共阴共栅放大器
阅读：655发布：2024-02-19
专利汇可以提供共阴共栅放大器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及共阴共栅 放大器 ，获得能够抑制起因于布线 电阻 的输出功率的降低的共阴共栅放大器。晶体管Tr1a~Tr1f分别共阴共栅连接于晶体管Tr2a~Tr2f。布线（Wg1）依次连接于晶体管Tr1a~Tr1f）的栅极。并联连接的布线（Wg2、Wg3）依次连接于晶体管（Tr2a~Tr2f）的栅极。电容C1）连接在布线（Wg2）的一端与接地点之间。，下面是共阴共栅放大器专利的具体信息内容。
1.一种共阴共栅放大器，其特征在于，具备：
多个第一晶体管；
多个第二晶体管，分别共阴共栅连接于所述多个第一晶体管；
第一布线，依次连接于所述多个第一晶体管的控制端子；
第二布线，依次连接于所述多个第二晶体管的控制端子；以及
电容，在所述多个第二晶体管的控制端子之前连接在所述第二布线的一端与接地点之间，
所述第二布线具有并联连接的2根以上的布线。
2.根据权利要求1所述的共阴共栅放大器，其特征在于，所述第一布线具有并联连接的
2根以上的布线。
3.一种共阴共栅放大器，其特征在于，具备：
多个第一晶体管；
多个第二晶体管，分别共阴共栅连接于所述多个第一晶体管；
第一布线，依次连接于所述多个第一晶体管的控制端子；
第二布线，依次连接于所述多个第二晶体管的控制端子；
第一电容，在所述多个第二晶体管的控制端子之前连接在所述第二布线的一端与接地点之间；以及
第二电容，连接在所述第二布线的另一端与接地点之间。
4.一种共阴共栅放大器，其特征在于，具备：
多个第一晶体管；
多个第二晶体管，分别共阴共栅连接于所述多个第一晶体管；
第一布线，依次连接于所述多个第一晶体管的控制端子；
第二布线，依次连接于所述多个第二晶体管的控制端子；以及
多个电容，分别连接在所述多个第二晶体管的所述控制端子与接地点之间。
5.根据权利要求4所述的共阴共栅放大器，其特征在于，所述共阴共栅放大器是差动放大器。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的共阴共栅放大器，其特征在于，所述多个第一晶体管及所述多个第二晶体管是n沟道MOS晶体管。
共阴共栅放大器
技术领域
[0001] 本发明涉及主要在便携式电话等的移动通信设备中使用的共阴共栅放大器（cascode amplifier）。
背景技术
[0003] 图16是表示共阴共栅放大器的基本结构的电路图。虚线框内是共阴共栅放大器，在此之外是为了构成功率放大器所需要的电路元件。晶体管Tr1、Tr2是n沟道MOS晶体管，它们被共阴共栅连接。将使用了共阴共栅连接的晶体管的放大器称为共阴共栅放大器。
[0005] 晶体管Tr2的栅极经由电容C1接地，并且连接于栅极偏置端子Vg2。即，晶体管Tr2是栅极接地晶体管。晶体管Tr2的源极连接于晶体管Tr1的漏极。晶体管Tr2的漏极经由线路L1连接于共阴共栅放大器的漏极电源端子Vd，并且经由输出匹配电路连接于RF输出信号端子OUT。线路L1具有特定的电气长度并作为电感器而发挥作用。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1：日本特开平5-259765号公报。
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 就构成功率放大器的共阴共栅放大器的晶体管而言，栅极宽度大，被分割成多个单元。在该情况下，各单元的栅极接地晶体管的栅极被栅极布线连接，在该栅极布线的一端与接地点之间连接有电容。可是，由于栅极布线的布线电阻随着栅极宽度（晶体管尺寸）的扩大而变大，所以存在即使扩大栅极宽度，输出功率也不增加的问题。
发明内容
[0011] 本发明正是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于获得一种能够抑制起因于布线电阻的输出功率的降低的共阴共栅放大器。
[0012] 用于解决课题的方案
[0013] 本发明的共阴共栅放大器的特征在于，具备：多个第一晶体管；多个第二晶体管，分别共阴共栅连接于所述多个第一晶体管；布线，依次连接于所述多个第二晶体管的控制端子；以及电容，连接在所述布线的一端与接地点之间，所述布线具有并联连接的2根以上的布线。
[0014] 发明的效果
[0016] 图1是表示本发明实施方式1的共阴共栅放大器的俯视图。
[0017] 图2是表示本发明实施方式1的共阴共栅放大器的电路图。
[0018] 图3是表示比较例1的共阴共栅放大器的俯视图。
[0019] 图4是表示比较例1的共阴共栅放大器的电路图。
[0020] 图5是表示比较例1的共阴共栅放大器的布线电阻和功率增益的关系的图。
[0021] 图6是表示比较例1的共阴共栅放大器的布线电阻和输出功率的关系的图。
[0022] 图7是表示比较例2的共阴共栅放大器的电路图。
[0023] 图8是表示在能够忽视布线电阻的理想状态下的比较例2的共阴共栅放大器的输入功率和输出功率的关系的图。
[0024] 图9是表示在考虑了布线电阻的情况下的比较例2的共阴共栅放大器的输入功率和输出功率的关系的图。
[0025] 图10是表示本发明实施方式2的共阴共栅放大器的俯视图。
[0026] 图11是表示本发明实施方式2的共阴共栅放大器的电路图。
[0027] 图12是表示本发明实施方式3的共阴共栅放大器的俯视图。
[0028] 图13是表示本发明实施方式3的共阴共栅放大器的电路图。
[0029] 图14是表示本发明实施方式4的共阴共栅放大器的电路图。
[0030] 图15是表示比较例3的共阴共栅放大器的电路图。
[0031] 图16是表示共阴共栅放大器的基本结构的电路图。
具体实施方式
[0032] 针对本发明实施方式的共阴共栅放大器，参照附图进行说明。对同样的或对应的结构要素标注相同的附图标记，有省略重复说明的情况。
[0033] 实施方式1.
[0034] 图1是表示本发明实施方式1的共阴共栅放大器的俯视图。图2是表示本发明实施方式1的共阴共栅放大器的电路图。晶体管Tr1a~Tr1f分别共阴共栅连接于晶体管Tr2a~Tr2f。这些晶体管是n沟道MOS晶体管。
[0035] 布线Wg1依次连接于Tr1a~Tr1f的栅极。布线Wg2、Wg3依次连接于Tr2a~Tr2f的栅极。布线Wg2、Wg3相互并联连接。电容C1连接于布线Wg2、Wg3的一端与GND之间。
[0036] Tr1a~Tr1f的源极经由布线Ws连接于GND。Tr1a~Tr1f的漏极经由布线Wsd分别连接于Tr2a~Tr2f的源极。Tr2a~Tr2f的漏极经由布线Wd连接于RF输出信号端子OUT。
[0037] 布线Wg2经由通孔VIA1、VIA3及布线Wg4连接于Vg2端子，布线Wg3经由通孔VIA2、VIA3及布线Wg4连接于Vg2端子。再有，通孔VIA1~VIA3是用于在LSI工艺的多层布线工艺中连接上层布线和下层布线之间的通孔。
[0038] 布线Wg1在各晶体管的栅极之间具有布线电阻Rg1a~Rg1f。布线Wg2在各晶体管的栅极之间具有布线电阻Rg2a~Rg2f。布线Wg3在各晶体管的栅极之间具有布线电阻Rg3a~Rg3f。电阻Rc1是从Vg2端子到电容C1的布线电阻与电容C1自身的寄生电阻之和。电阻Rg1a是从Vg1端子到Tr1a的栅极的布线电阻。电阻Rg2a是从Vg2端子到Tr2a的栅极的布线电阻与通孔VIA1、VIA3的接触电阻之和。电阻Rg3a是从Vg2端子到Tr2a的栅极的布线电阻与通孔VIA2、VIA3的接触电阻之和。
[0039] 接着，与比较例1、2进行比较来说明本实施方式的效果。图3是表示比较例1的共阴共栅放大器的俯视图。图4是表示比较例1的共阴共栅放大器的电路图。在比较例1中，没有实施方式1的布线Wg3，仅布线Wg2依次连接于Tr2a~Tr2f的栅极。
[0040] 图5是表示比较例1的共阴共栅放大器的布线电阻和功率增益的关系的图。可知，当布线Wg2的布线电阻变大时功率增益降低，并且输出功率的最大值降低。
[0041] 图6是表示比较例1的共阴共栅放大器的布线电阻和输出功率的关系的图。可知，与晶体管单元为3个的情况相比，晶体管单元为6个的情况的输出功率更小。即，在比较例1中，即使增大栅极宽度（晶体管尺寸），相反地输出功率变小。
[0042] 图7是表示比较例2的共阴共栅放大器的电路图。该电路是在比较例1的电路中追加了监视从共阴共栅放大器整体输出的功率的功率计PM0和监视从共阴共栅放大器的各单元输出的功率的功率计PM1~PM6的电路。
[0043] 图8是表示在能够忽视布线电阻的理想状态下的比较例2的共阴共栅放大器的输入功率和输出功率的关系的图。以功率计PM1~6监视的功率是相同的。
[0044] 图9是表示在考虑了布线电阻的情况下的比较例2的共阴共栅放大器的输入功率和输出功率的关系的图。以功率计PM1~6监视的功率不同，共阴共栅放大器的各单元进行不均等工作。
[0045] 像这样在比较例1、2中，虽然在能够忽视布线Wg2的布线电阻的理想状态下栅极宽度越大输出功率变得越大，但是当考虑布线电阻时存在栅极宽度越大输出功率变得越小的问题。在例如针对Tr2a和Tr2f比较栅极与电容C1之间的布线电阻的情况下，Tr2f的电阻值变得比Tr2a的电阻值高Rg2b+Rg2c+Rg2d+Rg2e+Rg2f。因此，以Tr1f和Tr2f构成的共阴共栅放大器的功率增益降低，并且能够取出的最大输出功率降低。
[0046] 与此相对地，在本实施方式中，2根布线Wg2、Wg3并联连接于Tr2a~Tr2f的栅极。由此能够使布线电阻变成一半，因此即使是栅极宽度大的共阴共栅放大器，也能够抑制起因于布线电阻的输出功率的降低。此外，由于栅极间的布线电阻的差变小，所以也能够抑制共阴共栅放大器的各单元之间的不均等工作。
[0047] 再有，在本实施方式中2根布线Wg2、Wg3并联连接于Tr2a~Tr2f的栅极，但不局限于此，通过将2根以上的布线并联连接于Tr2a~Tr2f的栅极，从而也能够获得效果。
[0048] 此外，由于连接于Tr1a~Tr1f的栅极的布线Wg1的布线电阻，也可能导致在输入到各晶体管的栅极的功率中产生差，成为不均等工作的原因。因此，同样地通过将2根以上的布线并联连接于Tr1a~Tr1f的栅极，从而输入功率的差异变小，能够抑制不均等工作。
[0049] 实施方式2.
[0050] 图10是表示本发明实施方式2的共阴共栅放大器的俯视图。图11是表示本发明实施方式2的共阴共栅放大器的电路图。与实施方式1不同，第一电容C1a连接在布线Wg2的一端与接地点之间，第二电容C1b连接在布线Wg2的另一端与接地点之间。电阻Rc1a是Vg2端子和第一电容C1a之间的布线与通路孔（via hole）的寄生电阻之和，电阻Rc1b是Tr2f的栅极和第二电容C1b之间的布线与通路孔的寄生电阻之和。
[0051] 在本实施方式中通过将RF接地用的电容分割成2个，从而能够减少每1个电容的寄生电阻。而且，通过在布线Wg2的两端配置电容C1a、C1b，从而能够使布局中心附近的Tr2c和电容C1a或C1b之间的布线电阻为比较例1的Tr2f和电容C1之间的布线电阻的一半。因此，能够抑制起因于布线电阻的输出功率的降低。此外，由于栅极间的布线电阻的差变小，所以也能够抑制共阴共栅放大器的各单元之间的不均等工作。
[0052] 实施方式3.
[0053] 图12是表示本发明实施方式3的共阴共栅放大器的俯视图。图13是表示本发明实施方式3的共阴共栅放大器的电路图。与实施方式1不同，电容C1a~C1f分别连接在Tr2a~Tr2f的栅极与GND之间。布线Wg5a~Wg5f分别连接Tr2a~Tr2f的栅极和电容C1a~C1f。电阻Rc1a~Rc1f分别是布线Wg5a~Wg5f的寄生电阻与通路孔的寄生电阻之和。
[0054] 在本实施方式中通过将接地电容按每个单元分割成6个，从而每1个电容的布局面积变小，能够减少布线电阻。而且，由于连接栅极和接地电容的布线变成多根，所以能够减小布线电阻。因此，能够抑制起因于布线电阻的输出功率的降低。进而，通过按每个晶体管单元设置接地电容，从而能够忽视连接晶体管之间的布线Wg2的布线电阻Rg2b~Rg2f的影响，因此也能够抑制共阴共栅放大器的各单元之间的不均等工作。
[0055] 实施方式4.
[0056] 图14是表示本发明实施方式4的共阴共栅放大器的电路图。该共阴共栅放大器是差动放大器。晶体管Tr1a、Tr1b和晶体管Tr2a、Tr2b的共阴共栅放大器与晶体管Tr3a、Tr3b和晶体管Tr4a、Tr4b的共阴共栅放大器形成差动对。电容C2a、C2b、C4a、C4b分别连接在各个Tr2a、Tr2b、Tr4a、Tr4b的栅极与GND之间。
[0057] 与比较例3进行比较来说明本实施方式的效果。图15是表示比较例3的共阴共栅放大器的电路图。在比较例3中，在Tr2a、Tr2b、Tr4a、Tr4b的栅极的连接点n1和接地点之间连接有1个电容C1作为接地电容。可是，由于随着栅极宽度（晶体管尺寸）的扩大，布线电阻Rc1、Rg2a、Rg2b、Rg4a、Rg4b的影响变大，所以如果不增大接地电容就不能实现假想接地。
[0058] 与此相对地，在本实施方式中通过将接地电容按每个单元分割成4个，从而每1个电容的布局面积变小，能够减少布线电阻。而且，由于连接栅极和接地电容的布线变成多根，所以能够减小布线电阻。因此，能够以比较小的接地电容实现在差动放大器的栅极的连接点n1的假想接地。
[0059] 附图标记的说明：
[0060] C1、C1a、C1b、C1a~C1f 电容；
[0061] Tr1a~Tr1f 晶体管（第一晶体管）；
[0062] Tr2a~Tr2f 晶体管（第二晶体管）；
[0063] Wg1、Wg2、Wg3 布线。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 视锥视杆双模态仿生视觉传感器 | 2020-05-08 | 117 |
| 一种超宽带两位移相器 | 2020-05-08 | 773 |
| 一种基于实时嵌入式系统的硬件在环仿真方法 | 2020-05-08 | 204 |
| 一种加热炉温度控制过程中的误差矫正方法 | 2020-05-08 | 915 |
| 一种微压差信号变换电路 | 2020-05-11 | 957 |
| 双模态仿生视觉传感器 | 2020-05-08 | 538 |
| 一种基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测方法及装置 | 2020-05-11 | 146 |
| 具有幅度相位补偿的晶体振荡器的频率补偿系统 | 2020-05-08 | 623 |
| 一种读写控制电路和存储器 | 2020-05-08 | 113 |
| 一种鲨鱼鳍天线 | 2020-05-08 | 501 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈