキャパシタを介して終端抵抗により終端されるために、能動素子へ反射されることが無くなる。さらに、電源Ｖから閉回路線路４の間においては所望周波数に相当する雑音は第２電源線路２から閉回路線路４への入力が全反射され、低周波の雑音はキャパシタにより全反射されるために能動素子へ伝搬しないこととなり、能動素子への雑音入力を低減することができ、能動素子が安定に動作できるので、能動素子をより安定動作させることができる電源供給線路構造となる。
【００２２】
また、この例では閉回路線路４を矩形環状線路として形成していることから、ポート１とポート２とが対向するように配置できるので、各電源線路１・２のレイアウトが容易である。
【００２３】
なお、閉回路線路４を矩形環状線路として形成する場合、ポート１とポート２との間が所望周波数の管内波長の略４分の１で、ポート１とポート３との間が所望周波数の管内波長の略２分の１（ポート２とポート３との間が所望周波数の管内波長の略４分の１）の関係であれば、その形状は正方形状であっても、長方形状や菱形状であってもよい。また、各電源線路１〜３の接続は、各角部に接続しても、各辺の途中に接続してもよい。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明の電源供給線路構造について具体例を説明する。
【００２５】
［第１の実施例］
まず、図１に示すように閉回路線路４に円形環状線路を用いたものの特性を確認するために、誘電率が4.8 で厚みが150 μｍの誘電体基板２枚を積層基板としてその表裏面の全面に接地導体を形成した。また、内層導体として第１電源線路１・第２電源線路２および第３電源線路３を幅130 μｍの線路導体で形成し、これらを接続する閉回路線路４を幅180 μｍで線路中心での半径370 μｍの円形環状（リング状）線路とした試料Ａと、閉回路線路４を幅180 μｍで線路中心での半径390 μｍとした試料Ｂとを作製した。
【００２６】
そして、これら試料ＡおよびＢの特性を評価するために、図１中に示したPort１〜３の間における周波数に対するＳパラメータを抽出した。この結果を図４（ａ）〜（ｄ）に線図で示した。これらの図において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は各Ｓパラメータを表し、特性曲線Ａは試料Ａの、特性曲線Ｂは試料Ｂの特性を示している。そして、（ａ）はPort１に入力した信号がPort１に反射された量であるＳ11の、（ｂ）はPort１に入力した信号がPort２に透過した量であるＳ21の、（ｃ）はPort１に入力した信号がPort３に透過した量であるＳ31の、（ｄ）はPort２に入力した信号がPort２に反射された量であるＳ22の周波数特性である。
【００２７】
これらの結果によれば、円環径により周波数を調整することが可能であり、所望の周波数に応じて設計することが容易であることが分かる。また、各線図からは、（ａ）では能動素子から生じた雑音の能動素子への反射がわずかであることが、（ｂ）では能動素子で生じた雑音の電源への線路には漏れないことが、（ｃ）では能動素子で生じた雑音の殆ど全てがポート３へ透過する（これらの雑音は直列接続されたキャパシタを介して終端抵抗で終端される）ことが、（ｄ）では電源側からの雑音は能動素子に流入せず全反射されることが分かる。
【００２８】
この結果、前述のように従来のような電源供給線路構造の場合に能動素子で生じた雑音が全反射される場合と比較して、能動素子への雑音入力を低減することができたことが分かる。これにより、能動素子が安定に動作でき、能動素子をより安定動作させることができる電源供給線路構造であることが確認された。
【００２９】
［第２の実施例］
次に、図２に示すように閉回路線路４に矩形環状線路を用いたものの特性を確認するために、誘電率が4.8 で厚みが150 μｍの誘電体基板２枚で積層基板としてその表裏面の全面に接地導体を形成した。また、内層導体として第１電源線路１・第２電源線路２および第３電源線路３を幅130 μｍの線路導体で形成し、これらを接続する閉回路線路４を幅130 μｍで線路中心での各辺の長さ615 μｍの正方形環状線路とした試料Ｃを作製した。
【００３０】
そして、この試料Ｃの特性を評価するために、図２中に示したPort１〜３の間における周波数に対するＳパラメータを抽出した。この結果を図５（ａ）〜（ｄ）に線図で示した。これらの図においても図４と同様に（ａ）はＳ11の、（ｂ）はＳ21の、（ｃ）はＳ31の、（ｄ）はＳ22の周波数特性である。
【００３１】
これらの結果によれば、第１の実施例と同様の特性が得られていることが分かる。この結果、第１の実施例と同様に、前述のように能動素子への雑音入力を低減することができたことが分かる。これにより、能動素子が安定に動作でき、能動素子をより安定動作させることができる電源供給線路構造であることが確認された。
【００３２】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良を加えることは何ら差し支えない。例えば、前述のように矩形環状線路の形状を正方形状の他に長方形状や菱形状としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の電源供給線路構造によれば、周回長が所望周波数の管内波長に等しい閉回路線路と、この閉回路線路に接続された、能動素子の電源供給部に接続される第１電源線路と、閉回路線路上の第１電源線路との接続点から管内波長の略４分の１離れた位置に接続された、電源に接続されるとともに並列接続のキャパシタを介して接地された第２電源線路と、閉回路線路上の第１電源線路との接続点から管内波長の略２分の１離れた位置に接続され、直列接続のキャパシタおよび抵抗を介して接地された第３電源線路とから成ることから、能動素子から生じる雑音は、第１電源線路より閉回路線路に入力されてそのほぼ全てが第３電源線路より出力され、そのほぼ全てが直列接続されたキャパシタを介して終端抵抗により終端されるために、能動素子へ反射されることが無くなる。さらに、電源から閉回路線路の間においては所望周波数に相当する雑音は第２電源線路から閉回路線路への入力が全反射され、低周波の雑音はキャパシタにより全反射されるために能動素子へ伝搬しないこととなり、従来のような電源供給線路構造の場合に能動素子で生じた雑音が全反射される場合と比較して、能動素子への雑音入力を低減することができる。その結果、能動素子が安定に動作できるので、能動素子をより安定動作させることができる電源供給線路構造となる。
【００３４】
さらに、本発明の電源供給線路構造によれば、閉回路線路を円形環状線路としたときには、第２電源線路への雑音流入ならびに第２電源線路からの能動素子への雑音流入をさらに低減する高アイソレーション特性を有するものとできるとともに、閉回路線路にベンド部（曲がり角）がないので、特性劣化が少ないものとなる。
【００３５】
さらに、本発明の電源供給線路構造によれば、閉回路線路を矩形環状線路としたときには、円形環状線路と同様に高アイソレーション特性を有するものとできるとともに、第２電源線路を第１の電源線路と対向させて配置することが可能であり、これに接続される電源への線路配置が容易なものとすることができる。
【００３６】
以上により、本発明によれば、これに接続される能動素子から生じる雑音が能動素子へ反射されることがなく、能動素子への雑音入力を低減することができ、能動素子をより安定に動作させることができる電源供給線路構造を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電源供給線路構造の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の電源供給線路構造の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は従来の電源供給線路構造の例を示す平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の電源供給線路構造の第１の実施例におけるポート間のＳパラメータの周波数特性を示す線図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明の電源供給線路構造の第２の実施例におけるポート間のＳパラメータの周波数特性を示す線図である。
【図６】従来の電源供給線路構造の透過係数の周波数特性を示す線図である。
【符号の説明】
１・・・・・第１電源線路
２・・・・・第２電源線路
３・・・・・第３電源線路
４・・・・・閉回路線路
【図１】
0003981503.tif 000002
【図２】
0003981503.tif 000003
【図３】
0003981503.tif 000004
【図４】
0003981503.tif 000005
【図５】
0003981503.tif 000006
【図６】
0003981503.tif 000007