专利名称：微波放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有对毫米波和微波频段的频率信号进行放大的晶体管微波放大器。
背景技术：
第1图所示为特开昭61-285811号公报中公布的现有的微波放大器电路原理图，第1图中，1表示场效应晶体管，2表示此场效应晶体管1的接地端子，3表示连接在接地端子2处的稳定电阻，4表示一端与稳定电阻3相连接其另一端被接地的接地导体模块，5表示具有长度为场效应晶体管1工作频率的1／4波长长度，并在接地端子2处相对于由稳定电阻3和接地导体模块4所构成的串联回路呈并联连接的开路短线。
下面说明其工作原理。
第1图所示的微波放大器是根据场效应晶体管1的栅极所施加的输入栅极电压的大小，对漏极D流入源极S的电流实行放大控制的装置。
第1图中，接地导体模块4是将场效应晶体管1的接地端子2接地的线路，在低频段此接地导体模块4的感抗分量可忽略不计使场效应晶体管1与地导通，在高频率段由于接地导体模块4的感抗分量不能被忽略不计，相当于一个具有感抗成份的前端短路短线的作用。因此，在高频段由于感抗分量所产生的作用使得场效晶体管1的增益产生劣化。
这里，作为对高频段的工作频率进行放大的微波放大器来说，由于其设定长度为工作频率的1／4波长长度的开路短线5被连接于接地端子2处，在工作频率范围内由于此开路短线5的作用使得接地端子2被高频性接地。
然而，对于工作频率中的某些频率，接地导体模块4的感抗分量与开路短线5的容抗分量作用会发生并联共振，使得处于并联共振频率处的接地端子2的阻抗分量将趋近于无穷大。
这里，在接地端子2与接地导体模块4之间接入稳定电阻3，对并联共振频率处的无用并联共振进行仰制。
此外，第2图示出了电子情报通信学会·信学技报MW92-149[HEM T直接冷却型低杂音放大器](1993年2月出版)中给出的现有的微波放大器的电路原理图，第2图中，1表示场效应晶体管，2表示此场效应晶体管1的接地端子，7表示其一端与接地端子2相连接另一端接地的感抗。
下面说明其工作原理第2图所示的微波放大器是根据场效应晶体管1的栅极处所施加的输入栅极电压的大小，对漏极D流入源极S的电流实行放大控制的装置。
第2图中，电感7是场效应晶体管1的杂音为最小时的输入阻抗，与反射为最小阻抗相接近，使杂音特性和反射特性同时得到提高。
因为通常使用的微波放大器由如上所示的电路构成，对于第1图所示的微波放大器，为了仰制由接地导体模块4的感抗分量与开路短线5的寄生容量分量作用引起的无用并联共振，在接地端子2和接地导体模块4之间接入了一个稳定电阻3，由于稳定电阻3的原因使当向场效应晶体管1施加偏压时产生电压下降，所以对功耗电流增大功率输出增高的放大器来说不能适用。
另一方面，对于第2图所示出的微波放大器，由于场效应晶体管1的接地端子2处接有电感7，针对于工作频率中的某些频率，此电感7的感抗分量与由于此电感7产生的容抗分量作用发生并联共振，因为在并联共振频率处将使得接地端子2的等效阻抗趋近于无穷大，所以遇到了无法使微波放大器稳定工作的课题。
本发明的动机是为了解决如上所述遇到课题，目的是为了得到一个能稳定工作的微波放大器。
发明的公开本发明所涉及的微波放大器的具体构成包括有，一端与晶体管的接地端子相连接另一端被接地的导体模块；具有长度为上述晶体管工作频率的1／4波长长度，在上述晶体管的接地端子处相对于上述接地导体模块呈并列连接的开路短线；在上述晶体管接地端子处相对于上述接地导体模块呈并列连接的稳定电阻；和具有长度为上述接地导体模块与上述开路短线的并联共振频率的1／4波长长度，并与上述稳定电阻的另一端相连接的第2开路短线。
据此，可对由接地导体模块的感抗分量及第1的开路短线的容抗分量引起的无用的并联共振进行仰制，同时不发生如使用现有技术那样当向晶体管1施加一个偏压时使稳定电阻上的电压下降现象，使微波放大器能稳定工作，即使是对功耗电流变大且输出功率增高的放大器也同样适用。
本发明所涉及的微波放大器的具体构成包括有，一种微波放大器，包括一端与晶体管的接地端子相连接另一端被接地的导体模块；具有长度为上述晶体管工作频率的1／4波长长度，在上述晶体管的接地端子处相对于上述接地导体模块呈并列连接的开路短线；在上述晶体管接地端子处相对于上述接地导体模块呈并列连接的稳定电阻；以及与上述稳定电阻的一端相连接其另一端被接地的电容器。
据此，可对由接地导体模块的感抗分量及第1的开路短线的容抗分量引起的无用的并联共振进行仰制，同时不发生如使用通常技术那样当向晶体管处施加一个偏压时使稳定电阻上的电压下降现象，使微波放大器能稳定工作，即使是对功耗电流变大且输出功率增高的放大器也同样适用。
本发明所涉及的微波放大器的具体构成包括有，一端与晶体管的接地端子相连接其另一端被接地的电感，在上述晶体管的接地端子一端相对于电感呈并列连接的电阻，和具有长度为所述电感与该电感作用下的容抗分量的并联共振频率的1／4波长长度，并且与上述电阻的另一端相连接的第3开路短线。
据此，对由电感的感抗分量及容抗分量引起的无用的并联共振进行仰制，使微波放大器能工作稳定。
第2图所示为现有的微波放大器电路原理图。
第3图所示为利用本发明实施形态1的微波放大器电路原理图。
第4图所示为利用本发明实施形态2的微波放大器电路原理图。
第5图所示为利用本发明实施形态3的微波放大器电路原理图。
实施本发明所需的最佳状态以下，为了对本发明进行详细说明，有关本发明实施的最佳状态，参照附图
与以说明。实施形态1第3图所示为本发明实施形态1的微波放大器电路原理图，第3图中，1表示场效应晶体管(晶体管)，2表示此场效应晶体管的接地端子，5表示具有长度为场效应晶体管工作频率的1／4波长的开路短线(第1开路短线)，以上所述内容与背景技术第1图所示相同。
此外，11表示一端与接地端子2相连接其另一端接地的接地的导体模块，12表示一端相对于接地导体模块呈并列连接于接地端子2的稳定电阻(电阻)，13表示具有长度为接地导体模块11与开路短线5的并联共振频率的1／4波长长度，与稳定电阻12端的另一端的接点14端相连接的开路短线(第2的开路短线)。关于工作原理说明如下第3图所示的微波放大器是根据场效应晶体管1的栅极所施加的输入栅极电压的大小，对漏极D流入源极S的电流进行放大控制的装置。
第3图中，接地导体模块11是场效应晶体管1的接地线路，在低频率段虽然接地导体模块11的感抗分量可被忽略不计使场效应晶体管1被接地，但是在高频率段接地导体模块11的感抗分量不可忽视不计，其作用可等效为具有感抗分量的前端短路短线。因此，在高频率段由于接地导体模块11的感抗分量的影响使得场效应管1的增益劣化。
对于高频率段作为工作频率进行放大的微波放大器，在接地端子2处接入一个设定长度为工作频率的1／4波长长度的开路短线，利用此开路短线作用使接地端子2在工作频率范围内可视为被高频性接地。
然而，对于处在工作频率范围中的某些频率，接地导体模块11的感抗分量与开路短线5的容抗分量作用发生并联共振，因为此并联共振频率处接地端子2的电抗分量将趋近于无穷大，所以，在并联共振频率附近场效应管工作状态不稳定或产生无用共振的情况也有可能发生。
因此，在接地端子2处接入由稳定电阻12和开路短线13组成的串联电路，因为开路短线13的长度被设定等于共振频率的1／4波长长度，所以在共振频率处稳定电阻12和开路短线13的相接点14处可视为被高频性接地。进一步说，在该并联谐振频率由于使稳定电阻12的连结点14被接地，由接地导体模块11与开路短线5所组成回路，对并联谐振频率引起的无用的并联共振进行仰制。
如上所述，根据本实施形态1，在接地端子2处直接接入接地导体模块11，因为接地端子2处连接有由稳定电阻12与设定长度为共振频率的1／4波长长度的开路短线所组成的串联线路，所以，利用接地导体模块11的感抗分量及开路短线5的容抗分量作用可对无用的并联共振进行仰制，同时也不会发生如背景技术3那样当向场效应晶体管1处施加一个偏压时在稳定电阻3上产生电压下降现象，使得微波放大器可稳定工作，即使是对功耗电流变大且输出功率增高的放大器也同样适用。
此外，在本实施的形态1中，微波放大器使用的是场效应晶体管1，但换用双极型晶体管替代场效应晶体管1也可得到同样效果。
实施形态2第4图所示为利用本发明实施形态2构成的微波放大器电路原理图。第4图中，21表示一端与稳定电阻12的一端相连结另一端被接地的电容器。
第4图中的其他部分，与第3图所示相同且使用符号相同故此说明省略。关于工作原理说明如下作为前述的实施形态1，利用设定长度为接地导体模块11与开路短线5的并联共振频率的1／4波长长度的开路短线13，使稳定电阻器12的接续点14端被接地，而本实施形态2，是利用电容器21，使稳定电阻12的接续点14端被接地。
电容器21的容抗可由其并联共振频率所积蓄的电荷提供。即，所选电容的容抗只要大于接续点14接地时其等效容抗即可。
较严格的说，满足下式条件的容抗为最佳。
1／j2πfoC＜＜R其中fo并联共振频率C电容器21的容抗
R稳定电阻12的电阻值这样，利用电容器21使连接点14在共振频率被接地，形成由稳定电阻12，对由接地导体模块11和开路短线5构成的回路，在并联共振频率所产生的无用并联共振进行抑制。
如上所述，根据本实施形态2，在接地端子2处直接入接地导体模块11，因为此接地端子2处接有由电阻12和电容器21组成的串联线路，所以与前述的实施形态1同样，可对由接地导体模块11的感抗分量及开路短线5的容抗分量引起的无用的并联共振进行仰制，同时也不会发生如背景技术3那样当向场效应晶体管1处施加一个偏压时在稳定电阻3上产生电压下降现象，使得微波放大器可稳定工作，即使是对功耗电流变大且输出功率增高的放大器也同样适用。
此外，如果电容器21选用芯片电容或MIM电容器等，可实现微波放大器的小型化。
实施形态3第5图所示为利用本实施形态3构成的微波放大器电路原理图。第5图中，1表示场效应晶体管，2表示场效应晶体管1的接地端子。7表示一端与接地端子2相连接且另一端接地的电感，以上所述部分与背景技术所示第2图所示内容相同。
此外，31表示一端相对于电感7呈并列连接于晶体管的接地端子2的电阻(电阻)，32表示具有长度为电感7与电感7所产生的容抗参量的并联共振频率的1／4波长长度，与稳定电阻31的另一端33点相连结的开路短线(第3的开路短线)。关于工作原理说明如下第5图所示的微波放大器是根据场效应晶体管1的栅极所施加的输入栅极电压的大小，对漏极D流入源极S的电流实行放大控制的装置。
第5图中的电感7是使场效应晶体管1的杂音为最小时的输入阻抗，与最小反射阻抗相接近，使杂音特性和反射特性同时得到提高。
然而，电感7可由开路短线或者螺旋电感等的分布参量元件，薄片电感等的集总参量元件构成，对于微波放大器工作频率中的某些频率，此电感7的感抗分量与电感7的寄生容量分量作用发生并联共振，因为在共振频率处接地端子2的电抗将趋近于无穷大，所以在共振频率附近有时将会发生场效应晶体管1的工作状态不稳定或产生无用谐振现象。
对此，在接地端子2处接入由稳定电阻31和开路短线32组成的串联线路，因为先端开放短线设定长度为共振频率的1／4波长长度，所以在共振频率稳定电阻31与开路短线32的接续点33被高频率性接地，并且，由于在共振频率稳定电阻31的连接点33被接地，电感7的感抗分量和容抗分量作用形成并联共振回路，它所产生的共振频率中的无用并联共振由稳定电阻31进行仰制。
如上所述，根据本实施形态3，因为接地端子2处接入了稳定电阻31和设定长度为并联共振频率的1／4波长长度的开路短线组成的串联线路，可对由电感的感抗分量及容抗分量引起的无用的并联共振进行仰制，使微波放大器能工作稳定。
此外，作为本实施形态3，微波放大器使用的是场效应晶体管1，但换用双极型晶体管替代场效应晶体管1也可得到同样效果。
工业上利用的可能性如上所述本发明所涉及的微波放大器，可对由接地导体模块11的感抗分量与开路短线5的容抗分量作用引起的无用的并联共振进行仰制，同时也不会产生当向场效应晶体管1处施加一个偏压时的电压下降现象，使得微波放大器可稳定工作。
权利要求
1．一种微波放大器，包括一端与晶体管的接地端子相连接另一端被接地的导体模块；具有长度为上述晶体管工作频率的1／4波长长度，在上述晶体管的接地端子处相对于上述接地导体模块呈并列连接的开路短线；在上述晶体管接地端子处相对于上述接地导体模块呈并列连接的稳定电阻；和具有长度为上述接地导体模块与上述开路短线的并联共振频率的1／4波长长度，并与上述稳定电阻的另一端相连接的第2开路短线。
2．一种微波放大器，包括一种微波放大器，包括一端与晶体管的接地端子相连接另一端被接地的导体模块；具有长度为上述晶体管工作频率的1／4波长长度，在上述晶体管的接地端子处相对于上述接地导体模块呈并列连接的开路短线；在上述晶体管接地端子处相对于上述接地导体模块呈并列连接的稳定电阻；以及与上述稳定电阻的一端相连接其另一端被接地的电容器。
3．一种微波放大器，包括一端与晶体管的接地端子相连接其另一端被接地的电感，在上述晶体管的接地端子一端相对于电感呈并列连接的电阻，和具有长度为所述电感与该电感作用下的容抗分量的并联共振频率的1／4波长长度，并且与上述电阻的另一端相连接的第3开路短线。
全文摘要
在场效应管1的接地端子2处直接入接接地导体模块11,由于接地端子2处串联接入的稳定电阻12与设定长度为共振频率的1/4波长长度的开路短线13所构成的串联回路作用,抑制了在接地导体模块11及开路短线5处发生的无用的并联共振,同时也不发生如背景技术那样当向场效应晶体管1处施加一个偏压时在稳定电阻3上产生电压下降现象,使微波放大器得以稳定工作。
文档编号H01P5/02GK1290423SQ99802746
公开日2001年4月4日 申请日期1999年6月10日 优先权日1998年12月7日
发明者内田浩光, 大岛毅, 伊藤康之 申请人:三菱电机株式会社