(57)【要約】【課題】高周波域まで利得特性を平坦化することが可能な進行波型増幅器を提供することこと。【解決手段】進行波型増幅器１０は、入力端子Ｔｉｎｂに接続され入力信号を伝送する入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜４と、出力端子Ｔｏｕｔに接続され出力信号を伝送する出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１〜４と、増幅セル１２ａ〜１２ｄの入力が入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜４上の異なる接続点に所定間隔をもって所定順序にて接続され、増幅セル１２ａ〜１２ｄの出力が出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１〜４上の異なる接続点に所定間隔をもって所定順序にて接続された増幅セル群１２と、入力端子Ｔｉｎに接続され逆相信号を伝送する入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜４と、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜４に一端が接続された終端抵抗Ｒ１と、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜４に一端が接続され、他端が終端抵抗Ｒ１の他端に接続された終端抵抗Ｒ１１とを備える。【選択図】図１
2017017411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を受ける第１の入力ポートと、
前記入力信号に対して逆の位相を有する逆相信号を受ける第２の入力ポートと、
出力信号を出力する出力ポートと、
前記第１の入力ポートに一端が接続された第１の入力側伝送線路と、
前記第２の入力ポートに一端が接続された第２の入力側伝送線路と、
前記出力ポートに一端が接続された出力側伝送線路と、
入力端子及び出力端子をそれぞれ備えるＮ個（Ｎは２以上の整数）の増幅回路であって、それぞれの前記入力端子は前記第１の入力側伝送線路の異なる接続点に所定の間隔をもって所定の順序にて接続され、それぞれの前記出力端子は前記出力側伝送線路の異なる接続点に前記所定の間隔をもって前記所定の順序にて接続されているＮ個の増幅回路と、
前記第１の入力側伝送線路の他端に一端が接続された第１の抵抗と、
前記第２の入力側伝送線路の他端に一端が接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続された第２の抵抗と、
を備える進行波型増幅器。
【請求項２】
前記第２の入力側伝送線路は、前記第１の入力側伝送線路の有する特性と同一の特性を有する伝送線路及び前記Ｎ個の増幅回路の入力容量に対応する等価容量成分を備える、
請求項１記載の進行波型増幅器。
【請求項３】
前記第２の入力側伝送線路は、前記第１の入力側伝送線路と同一の構造と、前記Ｎ個の増幅回路の入力容量と等価な容量を有するキャパシタとを備える、
請求項２記載の進行波型増幅器。
【請求項４】
前記第２の入力側伝送線路は、前記第１の入力側伝送線路に前記Ｎ個の増幅回路の入力容量が付加されている伝送線路の有する特性と等価な特性を有する、
請求項１記載の進行波型増幅器。
【請求項５】
前記第１の入力側伝送線路は、隣接する第１の接地配線を伴い、
前記第２の入力側伝送線路は、隣接する第２の接地配線を伴い、
前記第２の入力側伝送線路と前記第２の接地配線との距離は、前記第１の入力側伝送線路と前記第１の接地配線との距離よりも短い、
請求項４記載の進行波型増幅器。
【請求項６】
終端キャパシタをさらに有し、
前記第１の抵抗の他端及び前記第２の抵抗の他端は、前記終端キャパシタを介して接地されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の進行波型増幅器。
【請求項７】
前記Ｎ個の増幅回路のそれぞれは、単一の単一入力信号が入力されて該単一入力信号に応じて単一の単一出力信号を出力する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の進行波型増幅器。
【請求項８】
前記入力信号及び前記逆相信号を受けて、前記入力信号及び前記逆相信号に応じて増幅された前記入力信号及び前記逆相信号をそれぞれ前記第１の入力側伝送線路及び前記第２の入力側伝送線路に出力する差動増幅回路をさらに備え、
前記第１の入力ポートと前記第１の入力側伝送線路との間及び前記第２の入力ポートと前記第２の入力側伝送線路との間に前記差動増幅回路が付加されている、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の進行波型増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、進行波型増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信において使用される光送信モジュールは、特に数十Ｋｍ以上の距離の伝送に使用されるものについては、通常、レーザーダイオード等の光源と、電界吸収型光変調器（ＥＡＭ：Electro Absorption Modulator）やマッハ・ツェンダ変調器（ＭＺＭ：Mach-Zehnder Modulator）等の光変調器と、光変調器駆動回路とで構成される。
【０００３】
例えば２８Ｇｂｐｓや４０Ｇｂｐｓの高速通信で使用される光送信モジュールでは、光出力波形のアイパターンにおいて、１０ｐｓ以下の時間で遷移する急峻な立下り及び立上りが要求される。加えて、４０ＧＨｚ程度の高周波まで、光変調器駆動回路の入力及び出力の反射係数（Ｓパラメータ、Ｓ１１及びＳ２２）が小さいことが求められる。そのため、光変調器駆動回路には、高速動作が可能であり、かつ、高周波域まで小さい反射係数を得ることが可能な、進行波型増幅器（ＴＷＡ：Traveling Wave Amplifier）が用いられる（下記特許文献１〜３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３０１７０号公報
【特許文献２】特開平１１−８８０７９号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７２９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、光送信モジュールの用途として、従来のＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）符号のような光強度のＯＮ・ＯＦＦ信号による２値変調によるものだけでなく、４値パルス振幅変調（ＰＡＭ４：4-level Pulse-Amplitude Modulation）や、１６値直交振幅変調（１６ＱＡＭ：16-level QuadratureAmplitude Modulation）等の多値変調方式に対応することが要求されている。
【０００６】
多値変調方式に対応する場合、光変調器駆動回路には、利得等の周波数依存性が小さい（周波数特性が平坦である）ことが求められる。例えば、シンボルレート３２ＧｂａｕｄのＰＡＭ−ｎ変調（ｎは整数）では３０ＧＨｚ程度までの利得特性の平坦性が求められ、５６Ｇｂａｕｄでは５０ＧＨｚ程度までの平坦性が求められる。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、高周波域まで利得特性を平坦化することが可能な進行波型増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る進行波型増幅器は、入力信号を受ける第１の入力ポートと、入力信号に対して逆の位相を有する逆相信号を受ける第２の入力ポートと、出力信号を出力する出力ポートと、第１の入力ポートに一端が接続された第１の入力側伝送線路と、第２の入力ポートに一端が接続された第２の入力側伝送線路と、出力ポートに一端が接続された出力側伝送線路と、入力端子及び出力端子をそれぞれ備えるＮ個（Ｎは２以上の整数）の増幅回路であって、それぞれの入力端子は第１の入力側伝送線路の異なる接続点に所定の間隔をもって所定の順序にて接続され、それぞれの出力端子は出力側伝送線路の異なる接続点に所定の間隔をもって所定の順序にて接続されているＮ個の増幅回路と、第１の入力側伝送線路の他端に一端が接続された第１の抵抗と、第２の入力側伝送線路の他端に一端が接続され、他端が第１の抵抗の他端に接続された第２の抵抗と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高周波域まで利得特性を平坦化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の好適な一実施形態に係る進行波型増幅器１０の構成を示す回路図である。
【図２】図１の進行波型増幅器１０を含む光送信モジュールの要部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１の進行波型増幅器１０の利得の周波数特性に関するシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４】本発明の変形例に係る進行波型増幅器１０Ａの構成を示す回路図である。
【図５】本発明の別の変形例に係る進行波型増幅器１０Ｂの構成を示す回路図である。
【図６】本発明の別の変形例に係る進行波型増幅器１０Ｃの構成を示す回路図である。
【図７】図６の入力側伝送線路Ｌｉｎ１１の構造の一例を示す図である。
【図８】進行波型増幅器１０，１０Ａ，１０Ｂの入力側伝送線路の等価回路図である。
【図９】進行波型増幅器１０Ｃの入力側伝送線路の等価回路図である。
【図１０】前提構成の進行波型増幅器が適用される光送信モジュールの概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の進行波型増幅器９１０の詳細構成を示す回路図である。
【図１２】図１１の増幅セル１２ａ〜１２ｄの構成の一例を示す回路図である。
【図１３】図１０の進行波型増幅器９１０の入出力特性を示すグラフである。
【図１４】図１０の進行波型増幅器９１０の詳細構成を示す回路図である。
【図１５】図１４の進行波型増幅器９１０の反射係数のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１６】図１４の進行波型増幅器９１０の利得の周波数特性に関するシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一側面に係る進行波型増幅器は、入力信号を受ける第１の入力ポートと、入力信号に対して逆の位相を有する逆相信号を受ける第２の入力ポートと、出力信号を出力する出力ポートと、第１の入力ポートに一端が接続された第１の入力側伝送線路と、第２の入力ポートに一端が接続された第２の入力側伝送線路と、出力ポートに一端が接続された出力側伝送線路と、入力端子及び出力端子をそれぞれ備えるＮ個（Ｎは２以上の整数）の増幅回路であって、それぞれの入力端子は第１の入力側伝送線路の異なる接続点に所定の間隔をもって所定の順序にて接続され、それぞれの出力端子は出力側伝送線路の異なる接続点に所定の間隔をもって所定の順序にて接続されているＮ個の増幅回路と、第１の入力側伝送線路の他端に一端が接続された第１の抵抗と、第２の入力側伝送線路の他端に一端が接続され、他端が第１の抵抗の他端に接続された第２の抵抗と、を備える。
【００１２】
かかる構成の進行波型増幅器によれば、第１の入力ポートから入力された入力信号が第１の入力側伝送線路、Ｎ個の増幅回路、及び出力側伝送線路を経由することにより、出力信号に増幅されて出力ポートから出力される。それと同時に、第２の入力側伝送線路には第２の入力ポートから入力された入力信号に対して逆の位相を有する逆相信号が伝送され、第１の入力側伝送線路を終端する第１の抵抗と、第２の入力側伝送線路を終端する第２の抵抗とが互いに接続されている。これにより、第１の入力側伝送線路の第１の抵抗側の端部の電位が安定化され、その端部における入力信号の反射を抑制することができる。その結果、回路の大面積化を防ぎつつ、利得特性を高周波域まで平坦化することができる。
【００１３】
上記進行波型増幅器においては、第２の入力側伝送線路は、第１の入力側伝送線路の有する特性と同一の特性を有する伝送線路及びＮ個の増幅回路の入力容量に対応する等価容量成分を備える、ことでもよい。
【００１４】
この場合、第２の入力側伝送線路のインピーダンスを第１の入力側伝送線路と増幅回路とを合わせたインピーダンスと一致させることが容易とされ、広い周波域において利得特性をより一層平坦化することができる。
【００１５】
また、第２の入力側伝送線路は、第１の入力側伝送線路と同一の構造と、Ｎ個の増幅回路の入力容量と等価な容量を有するキャパシタとを備える、ことでもよい。この場合も、広い周波域において利得特性をより平坦化することができる。
【００１６】
さらに、第２の入力側伝送特性は、第１の入力側伝送線路にＮ個の増幅回路の入力容量が付加されている伝送線路の有する特性と等価な特性を有する、ことでもよい。この場合も、広い周波域において利得特性をより平坦化することができる。なお、ここでいう「第１の入力側伝送線路」の有する特性は、その周囲の回路との接続状態に起因する特性は含まない特性を意味し、線路自体の配線の構造によって本来的に決まる電気回路の特性である。
【００１７】
またさらに、第１の入力側伝送線路は、隣接する第１の接地配線を伴い、第２の入力側伝送線路は、隣接する第２の接地配線を伴い、第２の入力側伝送線路と第２の接地配線との距離は、第１の入力側伝送線路と第１の接地配線との距離よりも短い、ことでもよい。かかる構成を採れば、第２の入力側伝送線路のインピーダンスと第１の入力側伝送線路と増幅回路とを合わせたインピーダンスとを容易に一致させることができる。
【００１８】
また、終端キャパシタをさらに有し、第１の抵抗の他端及び第２の抵抗の他端は、終端キャパシタを介して接地されている、ことでもよい。こうすれば、入力側伝送線路の終端電位を安定化させて、出力信号も安定化させることができる。
【００１９】
さらに、Ｎ個の増幅回路のそれぞれは、単一の単一入力信号が入力されて該単一入力信号に応じて単一の単一出力信号を出力する、ことでもよい。
【００２０】
またさらに、入力信号及び逆相信号を受けて、入力信号及び逆相信号に応じて増幅された入力信号及び逆相信号をそれぞれ第１の入力側伝送線路及び第２の入力側伝送線路に出力する差動増幅回路をさらに備え、第１の入力ポートと第１の入力側伝送線路との間及び第２の入力ポートと第２の入力側伝送線路との間に差動増幅回路が付加されていてもよい。かかる差動増幅回路を備えれば、入力信号の振幅が小さい場合であってもその入力信号を十分に増幅して出力することができる。
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明による進行波型増幅器の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
［前提の構成］
【００２２】
最初に、本発明の実施形態の前提となる進行波型増幅器の構成について説明する。
【００２３】
図１０は、前提構成の進行波型増幅器が適用される光送信モジュールの概略構成を示すブロック図である。図１０に示すように、光送信モジュール９０１は、進行波型増幅器９１０と、光源９２０と、光変調器９３０とを備える。光送信モジュール９０１は、例えば光通信で使用される。光源９２０は、例えばレーザーダイオードである。光変調器９３０は、例えばＥＡＭやＭＺＭである。進行波型増幅器９１０は、例えば光変調器９３０の駆動回路に用いられる。
【００２４】
光送信モジュール９０１は、ＰＡＭ４や、１６ＱＡＭ等の多値変調に対応することが想定されている。これにより、光送信モジュール９０１は、例えば２値変調に対応した従来のモジュールよりも、高速な通信を行うことができる。
【００２５】
具体的に、例えば、光送信モジュール９０１は、２８Ｇｂｐｓや４０Ｇｂｐｓの高速通信で使用することが想定されている。この場合、光変調器９３０の駆動回路としての進行波型増幅器９１０は、例えば４０ＧＨｚ程度の高周波帯までの電気信号を増幅する必要がある。加えて、多値変調方式に対応した光送信モジュール９０１においては、進行波型増幅器９１０の利得等の周波数依存性が平坦であることが求められる。例えば、３２ＧｂａｕｄのＰＡＭ−ｎ変調（ｎは整数）では３０ＧＨｚ程度までの利得特性の平坦性が求められ、５６Ｇｂａｕｄでは５０ＧＨｚ程度までの平坦性が求められる。
【００２６】
図１１は、図１０の進行波型増幅器９１０の詳細構成を示す回路図である。
【００２７】
図１１に示すように、進行波型増幅器９１０は、入力端子Ｔｉｎｂと、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４と、増幅セル（増幅回路）１２ａ〜１２ｄを含む増幅セル群（増幅回路群）１２と、出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１〜Ｌｏｕｔ４と、出力端子Ｔｏｕｔと、終端抵抗Ｒ１〜Ｒ２と、容量素子（キャパシタ）Ｃ１と電圧設定端子Ｔｃｏｎとを備えている。図１１に示す例では、増幅セルの数は４個（１２ａ〜１２ｄ）であるが、増幅セルの数は２個以上の任意の数であればよく、特に限定されるものではない。例えば増幅セルの数は５個以上であってもよい。増幅セルの数に応じて、入力側伝送線路（Ｌｉｎｂ１等）、出力側伝送線路（Ｌｏｕｔ１等）等の数は適宜変更することができる。
【００２８】
入力端子Ｔｉｎｂは、進行波型増幅器９１０によって増幅する信号（入力信号）を外部から受けるための端子（入力側伝送線路の入力ポート）である。増幅する信号は、例えばパルス波形電圧であり、例えば４０ＧＨｚあるいは５０ＧＨｚ程度までの周波数成分を含んで構成される。
【００２９】
入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４は、４つの線路Ｌｉｎｂ１，Ｌｉｎｂ２，Ｌｉｎｂ３，Ｌｉｎｂ４が順に縦続に繋がって構成され、線路Ｌｉｎｂ１側の一方端が入力端子Ｔｉｎｂに接続され、入力端子Ｔｉｎｂに入力された信号を伝送する。入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４を構成するそれぞれの線路Ｌｉｎｂ１等は、例えばコプレーナ線路によって構成することができる。ただし、線路の種類は特に限定されるものではない。
【００３０】
入力端子Ｔｉｎｂは、増幅セル１２ａの入力端子に直接接続されている。入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１の一方端は入力端子Ｔｉｎｂに接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１の他方端は増幅セル１２ｂの入力端子に接続されている。入力側伝送線路Ｌｉｎｂ２の一方端は入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１の他方端に接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ２の他方端は増幅セル１２ｃの入力端子に接続されている。入力側伝送線路Ｌｉｎｂ３の一方端は入力側伝送線路Ｌｉｎｂ２の他方端に接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ３の他方端は増幅セル１２ｄの入力端子に接続されている。入力側伝送線路Ｌｉｎｂ４の一方端は入力側伝送線路Ｌｉｎｂ３の他方端に接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ４の他方端は終端抵抗Ｒ１の一方端に接続されている。終端抵抗Ｒ１の他方端は、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４の終端電位を安定化させるための容量素子Ｃ１を介してグランド（ＧＮＤ）に接続されている。グランドは、基準電位（例えば０Ｖ）を有する。また、終端抵抗Ｒ１の他方端は、電圧設定端子Ｔｃｏｎにも接続されている。
【００３１】
増幅セル１２ａ〜１２ｂは、それぞれ、入力端子及び出力端子を有し、入力端子から異なる遅延時間で入力された単一の単相信号（単一入力信号）を増幅して、増幅した信号を単一の出力信号として出力端子から出力する。増幅セル１２ａ〜１２ｄの詳細については、後に図１２以降を参照して説明する。増幅セル１２ａ〜１２ｂは、上述したように、それらの入力端子が入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４上の異なる接続点に所定の間隔をもって順番に接続されている。
【００３２】
出力端子Ｔｏｕｔは、増幅セル１２ａ〜１２ｄによって増幅された入力信号（出力信号）を外部に出力するための端子である。
【００３３】
出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１〜Ｌｏｕｔ４は、４つの線路Ｌｏｕｔ１，Ｌｏｕｔ２，Ｌｏｕｔ３，Ｌｏｕｔ４が順に縦続に繋がって構成され、線路Ｌｏｕｔ４側の他方端が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、出力信号を出力端子Ｔｏｕｔに向けて伝送する。出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１〜Ｌｏｕｔ４は、例えば、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１等と同様にコプレーナ線路によって構成することができる。ただし、線路の種類は特に限定されるものではない。
【００３４】
出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１の一方端は終端抵抗Ｒ２の一方端に接続され、出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１の他方端は増幅セル１２ａの出力端子に接続されている。終端抵抗Ｒ２の他方端は、電源ノードＶｃｃに接続されている。電源ノードＶｃｃは、増幅セル１２ａ〜１２ｄの電源電圧を有する。電源ノードＶｃｃは、入力信号及び出力信号の周波数において（高周波的に）ショートされていてもよい。その場合、電源ノードＶｃｃは、高周波的には、グランドと同電位を有することとなる。
【００３５】
出力側伝送線路Ｌｏｕｔ２の一方端は増幅セル１２ａの出力端子に接続され、出力側伝送線路Ｌｏｕｔ２の他方端は出力側伝送線路Ｌｏｕｔ３の一方端に接続されている。出力側伝送線路Ｌｏｕｔ３の一方端は増幅セル１２ｂの出力端子に接続され、出力側伝送線路Ｌｏｕｔ３の他方端は出力側伝送線路Ｌｏｕｔ４の一方端に接続されている。出力側伝送線路Ｌｏｕｔ４の一方端は増幅セル１２ｃの出力端子に接続され、出力側伝送線路Ｌｏｕｔ４の他方端は出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。出力端子Ｔｏｕｔは、増幅セル１２ｄの出力端子に直接接続されている。増幅セル１２ａ〜１２ｂは、このように、それらの出力端子が出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１〜Ｌｏｕｔ４上の異なる接続点に所定の間隔をもって順番に接続されている。
【００３６】
次に、図１１に示す進行波型増幅器９１０の動作について説明する。或る局面において、外部より入力される信号は、上述したように、例えば４０ＧＨｚあるいは５０ＧＨｚ程度までの周波数成分を含んで構成されるパルス波形電圧を有する単相信号である。この場合、進行波型増幅器９１０を単相型の増幅器とすることができる。
【００３７】
外部より入力端子Ｔｉｎｂに入力された信号は、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１等を介する（あるいは介さない）異なる経路を通り、それぞれ異なる遅延時間（位相）で増幅セル１２ａ〜１２ｄに到達する（伝送される）。この遅延時間は、例えば入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１等の電気長を変えること等によって調節することができる。なお外部より入力された信号のうち増幅セル１２ａ〜１２ｄのいずれにも入力されなかった信号成分は、終端抵抗Ｒ１によって終端される。
【００３８】
増幅セル１２ａ〜１２ｄの入力信号は、それぞれ増幅セル１２ａ〜１２ｄによって増幅されて出力信号とされる。出力信号は、出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１等を介して異なる経路を通り、それぞれ異なる遅延時間で出力端子Ｔｏｕｔに到達する（伝送される）。増幅セル１２ａ〜１２ｄは、異なる位相で入力信号を受けて増幅するので、増幅セル１２ａ〜１２ｄの出力信号も位相が異なる。そこで、増幅セル１２ａ〜１２ｄからの出力信号の位相が、出力端子Ｔｏｕｔで揃うように、遅延時間が調節される。この遅延時間は、例えば出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１等の電気長を変えること等によって調節することができる。
【００３９】
以上のような動作によって、進行波型増幅器９１０は、入力端子Ｔｉｎｂに入力された信号を増幅して、出力端子Ｔｏｕｔから出力することができる。なお、以上では、入力信号が単相信号である場合について説明したが、他の局面においては、外部より入力される信号は例えば差動信号であり、進行波型増幅器９１０を進行波型差動増幅器とすることができる。この場合、例えば図１１の進行波型増幅器９１０において、入力端子Ｔｉｎｂと、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４と、出力側伝送線路Ｌｏｕｔ１〜Ｌｏｕｔ４と、終端抵抗Ｒ１，Ｒ２と、容量素子Ｃ１と、出力端子Ｔｏｕｔとを含む構成をもう一組追加し、増幅セル１２ａ〜１２ｄを差動増幅器とした構成を採用することができる。そのような構成によって、進行波型増幅器９１０は、２つの入力端子から入力された互いに位相が逆の２つの入力信号をそれぞれ増幅して、２つの出力端子から出力することができる。なお、光変調器の駆動信号として、例えば差動信号の正相成分のみを使用する場合には、差動信号の正相成分が一つの出力端子から出力され、差動信号の逆相成分は進行波型増幅器９１０の内部で終端抵抗に接続されて外部には出力されない構成も取り得る。
【００４０】
次に、図１２を参照して、増幅セル１２ａ〜１２ｄの構成について説明する。図１２は、増幅セル１２ａ〜１２ｄの構成の一例を示す図である。図１２に示す例では、単相型の増幅セル１２Ａが採用される。
【００４１】
図１２に示すように、増幅セル１２Ａは、入力部にエミッタフォロワ回路を有し、入力信号を増幅する増幅器（増幅回路）である。具体的に、増幅セル１２Ａは、入力端子Ｉｎと、エミッタフォロワ回路ＥＦＣと、増幅回路部１３と、出力端子Ｏｕｔとを備えている。
【００４２】
入力端子Ｉｎは、入力信号を受けるための端子である。エミッタフォロワ回路ＥＦＣは、入力ノードＮ１と、トランジスタＴｒ１と、電流源Ｉ１とを備えている。入力ノードＮ１は、入力端子Ｉｎに接続されている。入力ノードＮ１は、入力端子Ｉｎからの入力信号を受けるための端子である。
【００４３】
トランジスタＴｒ１のベースは入力ノードＮ１に接続され、コレクタは電源ノードＶｃｃに接続され、エミッタは増幅回路部１３の入力（例えば入力端子としてのトランジスタＴｒ２のベース）に接続されている。電流源Ｉ１は、トランジスタＴｒ１のエミッタからグランドに向かって電流が流れるように、トランジスタＴｒ１のエミッタとグランドとの間に接続されている。なお、電流源Ｉ１としては、半導体素子等の能動素子や抵抗等の受動素子を組み合わせて構成される種々の公知の電流源回路を用いることができる。
【００４４】
増幅回路部１３は、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３と、抵抗Ｒ３〜Ｒ５と、キャパシタＣ２とを備えている。増幅回路部１３は、エミッタフォロワ回路ＥＦＣの出力側（後段）に設けられている。増幅回路部１３は、入力された信号を増幅して、増幅された信号を出力する増幅回路として機能する。
【００４５】
トランジスタＴｒ２のベースは、トランジスタＴｒ１のエミッタに接続されている。トランジスタＴｒ２のエミッタは、抵抗Ｒ３の一方端に接続されている。抵抗Ｒ３の他方端はグランドに接続されている。トランジスタＴｒ３は、トランジスタＴｒ２にカスコード接続されている。すなわち、トランジスタＴｒ３のエミッタはトランジスタＴｒ２のコレクタに接続されている。トランジスタＴｒ３のベースは、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５の接続点に接続されている。抵抗Ｒ４，Ｒ５は、電源ノードＶｃｃとグランドとの間に直列に接続されている。キャパシタＣ２は、抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続点と、グランドとの間に接続される。出力端子Ｏｕｔは、出力信号を出力するための端子である。出力端子Ｏｕｔは、トランジスタＴｒ３のコレクタに接続される。
【００４６】
次に、図１２に示す増幅セル１２Ａの動作について説明する。例えば、増幅セル１２Ａが増幅セル１２ａ〜１２ｄ（図１１）として用いられる場合には、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１等（図１１）からの入力信号が、入力端子Ｉｎに入力される。
【００４７】
エミッタフォロワ回路ＥＦＣは、入力端子Ｉｎを介して、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１等（図１１）からの入力信号を受ける。入力信号は、エミッタフォロワ回路ＥＦＣを介して、増幅回路部１３に送られる。具体的に、増幅回路部１３のトランジスタＴｒ２のベースに、トランジスタＴｒ１のベースからエミッタを経由して、入力信号が入力される。増幅回路部１３においては、抵抗Ｒ４，Ｒ５によって、電源ノードＶｃｃの電圧が分圧され、トランジスタＴｒ３のベースに印加される。キャパシタＣ２は、例えばトランジスタＴｒ３のベース電位を安定化させる。エミッタフォロワ回路ＥＦＣからの入力信号によって、トランジスタＴｒ２が駆動され、カスコード接続されたトランジスタＴｒ３とともに動作して、入力信号を増幅させる。増幅された入力信号は、出力信号として、出力端子Ｏｕｔに出力される。このとき、トランジスタＴｒ２のベースの直流電位が電圧設定端子Ｔｃｏｎに接続された直流電源Ｖ１（図１１）の電圧によってトランジスタＴｒ１を介して制御されることにより、トランジスタＴｒ２のコレクタ電流Ｉｃが制御される。すなわち、電圧設定端子Ｔｃｏｎの電位制御によって増幅セル１２Ａの出力電流が制御される。このようにして、増幅回路部１３は、エミッタフォロワ回路ＥＦＣからの入力信号を増幅し、増幅した信号を出力信号として出力端子Ｏｕｔに出力する。
【００４８】
以上のような動作によって、増幅セル１２Ａは、入力端子Ｉｎに入力された単相信号を増幅して、増幅した単相信号を出力端子Ｏｕｔに出力することができる。
【００４９】
図１３には、進行波型増幅器９１０の入出力特性を示す。点線の特性は、オンオフ変調方式で使用するリミット動作の場合の入力信号の電圧と出力信号の電圧との関係を示しており、実線の特性は、ＰＡＭ４の多値信号変調方式で使用される線形動作の場合の入力信号の電圧と出力信号の電圧との関係を示している。ＰＡＭ４や１６ＱＡＭ等の多値信号変調方式においては、光変調器９３０の駆動回路は線形増幅動作が求められる。リミット動作では入力信号に対して出力振幅が利得に依存せずに上下のリミット電圧間の振幅で固定されるのに対し、線形増幅動作では利得と入力振幅の積で出力振幅が決まる。また、多値信号変調方式では、２値変調に比べて複数の信号レベル間の電圧の差が小さくなる。これらの理由により、駆動回路では利得の周波数依存性における平坦性が重要となる。その平坦性は、例えば５０ＧｂａｕｄのＰＡＭ４の方式用の駆動回路の場合、１００ＭＨｚ程度から３０ＧＨｚ程度の広い範囲で±０．５ｄＢ以下程度が求められる。
【００５０】
図１４に示すように、進行波型増幅器９１０については、実際には、電圧設定端子Ｔｃｏｎから直流電源Ｖ１までの間に接続されるワイヤの寄生インダクタＬｗｉｒｅ１が存在している。そして、入力端子Ｔｉｎｂから入力されて入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４を伝送する入力信号は入力側伝送線路Ｌｉｎｂ４と終端抵抗Ｒ１との間で反射波を発生させる。この反射波は各増幅セル１２ａ〜１２ｄを通って出力端子Ｔｏｕｔに達する。
【００５１】
図１４の回路において、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ４と終端抵抗Ｒ１との間での各周波数ωにおける反射係数Γ１１（ω）を考慮した出力信号の電圧Ｖｏｕｔ（ω）は、下記式（１）；
【数１】
2017017411.tif 000003
で計算される。ここで、各増幅セル１２ａ〜１２ｄ及び伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４，Ｌｏｕｔ１〜Ｌｏｕｔ４の周波数特性は無視されており、Ｖｏｕｔは反射波が無い場合の出力信号の電圧であり、ｎは増幅セルの数、ｄは、各伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４，Ｌｏｕｔ１〜Ｌｏｕｔ４の遅延時間を示している。式（１）の第１項は反射波が無い場合の出力電圧の項であり、第２項は反射波がそれぞれの増幅セルを通過して出力端子Ｔｏｕｔに到達した信号の項である。
【００５２】
図１５は、進行波型増幅器９１０の反射係数Γ１１（ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ａ）は反射係数の振幅の周波数依存性を示し、（ｂ）は反射係数の位相の周波数依存性を示す。この場合、容量素子Ｃ１の容量は１ｐＦであり、寄生インダクタＬｗｉｒｅ１のインダクタンスは０．２ｎＦと想定している。反射係数Γ１１は周波数１０〜１５ＧＨｚで高くなっており、その周波数の範囲では反射係数Γ１１の位相も変化しており、１５ＧＨｚにおいて７０ｄｅｇ遅延しており、この位相遅延は１３ｐｓの遅延時間に等しい。式（１）の第２項に表されるように、反射波の信号波は、それぞれの遅延量を持って出力端子Ｔｏｕｔに到達する。ここで、遅延時間ｄ＝２．５ｐｓ、増幅セルの数ｎ＝７と想定した場合、最も遅延の大きい信号は３５ｐｓの遅延量を持つ。また、反射面における反射波の遅延は１５ＧＨｚで１３ｐｓであり、遅延量の合計４３ｐｓは、１５ＧＨｚの周波数の信号における１８０ｄｅｇに相当する遅延時間３３ｐｓより大きい。このため、式（１）の第１項及び第２項の信号成分は、干渉により周波数特性におけるピークとボトムを持つうねりを発生させてしまう。
【００５３】
図１６には、図１４の進行波型増幅器９１０の利得の周波数特性に関するシミュレーション結果を示している。図１６（ａ）は、増幅セルの数ｎ＝７、伝送線路の遅延時間ｄ＝２．５ｐｓ、インダクタンスＬｗｉｒｅ１＝０．２ｎＨ、キャパシタンスＣ１＝１ｐＦの場合を示す。このように、周波数１０〜１５ＧＨｚにおいて寄生インダクタＬｗｉｒｅ１による反射波の影響が現れ、反射信号の干渉によりピークとボトムを持ったうねりを発生させる。ピークのみであれば狭帯域フィルタでの補正が可能であるが、ピークとボトムを持ったうねりの補正は一般的に難しい。図１６（ｂ）は、容量素子Ｃ１の容量を２０ｐＦとした場合のシミュレーション結果を示す。このように、容量素子Ｃ１の値を１０ｐＦ以上の大きな値にすることによりうねりを抑制することができる。しかし、２０ｐＦの容量をＩＣ上に形成するに当たっては、大きな回路面積が必要となる。例えば、単位面積当たりの容量が０．４ｆＦ／μｍ２の場合、５×１０４μｍ２の回路面積が必要となり、ＩＣチップのコスト上昇の要因となる。
［本実施形態の構成］
【００５４】
次に、本発明の実施形態にかかる進行波型増幅器の構成について説明する。
【００５５】
図１は、本実施形態に係る進行波型増幅器１０の構成を示す回路図である。本実施形態に係る進行波型増幅器１０は、図１１の進行波型増幅器９１０の構成に対して、入力端子Ｔｉｎと、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４と、容量素子Ｃａ１〜Ｃａ４と、終端抵抗Ｒ１１とをさらに備える点が異なっている。
【００５６】
入力端子Ｔｉｎは、入力端子Ｔｉｎｂに入力される入力信号に対して逆の位相を有する逆相信号を受けるための端子（入力側伝送線路の入力ポート）である。逆相信号は、例えばパルス波形電圧であり、入力端子Ｔｉｎｂから入力される入力信号と同じ周波数の４０ＧＨｚあるいは５０ＧＨｚまでの周波数成分を含む。
【００５７】
入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４は、４つの線路Ｌｉｎ１，Ｌｉｎ２，Ｌｉｎ３，Ｌｉｎ４が順に縦続に繋がって構成され、線路Ｌｉｎ１側の一方端が入力端子Ｔｉｎに接続され、入力端子Ｔｉｎに入力された逆相信号を伝送する。入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４を構成するそれぞれの線路Ｌｉｎ１等は、例えばコプレーナ線路によって構成することができる。ただし、線路の種類は特に限定されるものではない。
【００５８】
入力端子Ｔｉｎは容量素子Ｃａ１を介してグランドに接続されている。入力側伝送線路Ｌｉｎ１の一方端は入力端子Ｔｉｎに接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎ１の他方端は容量素子Ｃａ２を介してグランドに接続されている。入力側伝送線路Ｌｉｎ２の一方端は入力側伝送線路Ｌｉｎ１の他方端に接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎ２の他方端は容量素子Ｃａ３を介してグランドに接続されている。入力側伝送線路Ｌｉｎ３の一方端は入力側伝送線路Ｌｉｎ２の他方端に接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎ３の他方端は容量素子Ｃａ４を介してグランドに接続されている。入力側伝送線路Ｌｉｎ４の一方端は入力側伝送線路Ｌｉｎｂ３の他方端に接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎ４の他方端は終端抵抗Ｒ１１の一方端に接続されている。終端抵抗Ｒ１１の他方端は、終端抵抗Ｒ１の他方端に接続され、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４の終端電位を安定化させるための容量素子Ｃ１を介してグランドに接続されている。また、終端抵抗Ｒ１１の他方端は、電圧設定端子Ｔｃｏｎにも接続されている。
【００５９】
なお、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４の特性パラメータは、それぞれ、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４と同一の特性パラメータに設定されており、容量素子Ｃａ１〜Ｃａ４の容量値は、それぞれ、増幅セル１２ａ〜１２ｄの入力容量の容量値と同じ値に設定されており、例えば、１０ｆＦ〜１００ｆＦに設定されている。すなわち、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４には、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４の有する特性と同一の特性を有する伝送線路に加えて、増幅セル１２ａ〜１２ｄの入力容量の容量値に対応する等価容量成分である容量素子Ｃａ１〜Ｃａ４が付加して接続されている。より具体的には、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４は、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４と同一の構成の線路と、その線路に付加された容量素子Ｃａ１〜Ｃａ４とを備えている。これにより、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４は、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４に増幅セル１２ａ〜１２ｄの入力容量が付加されている伝送線路の有する特性と等価な特性を有することになる。
【００６０】
図２は、上記構成の進行波型増幅器１０を含む光送信モジュール１の要部の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、光送信モジュール１は、進行波型増幅器１０と、Ｄ／Ａコンバータ２０と、光変調器３０とを備える。光送信モジュール１は、例えば光通信で使用される。Ｄ／Ａコンバータ２０は、外部のホスト装置等から入力されたデジタル信号を基に、互いに位相が逆のアナログ信号である２つの差動信号（相補信号）Ｖｏｕｔ，ＶｏｕｔＢを生成する。光変調器３０は、例えばＥＡＭやＭＺＭであり、図示しないレーザーダイオード等の光源が出力する光信号を変調する。Ｄ／Ａコンバータ２０から出力された差動信号Ｖｏｕｔ，ＶｏｕｔＢは、それぞれ、伝送線路４０Ａ，４０Ｂを介して入力信号及び逆相信号として進行波型増幅器１０に入力され、進行波型増幅器１０は、例えば光変調器３０の駆動回路として動作する。
【００６１】
光送信モジュール１は、ＰＡＭ４や、１６ＱＡＭ等の多値変調に対応することが想定されている。これにより、光送信モジュール１は、例えば２値変調に対応した従来のモジュールよりも、高速な通信を行うことができる。
【００６２】
このような進行波型増幅器１０によれば、入力端子Ｔｉｎｂから入力された入力信号が入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４、増幅セル１２ａ〜１２ｄ、及び出力側伝送線路Ｌｏｕｔ２〜Ｌｏｕｔ４を経由することにより、出力信号に増幅されて出力端子Ｔｏｕｔから出力される。それと同時に、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４には入力端子Ｔｉｎから入力された入力信号に対して逆相の逆相信号が伝送され、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４を終端する終端抵抗Ｒ１と、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４を終端する終端抵抗Ｒ１１とが互いに接続されている。これにより、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４の終端抵抗Ｒ１側の端部の電位が安定化され、その端部における入力信号の反射を抑制することができる。その結果、回路の大面積化を防ぎつつ、利得特性を高周波域まで平坦化することができる。また、上記進行波型増幅器１０においては、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４は、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４の特性と同一の線路に加えて増幅セル群１２の容量成分に対応する容量成分が付加されている。これにより、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４のインピーダンスを入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４と増幅セル群１２とを合わせたインピーダンスと一致させることが容易とされ、広い周波域において利得特性をより一層平坦化することができる。
【００６３】
具体的には、容量素子Ｃ１の容量値を大きく設定することなく、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４の端部での反射を抑制することができる。容量素子Ｃ１の容量値を２０ｐＦに設定するためには例えば５０，０００μｍ２の回路面積が必要とされるのに対して、本実施形態のように入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４と容量素子Ｃａ１〜Ｃａ４を追加する場合には例えば約３８，０００μｍ２の回路面積の追加で済む。その結果、回路面積を２０％以上削減することができる。これは、容量を増加させるためには矩形の広いチップ面積を確保する必要があるが、伝送線路の追加は細長いチップ面積の確保で可能となるからである。
【００６４】
ここで、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４の端部における反射波を評価する。終端抵抗Ｒ１及び終端抵抗Ｒ１１のそれぞれに印加される信号電圧ＶＲ１（ω），ＶＲ１１（ω）は、下記式（２），（３）で表される。
ＶＲ１（ω）＝Ｖｒ１・ｅｊωｔ      …（２）
ＶＲ１１（ω）＝−Ｖｒ１・ｅｊω（ｔ＋ｔｓｋｗ）      …（３）
なお、ｔｓｋｗは入力端子Ｔｉｎｂに入力される入力信号に対する入力端子Ｔｉｎに入力される逆相信号のスキューの値であり、図２のＤ／Ａコンバータ２０と伝送線路４０Ａ，４０Ｂに起因する。終端抵抗Ｒ１，Ｒ１１の抵抗値が等しい場合は、その同相成分の信号電圧は、下記式（４）；
ＶＲ１（ω）＋ＶＲ１１（ω）＝Ｖｒ１・ｅｊωｔ・（１−ｅｊωｔｓｋｗ）      …（４）
によって計算される。入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４の端部で発生する反射波の電圧は、上記式（４）に反射係数を掛けた値となる。従って、スキュー値ｔｓｋｗ＜３ｐｓであれば周波数３０ＧＨｚでω×ｔｓｋｗ＜３２ｄｅｇであり、式（４）の値は無視できる程度に十分小さい。このように、本実施形態によれば反射波を十分に抑制できる。
【００６５】
図３には、図１の進行波型増幅器１０の利得の周波数特性に関するシミュレーション結果を示している。図３（ａ）は、増幅セルの数ｎ＝７、各増幅セルの入力容量を２５ｆＦとし、その増幅セルに対応して入力端子Ｔｉｎ側の入力側伝送線路に追加された各容量素子の容量を２５ｆＦに設定した場合を示す。このように、周波数１０〜１５ＧＨｚにける利得のうねりが十分に抑制されている。図３（ｂ）は、図３（ａ）に対して入力端子Ｔｉｎ側の入力側伝送線路に追加された各容量素子の容量を０ｆＦに設定した場合のシミュレーション結果を示す。この場合、入力端子Ｔｉｎ側の入力側伝送線路の遅延時間及び線路インピーダンスが、入力端子Ｔｉｎｂ側の入力側伝送線路と増幅セル群の入力容量との合計からなる伝送線路のそれと一致しないため、利得特性におけるうねりが十分に抑制されない。
【００６６】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【００６７】
例えば、本実施形態の進行波型増幅器は、図４のような構成であってもよい。図４に示す進行波型増幅器１０Ａは、進行波型増幅器１０に対してプリバッファアンプ１４を追加した構成を有する。このプリバッファアンプ１４は、差動入力と差動出力とを有する線形動作の差動型アンプであり、２つの入力端子Ｔｉｎｂ，Ｔｉｎと２つの入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１，Ｌｉｎ１との間に挿入されている。プリバッファアンプ１４は、入力信号及び逆相信号に応じて増幅された入力信号及び逆相信号を、それぞれ入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１及び入力側伝送線路Ｌｉｎ１に出力する。このプリバッファアンプ１４の出力スキューは３ｐｓ以下に設定されている。このような構成によっても、１ＧＨｚ以上の高周波帯での利得特性におけるうねりが十分に抑制される。また、このようなプリバッファアンプ１４を備えることにより、入力信号の振幅が小さい場合であってもその入力信号を十分に増幅して出力することができる。また、スキューの大きい信号が入力されてもそのスキューを小さくすることができる。
【００６８】
また、図５に示す進行波型増幅器１０Ｂのように、プリバッファアンプ１４として出力電位の可変機能を有するものを使用し、電圧設定端子Ｔｃｏｎに容量素子Ｃ３を接続するようにしてもよい。この容量素子Ｃ３は、１００ｐＦ〜１０ｎＦ程度の大きな容量に設定され、１ＧＨｚ以上の高周波帯域において直流電源Ｖ１と同等の低いインピーダンスを持つ。このような構成によっても、１ＧＨｚ以上の高周波帯での利得特性におけるうねりが十分に抑制される。また、容量素子Ｃ３の存在により、低周波数帯における利得特性もフラットにすることができる。また、容量素子Ｃ３の存在により、プリバッファアンプ１４から出力される不要な同相信号成分が低減される。しかし、プリバッファアンプ１４から出力される不要な同相信号成分が十分に小さい場合、容量素子Ｃ３および寄生インダクタＬｗｉｒｅ１は省いてもよい。
【００６９】
また、図６に示す進行波型増幅器１０Ｃのように、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜Ｌｉｎ４に代わりに、容量成分が伝送線路内に分布的に付加された入力側伝送線路Ｌｉｎ１１〜Ｌｉｎ１４が使用されてもよい。それぞれの入力側伝送線路Ｌｉｎ１１〜Ｌｉｎ１４に付加される容量成分の値は、増幅セル１２ａ〜１２ｄの入力容量の値に設定される。このような構成によっても、１ＧＨｚ以上の高周波帯での利得特性におけるうねりが十分に抑制される。
【００７０】
図７には、入力側伝送線路Ｌｉｎ１１の構造の一例を示しており、図７（ａ）は入力側伝送線路Ｌｉｎ１１の平面図、図７（ｂ）は入力側伝送線路Ｌｉｎ１１の断面図である。これらの図に示すように、入力側伝送線路Ｌｉｎ１１は、基板１８ａ、下部金属膜１８ｂ、上部金属膜１８ｃ、及び配線１８ｄによって構成されている。基板１８ａは、ＳｉＯＮやＢＣＢ膜等の絶縁体、あるいはＩｎＰ、ＧａＡｓ、Ｓｉ等の半導体基板からなり、下部金属膜１８ｂは基板１８ａの一方の面を覆うように形成されている。上部金属膜１８ｃは、基板１８ａの他方の面を帯状の領域を除いて覆うように形成されており、基板１８ａの他方の面上の露出面の中央にはライン状に配線１８ｄが形成されている。この金属膜１８ｂ，１８ｃはグランド接続用の配線（接地配線）であり、配線１８ｄは、入力端子Ｔｉｎ側の配線との接続用の配線である。金属膜１８ｃと配線１８ｄとは、距離Ｗを隔てて隣接するように形成されている。このような構造の入力側伝送線路Ｌｉｎ１１は、基板１８ａの厚さＨ、あるいは上部金属膜１８ｃと配線１８ｄとの距離Ｗを調整することにより、その伝送線路に含まれる容量成分の値を調整することが可能とされる。入力側伝送線路Ｌｉｎ１２〜１４，Ｌｉｎｂ１〜４も同様な構造を採用することができる。そして、入力側伝送線路Ｌｉｎ１１〜Ｌｉｎ１４においては、それぞれの距離Ｗが入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜Ｌｉｎｂ４のそれぞれの距離Ｗよりも短くなるように設定される。
【００７１】
ここで、図８には、進行波型増幅器１０，１０Ａ、１０Ｂの入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜４の等価回路を示している。入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜４のインダクタンスの値は合計で例えば１０ｐＨ〜１００ｐＨ程度に設定される。また、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜４のキャパシタンスの値は、合計で例えば５ｆＦ〜１００ｆＦ程度に設定される。その結果、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜４に含まれるインダクタンスとキャパシタンスの合計は入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜４と一致するように設定される。そして、入力側伝送線路Ｌｉｎ１〜４に追加して接続される容量素子Ｃａ１〜４の合計容量値は、増幅セル１２ａ〜１２ｄの入力容量の合計に一致するように設定される。
【００７２】
また、図９には、進行波型増幅器１０Ｃの入力側伝送線路Ｌｉｎ１１〜１４の等価回路が示されている。入力側伝送線路Ｌｉｎ１１〜１４のインダクタンスの値は合計で例えば１０ｐＨ〜１００ｐＨ程度に設定され、入力側伝送線路Ｌｉｎ１１〜１４のキャパシタンスの値は合計で例えば３０ｆＦ〜１２５ｆＦ程度に設定される。このキャパシタンスの合計値は、入力側伝送線路Ｌｉｎｂ１〜４の値に、増幅セル１２ａ〜１２ｄの入力容量（２５ｆＦ程度）を加えた値に設定される。このようなキャパシタンスの調整は、例えば、入力側伝送線路Ｌｉｎ１１〜１４の距離Ｗ（図７）を小さくすることにより可能とされる。
【符号の説明】
【００７３】
Ｃａ１〜４…容量素子（容量成分）、Ｌｉｎｂ１〜４，Ｌｉｎ１〜４，Ｌｉｎ１１〜１４…入力側伝送線路、Ｌｏｕｔ１〜４…出力側伝送線路、１２ａ〜１２ｂ…増幅セル（増幅回路）、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…進行波型増幅器、１２…増幅セル群（増幅回路群）、Ｒ１，Ｒ１１…終端抵抗、Ｔｉｎ，Ｔｉｎｂ…入力端子（入力ポート）、Ｔｏｕｔ…出力端子（出力ポート）。
【図１】
2017017411.tif 000004
【図２】
2017017411.tif 000005
【図３】
2017017411.tif 000006
【図４】
2017017411.tif 000007
【図５】
2017017411.tif 000008
【図６】
2017017411.tif 000009
【図７】
2017017411.tif 000010
【図８】
2017017411.tif 000011
【図９】
2017017411.tif 000012
【図１０】
2017017411.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
2017017411.tif 000015
【図１３】
2017017411.tif 000016
【図１４】
2017017411.tif 000017
【図１５】
2017017411.tif 000018
【図１６】
2017017411.tif 000019