專利名稱：微波放大器的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有對毫米波和微波頻段的頻率信號進行放大的晶體管微波放大器。
背景技術：
第1圖所示為特開昭61-285811號公報中公布的現有的微波放大器電路原理圖，第1圖中，1表示場效應晶體管，2表示此場效應晶體管1的接地端子，3表示連接在接地端子2處的穩定電阻，4表示一端與穩定電阻3相連接其另一端被接地的接地導體模塊，5表示具有長度為場效應晶體管1工作頻率的1／4波長長度，并在接地端子2處相對于由穩定電阻3和接地導體模塊4所構成的串聯回路呈并聯連接的開路短線。
下面說明其工作原理。
第1圖所示的微波放大器是根據場效應晶體管1的柵極所施加的輸入柵極電壓的大小，對漏極D流入源極S的電流實行放大控制的裝置。
第1圖中，接地導體模塊4是將場效應晶體管1的接地端子2接地的線路，在低頻段此接地導體模塊4的感抗分量可忽略不計使場效應晶體管1與地導通，在高頻率段由于接地導體模塊4的感抗分量不能被忽略不計，相當于一個具有感抗成份的前端短路短線的作用。因此，在高頻段由于感抗分量所產生的作用使得場效晶體管1的增益產生劣化。
這里，作為對高頻段的工作頻率進行放大的微波放大器來說，由于其設定長度為工作頻率的1／4波長長度的開路短線5被連接于接地端子2處，在工作頻率范圍內由于此開路短線5的作用使得接地端子2被高頻性接地。
然而，對于工作頻率中的某些頻率，接地導體模塊4的感抗分量與開路短線5的容抗分量作用會發生并聯共振，使得處于并聯共振頻率處的接地端子2的阻抗分量將趨近于無窮大。
這里，在接地端子2與接地導體模塊4之間接入穩定電阻3，對并聯共振頻率處的無用并聯共振進行仰制。
此外，第2圖示出了電子情報通信學會·信學技報MW92-149[HEM T直接冷卻型低雜音放大器](1993年2月出版)中給出的現有的微波放大器的電路原理圖，第2圖中，1表示場效應晶體管，2表示此場效應晶體管1的接地端子，7表示其一端與接地端子2相連接另一端接地的感抗。
下面說明其工作原理第2圖所示的微波放大器是根據場效應晶體管1的柵極處所施加的輸入柵極電壓的大小，對漏極D流入源極S的電流實行放大控制的裝置。
第2圖中，電感7是場效應晶體管1的雜音為最小時的輸入阻抗，與反射為最小阻抗相接近，使雜音特性和反射特性同時得到提高。
因為通常使用的微波放大器由如上所示的電路構成，對于第1圖所示的微波放大器，為了仰制由接地導體模塊4的感抗分量與開路短線5的寄生容量分量作用引起的無用并聯共振，在接地端子2和接地導體模塊4之間接入了一個穩定電阻3，由于穩定電阻3的原因使當向場效應晶體管1施加偏壓時產生電壓下降，所以對功耗電流增大功率輸出增高的放大器來說不能適用。
另一方面，對于第2圖所示出的微波放大器，由于場效應晶體管1的接地端子2處接有電感7，針對于工作頻率中的某些頻率，此電感7的感抗分量與由于此電感7產生的容抗分量作用發生并聯共振，因為在并聯共振頻率處將使得接地端子2的等效阻抗趨近于無窮大，所以遇到了無法使微波放大器穩定工作的課題。
本發明的動機是為了解決如上所述遇到課題，目的是為了得到一個能穩定工作的微波放大器。
發明的公開本發明所涉及的微波放大器的具體構成包括有，一端與晶體管的接地端子相連接另一端被接地的導體模塊；具有長度為上述晶體管工作頻率的1／4波長長度，在上述晶體管的接地端子處相對于上述接地導體模塊呈并列連接的開路短線；在上述晶體管接地端子處相對于上述接地導體模塊呈并列連接的穩定電阻；和具有長度為上述接地導體模塊與上述開路短線的并聯共振頻率的1／4波長長度，并與上述穩定電阻的另一端相連接的第2開路短線。
據此，可對由接地導體模塊的感抗分量及第1的開路短線的容抗分量引起的無用的并聯共振進行仰制，同時不發生如使用現有技術那樣當向晶體管1施加一個偏壓時使穩定電阻上的電壓下降現象，使微波放大器能穩定工作，即使是對功耗電流變大且輸出功率增高的放大器也同樣適用。
本發明所涉及的微波放大器的具體構成包括有，一種微波放大器，包括一端與晶體管的接地端子相連接另一端被接地的導體模塊；具有長度為上述晶體管工作頻率的1／4波長長度，在上述晶體管的接地端子處相對于上述接地導體模塊呈并列連接的開路短線；在上述晶體管接地端子處相對于上述接地導體模塊呈并列連接的穩定電阻；以及與上述穩定電阻的一端相連接其另一端被接地的電容器。
據此，可對由接地導體模塊的感抗分量及第1的開路短線的容抗分量引起的無用的并聯共振進行仰制，同時不發生如使用通常技術那樣當向晶體管處施加一個偏壓時使穩定電阻上的電壓下降現象，使微波放大器能穩定工作，即使是對功耗電流變大且輸出功率增高的放大器也同樣適用。
本發明所涉及的微波放大器的具體構成包括有，一端與晶體管的接地端子相連接其另一端被接地的電感，在上述晶體管的接地端子一端相對于電感呈并列連接的電阻，和具有長度為所述電感與該電感作用下的容抗分量的并聯共振頻率的1／4波長長度，并且與上述電阻的另一端相連接的第3開路短線。
據此，對由電感的感抗分量及容抗分量引起的無用的并聯共振進行仰制，使微波放大器能工作穩定。
第2圖所示為現有的微波放大器電路原理圖。
第3圖所示為利用本發明實施形態1的微波放大器電路原理圖。
第4圖所示為利用本發明實施形態2的微波放大器電路原理圖。
第5圖所示為利用本發明實施形態3的微波放大器電路原理圖。
實施本發明所需的最佳狀態以下，為了對本發明進行詳細說明，有關本發明實施的最佳狀態，參照附圖
與以說明。實施形態1第3圖所示為本發明實施形態1的微波放大器電路原理圖，第3圖中，1表示場效應晶體管(晶體管)，2表示此場效應晶體管的接地端子，5表示具有長度為場效應晶體管工作頻率的1／4波長的開路短線(第1開路短線)，以上所述內容與背景技術第1圖所示相同。
此外，11表示一端與接地端子2相連接其另一端接地的接地的導體模塊，12表示一端相對于接地導體模塊呈并列連接于接地端子2的穩定電阻(電阻)，13表示具有長度為接地導體模塊11與開路短線5的并聯共振頻率的1／4波長長度，與穩定電阻12端的另一端的接點14端相連接的開路短線(第2的開路短線)。關于工作原理說明如下第3圖所示的微波放大器是根據場效應晶體管1的柵極所施加的輸入柵極電壓的大小，對漏極D流入源極S的電流進行放大控制的裝置。
第3圖中，接地導體模塊11是場效應晶體管1的接地線路，在低頻率段雖然接地導體模塊11的感抗分量可被忽略不計使場效應晶體管1被接地，但是在高頻率段接地導體模塊11的感抗分量不可忽視不計，其作用可等效為具有感抗分量的前端短路短線。因此，在高頻率段由于接地導體模塊11的感抗分量的影響使得場效應管1的增益劣化。
對于高頻率段作為工作頻率進行放大的微波放大器，在接地端子2處接入一個設定長度為工作頻率的1／4波長長度的開路短線，利用此開路短線作用使接地端子2在工作頻率范圍內可視為被高頻性接地。
然而，對于處在工作頻率范圍中的某些頻率，接地導體模塊11的感抗分量與開路短線5的容抗分量作用發生并聯共振，因為此并聯共振頻率處接地端子2的電抗分量將趨近于無窮大，所以，在并聯共振頻率附近場效應管工作狀態不穩定或產生無用共振的情況也有可能發生。
因此，在接地端子2處接入由穩定電阻12和開路短線13組成的串聯電路，因為開路短線13的長度被設定等于共振頻率的1／4波長長度，所以在共振頻率處穩定電阻12和開路短線13的相接點14處可視為被高頻性接地。進一步說，在該并聯諧振頻率由于使穩定電阻12的連結點14被接地，由接地導體模塊11與開路短線5所組成回路，對并聯諧振頻率引起的無用的并聯共振進行仰制。
如上所述，根據本實施形態1，在接地端子2處直接接入接地導體模塊11，因為接地端子2處連接有由穩定電阻12與設定長度為共振頻率的1／4波長長度的開路短線所組成的串聯線路，所以，利用接地導體模塊11的感抗分量及開路短線5的容抗分量作用可對無用的并聯共振進行仰制，同時也不會發生如背景技術3那樣當向場效應晶體管1處施加一個偏壓時在穩定電阻3上產生電壓下降現象，使得微波放大器可穩定工作，即使是對功耗電流變大且輸出功率增高的放大器也同樣適用。
此外，在本實施的形態1中，微波放大器使用的是場效應晶體管1，但換用雙極型晶體管替代場效應晶體管1也可得到同樣效果。
實施形態2第4圖所示為利用本發明實施形態2構成的微波放大器電路原理圖。第4圖中，21表示一端與穩定電阻12的一端相連結另一端被接地的電容器。
第4圖中的其他部分，與第3圖所示相同且使用符號相同故此說明省略。關于工作原理說明如下作為前述的實施形態1，利用設定長度為接地導體模塊11與開路短線5的并聯共振頻率的1／4波長長度的開路短線13，使穩定電阻器12的接續點14端被接地，而本實施形態2，是利用電容器21，使穩定電阻12的接續點14端被接地。
電容器21的容抗可由其并聯共振頻率所積蓄的電荷提供。即，所選電容的容抗只要大于接續點14接地時其等效容抗即可。
較嚴格的說，滿足下式條件的容抗為最佳。
1／j2πfoC＜＜R其中fo并聯共振頻率C電容器21的容抗
R穩定電阻12的電阻值這樣，利用電容器21使連接點14在共振頻率被接地，形成由穩定電阻12，對由接地導體模塊11和開路短線5構成的回路，在并聯共振頻率所產生的無用并聯共振進行抑制。
如上所述，根據本實施形態2，在接地端子2處直接入接地導體模塊11，因為此接地端子2處接有由電阻12和電容器21組成的串聯線路，所以與前述的實施形態1同樣，可對由接地導體模塊11的感抗分量及開路短線5的容抗分量引起的無用的并聯共振進行仰制，同時也不會發生如背景技術3那樣當向場效應晶體管1處施加一個偏壓時在穩定電阻3上產生電壓下降現象，使得微波放大器可穩定工作，即使是對功耗電流變大且輸出功率增高的放大器也同樣適用。
此外，如果電容器21選用芯片電容或MIM電容器等，可實現微波放大器的小型化。
實施形態3第5圖所示為利用本實施形態3構成的微波放大器電路原理圖。第5圖中，1表示場效應晶體管，2表示場效應晶體管1的接地端子。7表示一端與接地端子2相連接且另一端接地的電感，以上所述部分與背景技術所示第2圖所示內容相同。
此外，31表示一端相對于電感7呈并列連接于晶體管的接地端子2的電阻(電阻)，32表示具有長度為電感7與電感7所產生的容抗參量的并聯共振頻率的1／4波長長度，與穩定電阻31的另一端33點相連結的開路短線(第3的開路短線)。關于工作原理說明如下第5圖所示的微波放大器是根據場效應晶體管1的柵極所施加的輸入柵極電壓的大小，對漏極D流入源極S的電流實行放大控制的裝置。
第5圖中的電感7是使場效應晶體管1的雜音為最小時的輸入阻抗，與最小反射阻抗相接近，使雜音特性和反射特性同時得到提高。
然而，電感7可由開路短線或者螺旋電感等的分布參量元件，薄片電感等的集總參量元件構成，對于微波放大器工作頻率中的某些頻率，此電感7的感抗分量與電感7的寄生容量分量作用發生并聯共振，因為在共振頻率處接地端子2的電抗將趨近于無窮大，所以在共振頻率附近有時將會發生場效應晶體管1的工作狀態不穩定或產生無用諧振現象。
對此，在接地端子2處接入由穩定電阻31和開路短線32組成的串聯線路，因為先端開放短線設定長度為共振頻率的1／4波長長度，所以在共振頻率穩定電阻31與開路短線32的接續點33被高頻率性接地，并且，由于在共振頻率穩定電阻31的連接點33被接地，電感7的感抗分量和容抗分量作用形成并聯共振回路，它所產生的共振頻率中的無用并聯共振由穩定電阻31進行仰制。
如上所述，根據本實施形態3，因為接地端子2處接入了穩定電阻31和設定長度為并聯共振頻率的1／4波長長度的開路短線組成的串聯線路，可對由電感的感抗分量及容抗分量引起的無用的并聯共振進行仰制，使微波放大器能工作穩定。
此外，作為本實施形態3，微波放大器使用的是場效應晶體管1，但換用雙極型晶體管替代場效應晶體管1也可得到同樣效果。
工業上利用的可能性如上所述本發明所涉及的微波放大器，可對由接地導體模塊11的感抗分量與開路短線5的容抗分量作用引起的無用的并聯共振進行仰制，同時也不會產生當向場效應晶體管1處施加一個偏壓時的電壓下降現象，使得微波放大器可穩定工作。
權利要求
1．一種微波放大器，包括一端與晶體管的接地端子相連接另一端被接地的導體模塊；具有長度為上述晶體管工作頻率的1／4波長長度，在上述晶體管的接地端子處相對于上述接地導體模塊呈并列連接的開路短線；在上述晶體管接地端子處相對于上述接地導體模塊呈并列連接的穩定電阻；和具有長度為上述接地導體模塊與上述開路短線的并聯共振頻率的1／4波長長度，并與上述穩定電阻的另一端相連接的第2開路短線。
2．一種微波放大器，包括一種微波放大器，包括一端與晶體管的接地端子相連接另一端被接地的導體模塊；具有長度為上述晶體管工作頻率的1／4波長長度，在上述晶體管的接地端子處相對于上述接地導體模塊呈并列連接的開路短線；在上述晶體管接地端子處相對于上述接地導體模塊呈并列連接的穩定電阻；以及與上述穩定電阻的一端相連接其另一端被接地的電容器。
3．一種微波放大器，包括一端與晶體管的接地端子相連接其另一端被接地的電感，在上述晶體管的接地端子一端相對于電感呈并列連接的電阻，和具有長度為所述電感與該電感作用下的容抗分量的并聯共振頻率的1／4波長長度，并且與上述電阻的另一端相連接的第3開路短線。
全文摘要
在場效應管1的接地端子2處直接入接接地導體模塊11,由于接地端子2處串聯接入的穩定電阻12與設定長度為共振頻率的1/4波長長度的開路短線13所構成的串聯回路作用,抑制了在接地導體模塊11及開路短線5處發生的無用的并聯共振,同時也不發生如背景技術那樣當向場效應晶體管1處施加一個偏壓時在穩定電阻3上產生電壓下降現象,使微波放大器得以穩定工作。
文檔編號H01P5/02GK1290423SQ99802746
公開日2001年4月4日 申請日期1999年6月10日 優先權日1998年12月7日
發明者內田浩光, 大島毅, 伊藤康之 申請人:三菱電機株式會社