JPH1126776A - Dual gate fet and high frequency circuit using the same - Google Patents
Dual gate fet and high frequency circuit using the sameInfo
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- JPH1126776A JPH1126776A JP17684897A JP17684897A JPH1126776A JP H1126776 A JPH1126776 A JP H1126776A JP 17684897 A JP17684897 A JP 17684897A JP 17684897 A JP17684897 A JP 17684897A JP H1126776 A JPH1126776 A JP H1126776A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、デュアルゲートF
ETと、該デュアルゲートFETを使用した高周波回路
に関し、特に携帯電話等の無線通信機に使用する高周波
回路に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dual gate F
The present invention relates to an ET and a high-frequency circuit using the dual-gate FET, and particularly to a high-frequency circuit used for a wireless communication device such as a mobile phone.
【0002】[0002]
【従来の技術】無線通信機、特に携帯電話では携帯性を
よくするために、電話機の小型化が行われており、使用
する部品点数の削減を図るために回路の集積化が進めら
れている。しかし、電話機において最も大きく重いもの
は電池であり、該電池を小型化するためには回路の低消
費電力化を図る必要がある。また、携帯電話に使用され
る電力増幅器の消費電流は携帯電話の出力電力にほぼ比
例することから、携帯電話を基地局の近傍で使用する場
合、携帯電話からの無線信号の出力電力を小さくしても
通信できるため、携帯電話からの無線信号の出力電力
を、携帯電話と基地局との距離に応じて変えるようにし
て、携帯電話の低消費電力化が図られてきた。2. Description of the Related Art In a radio communication device, particularly a portable telephone, the size of the telephone is reduced in order to improve portability, and the integration of circuits is promoted in order to reduce the number of parts used. . However, the largest and heaviest thing in a telephone is a battery, and it is necessary to reduce the power consumption of the circuit in order to reduce the size of the battery. In addition, since the current consumption of the power amplifier used in a mobile phone is almost proportional to the output power of the mobile phone, when the mobile phone is used near a base station, the output power of the radio signal from the mobile phone is reduced. Therefore, the power consumption of the mobile phone has been reduced by changing the output power of the wireless signal from the mobile phone according to the distance between the mobile phone and the base station.
【0003】このような携帯電話及び簡易型携帯電話
(PHS:Personal Handyphone System)では、使用す
る周波数が、携帯電話で0.9GHz又は1.5GHz、
簡易型携帯電話では1.9GHzであることから、シリ
コン(Si)素子と比較して高周波での消費電力が小さ
い砒化ガリウム(GaAs)素子が電力増幅器に使用され
る。次に、砒化ガリウム素子として電界効果トランジス
タ(以下、FETと呼ぶ)を用いた電力増幅器について
説明する。[0003] In such portable telephones and simple portable telephones (PHS: Personal Handyphone System), the frequency used is 0.9 GHz or 1.5 GHz for portable telephones.
Since a simple mobile phone has a frequency of 1.9 GHz, a gallium arsenide (GaAs) element, which consumes less power at a high frequency than a silicon (Si) element, is used as a power amplifier. Next, a power amplifier using a field effect transistor (hereinafter, referred to as an FET) as a gallium arsenide element will be described.
【0004】図11は、高周波回路の従来例を示した概
略の回路図であり、図11では、携帯電話等の無線通信
機に使用される電力増幅回路を例にして示している。図
11において、高周波回路100は、電力増幅器からな
る電力増幅部101、制御回路部102、IF回路部1
03、電力検出部104、シングルゲートのFET10
5及び電池106で形成されている。IF回路部103
は、中間周波数の送信信号を高周波信号に変換する回路
であり、電力増幅部101は、IF回路部103で高周
波信号に変換された送信信号を増幅して出力するもので
ある。電力検出部104は、電力増幅部101の出力電
力を検出するものであり、制御回路部102は、電力検
出部で検出された電力値から、電力増幅部101、IF
回路部103及びFET105の制御を行う。FIG. 11 is a schematic circuit diagram showing a conventional example of a high-frequency circuit. FIG. 11 shows an example of a power amplifier circuit used in a wireless communication device such as a mobile phone. In FIG. 11, a high-frequency circuit 100 includes a power amplifying unit 101 including a power amplifier, a control circuit unit 102, an IF circuit unit 1
03, power detector 104, single-gate FET 10
5 and the battery 106. IF circuit section 103
Is a circuit for converting a transmission signal of an intermediate frequency into a high-frequency signal, and the power amplifying section 101 amplifies and outputs the transmission signal converted to a high-frequency signal by the IF circuit section 103. The power detection unit 104 detects the output power of the power amplification unit 101, and the control circuit unit 102 determines the power amplification unit 101, the IF, based on the power value detected by the power detection unit.
The circuit unit 103 and the FET 105 are controlled.
【0005】電力増幅部101は、シングルゲートのF
ET111〜114、インピーダンスの整合を行う整合
回路115〜119、及び抵抗120,121で形成さ
れている。IF回路部103で高周波信号に変換された
送信信号は、電力増幅部101の入力端子INから整合
回路115を介してFET112のゲートに入力され、
電力増幅部101で電力増幅されて出力端子OUTから
出力される。FET105は、制御回路部102からの
制御信号に応じて電池106から供給される電圧を変
え、ドレイン電圧入力端子Dinより電力増幅部101の
FET111及び113の各ドレインに供給するもので
ある。また、制御回路部102は、ゲート電圧入力端子
Ginを介して、電力増幅部101のFET111及び1
13の各ゲートに電圧を供給する。The power amplifying section 101 has a single gate F
ETs 111 to 114, matching circuits 115 to 119 for impedance matching, and resistors 120 and 121 are formed. The transmission signal converted into a high-frequency signal by the IF circuit unit 103 is input from the input terminal IN of the power amplification unit 101 to the gate of the FET 112 via the matching circuit 115,
The power is amplified by the power amplifier 101 and output from the output terminal OUT. The FET 105 changes the voltage supplied from the battery 106 in accordance with a control signal from the control circuit unit 102, and supplies the voltage from the drain voltage input terminal Din to the drains of the FETs 111 and 113 of the power amplification unit 101. Further, the control circuit unit 102 controls the FETs 111 and 1 of the power amplification unit 101 via the gate voltage input terminal Gin.
A voltage is supplied to each of the gates 13.
【0006】ここで、入力端子INに入力される入力電
力をPinとし、出力端子OUTから出力される出力電力
をPoutとし、更にドレイン電圧入力端子Dinに入力さ
れる電圧をVaとし、ゲート電圧入力端子Ginに入力さ
れる電圧をVbとする。制御回路部102は、電力検出
部104で検出された出力電力Poutに応じて、IF回
路部103の出力電力を変えるようにIF回路部103
の制御を行う。また、制御回路部102は、電力検出部
104で検出された出力電力Poutに応じて、FET1
05のゲート電圧を制御してドレイン電圧入力端子Din
に供給される電圧の制御を行い、更にゲート電圧入力端
子Ginに供給する電圧の制御を行う。Here, the input power input to the input terminal IN is Pin, the output power output from the output terminal OUT is Pout, the voltage input to the drain voltage input terminal Din is Va, and the gate voltage input is The voltage input to the terminal Gin is Vb. The control circuit unit 102 changes the output power of the IF circuit unit 103 according to the output power Pout detected by the power detection unit 104.
Control. Further, the control circuit unit 102 controls the FET 1 in accordance with the output power Pout detected by the power detection unit 104.
05 to control the drain voltage input terminal Din
And the voltage supplied to the gate voltage input terminal Gin is controlled.
【0007】図12は、図11で示した電力増幅部10
1の入出力特性を示す図である。図12から分かるよう
に、出力電力Poutは入力電力Pinの増加に伴って増加
し、入力電力Pinが約0dBm以下である範囲では、出
力電力Poutは入力電力Pinに比例して増加するが、入
力電力Pinが0dBmを超える範囲では、出力電力Pou
tの増加は鈍化して飽和する。また、電力効率ηにおい
ても、入力電力Pinが小さい範囲では入力電力Pinの増
加と共に増加し、入力電力Pinがある値になると急激に
増加し、入力電力Pinが更に増加して大きくなると電力
効率ηの増加は鈍り、入力電力Pinがある値を超えると
逆に低下していく。電力増幅部101においては、電力
効率ηが大きくなるように使用することにより消費電力
の低下を図ることができる。FIG. 12 shows the power amplifier 10 shown in FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating input / output characteristics of the first embodiment. As can be seen from FIG. 12, the output power Pout increases with an increase in the input power Pin, and in the range where the input power Pin is about 0 dBm or less, the output power Pout increases in proportion to the input power Pin. In the range where the power Pin exceeds 0 dBm, the output power Pou
The increase in t slows down and saturates. The power efficiency η also increases with an increase in the input power Pin in a range where the input power Pin is small, increases sharply when the input power Pin reaches a certain value, and increases when the input power Pin further increases and increases. Increases slowly, and decreases when the input power Pin exceeds a certain value. In the power amplifying section 101, power consumption can be reduced by using the power amplifying section η so as to increase the power efficiency η.
【0008】更に、図12においては歪みIMを示して
おり、該歪みは例えば3次歪みである。歪みIMは、例
えば周波数f1と、周波数f1からΔf離れた周波数f
2の電力の同じ2波を電力増幅部101に入力し、(f
1−Δf)又は(f2+Δf)の周波数成分を有する電
力増幅部101の出力信号波の電力と、周波数f1の周
波数成分を有する電力増幅部101の出力信号波の電力
とを比較したものである。図12では、入力電力Pinが
小さいほど歪みIMが小さくなる。Further, FIG. 12 shows a distortion IM, which is, for example, a third-order distortion. The distortion IM is, for example, a frequency f1 and a frequency f that is Δf away from the frequency f1.
2 are input to the power amplification unit 101, and (f)
This is a comparison between the power of the output signal wave of the power amplifying unit 101 having the frequency component of 1−Δf) or (f2 + Δf) and the power of the output signal wave of the power amplifying unit 101 having the frequency component of the frequency f1. In FIG. 12, the distortion IM decreases as the input power Pin decreases.
【0009】上記のような電力増幅部101において、
出力電力Poutが小さいときと大きいときとの電力効率
ηをそれぞれ同じ値にすることは困難である。そこで、
制御回路部102は、電力検出部104で検出された電
力増幅部101の出力電力Poutに応じて電圧Va及び電
圧Vbの調整を行う。例えば、図12において、Pin=
0dBmのとき、Pout=25dBm、η=30%、I
M=−35dBcであり、Pin=−10dBmのとき、
Pout=15dBm、η=8%、IM<−60dBcで
ある。この場合、制御回路部102は、出力電力Pout
が15dBmのときの電力効率ηを向上させるために電
圧Vbを低下させる。In the power amplifying section 101 as described above,
It is difficult to make the power efficiency η equal when the output power Pout is small and when the output power Pout is large. Therefore,
The control circuit unit 102 adjusts the voltage Va and the voltage Vb according to the output power Pout of the power amplification unit 101 detected by the power detection unit 104. For example, in FIG.
When 0 dBm, Pout = 25 dBm, η = 30%, I
When M = −35 dBc and Pin = −10 dBm,
Pout = 15 dBm, η = 8%, IM <−60 dBc. In this case, the control circuit unit 102 outputs the output power Pout
Is 15 dBm, the voltage Vb is reduced to improve the power efficiency η.
【0010】図13は、電圧Vbを低下させたときの電
力増幅部101の入出力特性を示した図である。図13
から分かるように、Pin=−9dBmのとき、Pout=
15dBm、η=15%、IM<−38dBcとなる。
このように、入力電力Pinが小さいときには、電圧Vb
を小さくすることによって電力増幅部101の利得はほ
とんど変化しないが電力効率ηを約2倍に向上させるこ
とができる。FIG. 13 is a diagram showing input / output characteristics of the power amplifying unit 101 when the voltage Vb is reduced. FIG.
As can be seen from the graph, when Pin = −9 dBm, Pout =
15 dBm, η = 15%, and IM <−38 dBc.
Thus, when the input power Pin is small, the voltage Vb
Is small, the gain of the power amplification unit 101 hardly changes, but the power efficiency η can be improved about twice.
【0011】図14は、電力増幅部101における電圧
Vbとドレイン電圧入力端子Dinに流れる電流Icの関係
を示した図である。図14から分かるように電圧Vbを
低下させるとIcも低下し、電力効率η=(Pout−Pin)
/(Va×Ic)であることから、電力増幅部101の電力
効率ηは増加する。例えば、電圧Vbを−0.5Vから−
0.8Vに低下させると、Icは240mAから120m
Aに減少する。但し、電圧Vbを−0.8V以下にすると
Icが小さくなりすぎることから、歪みIMの増加や出
力電力Poutの低下が生じる。FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the voltage Vb in the power amplifier 101 and the current Ic flowing to the drain voltage input terminal Din. As can be seen from FIG. 14, when the voltage Vb is reduced, Ic is also reduced, and the power efficiency η = (Pout−Pin)
/ (Va × Ic), the power efficiency η of the power amplification unit 101 increases. For example, when the voltage Vb is changed from -0.5V to-
When reduced to 0.8 V, Ic is from 240 mA to 120 m
A. However, if the voltage Vb is -0.8 V or less, Ic becomes too small, so that the distortion IM increases and the output power Pout decreases.
【0012】図15は、電力増幅部101におけるVa
とIcとの関係を示した図である。図15から分かるよ
うに、電圧Vaの変化に対するIcの変化量は小さいた
め、電圧Vaを変化させても電力増幅部101の電力効
率ηへの影響は小さい。ここで、Icが変化せず電圧Va
だけが低下した場合、電力増幅部101における直流で
の消費電力は、Va×Icであるため電圧Vaの低下と共
に減少する。FIG. 15 shows Va in the power amplifying section 101.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between Ic and Ic. As can be seen from FIG. 15, since the amount of change of Ic with respect to the change of voltage Va is small, the effect on power efficiency η of power amplifying section 101 is small even if voltage Va is changed. Here, Ic does not change and voltage Va
When only the voltage Va decreases, the power consumption of the power amplifying unit 101 in the direct current is Va × Ic, and thus decreases as the voltage Va decreases.
【0013】しかし、電圧Vaの電圧制御にはFET1
05を使用しており、FET105のゲート電圧に比例
した電圧がドレイン電圧入力端子Dinに供給される。こ
のような構成では、電圧Vaが低下しても電池106か
らの電圧は一定であるために、電圧Vaが低下した分だ
けFET105で電力を消費していることになり、高周
波回路100の消費電力の削減を図ることはできない。
このことから、電力増幅部101の低消費電力化には電
圧Vbを制御して行うのが望ましい。However, for controlling the voltage Va, the FET 1
05, and a voltage proportional to the gate voltage of the FET 105 is supplied to the drain voltage input terminal Din. In such a configuration, since the voltage from the battery 106 is constant even when the voltage Va decreases, the power is consumed by the FET 105 by an amount corresponding to the decrease in the voltage Va. Cannot be reduced.
For this reason, it is desirable to reduce the power consumption of the power amplifying section 101 by controlling the voltage Vb.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】ここで、周波数拡散方
式を使用する無線通信機では、無線通信を行っている端
末が多い場合には、他の無線機の妨害波にならないよう
に無線機の出力電力を低下させる必要がある。上記周波
数拡散方式と同様に使用されているディジタル方式の携
帯電話(PDC:Personal Digital Cellular System)
や簡易型携帯電話等では、電力増幅器の入出力特性の非
線形性等で出力電圧に歪みが生じる。該歪みの発生は、
使用する周波数の範囲外の信号を出力することになるこ
とから、他の無線機に対して雑音となり該雑音が規格内
になるように削減する必要がある。Here, in a radio communication device using the spread spectrum method, when there are many terminals performing radio communication, the radio communication device does not interfere with other radio devices. It is necessary to reduce the output power. A digital mobile phone (PDC: Personal Digital Cellular System) used in the same manner as the above-mentioned frequency spread system.
For example, in a portable telephone or the like, the output voltage is distorted due to the nonlinearity of the input / output characteristics of the power amplifier. The occurrence of the distortion is
Since a signal outside the range of the frequency to be used is output, it is necessary to reduce the noise to other radio equipment so that the noise falls within the standard.
【0015】一方、上記のような、電圧Vaや電圧Vbを
変化させる方法では、電力増幅部101において、消費
電力の低減を行うと、同じ入力電力の場合には歪みIM
が大きくなる。このため、歪みの発生が問題となる上記
のようなディジタル方式の無線通信機や、該無線通信機
の基地局等の場合には、消費電力の低減と共に入力電力
を小さくしなければならない。このことをFETの動作
に基づいて説明する。図16は、図11で示したFET
を高周波で動作させた場合の負荷線を示した図である。
図16では、FETの静特性を示しており、ゲート電圧
Vg、ドレイン電圧Vd及びドレイン電流Idの関係を示
すと共に、負荷曲線を示している。On the other hand, in the method of changing the voltage Va or the voltage Vb as described above, when the power amplifying section 101 reduces the power consumption, the distortion IM when the same input power is used.
Becomes larger. For this reason, in the case of a digital wireless communication device or a base station of the wireless communication device in which the occurrence of distortion is a problem, it is necessary to reduce the power consumption and the input power. This will be described based on the operation of the FET. FIG. 16 shows the FET shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing load lines when the device is operated at a high frequency.
FIG. 16 shows the static characteristics of the FET, showing the relationship among the gate voltage Vg, the drain voltage Vd, and the drain current Id, and also showing the load curve.
【0016】図16において、負荷曲線は、楕円で示さ
れており、FETのゲートに入力される電力が大きいと
きに大きな楕円の軌跡をとる。ドレイン電流Idはゲー
ト電圧Vgの増加と共に増加し、更にドレイン電流Id
は、ドレイン電圧Vdのある値まではドレイン電圧Vdの
増加と共に増加するが、ドレイン電圧Vdがある値を超
えるとドレイン電流Idの増加は少なくなる。このよう
なゲート電圧Vg及びドレイン電流Idの関係から、相互
コンダクタンスgmを下記(1)式で定義する。 gm=ΔId/ΔVg ………………………(1) すなわち、上記gmが大きいほどゲート電圧Vgの増加
によるドレイン電流Idの増加が大きくなってFETの
特性がよくなる。なお、上記(1)式において、ΔId
はドレイン電流Idの変化量を、ΔVgはゲート電圧Vg
の変化量を示している。In FIG. 16, the load curve is indicated by an ellipse, and takes a locus of a large ellipse when the power input to the gate of the FET is large. The drain current Id increases with an increase in the gate voltage Vg, and furthermore, the drain current Id
Increases with an increase in the drain voltage Vd up to a certain value of the drain voltage Vd, but when the drain voltage Vd exceeds a certain value, the increase in the drain current Id decreases. From such a relationship between the gate voltage Vg and the drain current Id, the transconductance gm is defined by the following equation (1). gm = ΔId / ΔVg (1) That is, the larger the gm, the greater the increase in the drain current Id due to the increase in the gate voltage Vg, and the better the characteristics of the FET. In the above equation (1), ΔId
Is the change amount of the drain current Id, and ΔVg is the gate voltage Vg
Indicates the amount of change.
【0017】上記(1)式で示した相互コンダクタンス
gmは、FETにおけるゲート・ソース間の抵抗Rsに
対して、gm∝1/Rsの関係にある。該抵抗Rsは、F
ETを製造したときのプロセスパラメータによって決定
されているため、電力増幅部101を構成した後で抵抗
Rsの値を変更することはできない。すなわち、図16
で示したFETの静特性は、該FETを電力増幅部10
1に使用する際に変更することができない。なお、図1
6では、Vd=3V、Vg=−0.5Vのときの負荷曲線
を示しており、これはドレイン電圧入力端子Dinの電圧
VaがFETのドレイン電圧Vdとなり、ゲート電圧入力
端子Ginの電圧VbがFETのゲート電圧Vgとなるよう
にしたときの値である。The transconductance gm shown in the above equation (1) has a relation of gm∝1 / Rs with respect to the resistance Rs between the gate and the source in the FET. The resistance Rs is F
The value of the resistor Rs cannot be changed after the power amplifying unit 101 is configured because it is determined by the process parameters when the ET is manufactured. That is, FIG.
The static characteristics of the FET indicated by
1 cannot be changed when used. FIG.
FIG. 6 shows a load curve when Vd = 3 V and Vg = -0.5 V. The voltage Va at the drain voltage input terminal Din becomes the drain voltage Vd of the FET, and the voltage Vb at the gate voltage input terminal Gin is This is a value when the gate voltage Vg of the FET is set.
【0018】このように、FETの静特性を変えること
ができないため、電圧Vaを変えたり電圧Vbを変えたり
して負荷曲線の位置を変えていた。図17は、図16に
おけるFETのゲート電圧Vgを−0.5Vから−0.8
Vにした場合の負荷曲線を示した図であり、図18は、
図16におけるFETのドレイン電圧Vdを3Vから1
Vにした場合の負荷曲線を示した図である。図17及び
図18において、FETのゲートに入力される電力が大
きい場合の負荷曲線が図16と比較して歪んでいること
が分かる。このことから、電力増幅部101において、
電圧Vaや電圧Vbを変化させると、入力電力Pinを大き
くした場合このような歪みが出力電力Poutに出力され
る。As described above, since the static characteristics of the FET cannot be changed, the position of the load curve is changed by changing the voltage Va or the voltage Vb. FIG. 17 shows that the gate voltage Vg of the FET in FIG. 16 is changed from -0.5 V to -0.8.
FIG. 18 is a diagram showing a load curve when V is set to V. FIG.
The drain voltage Vd of the FET in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a load curve when V is set. 17 and 18, it can be seen that the load curve when the power input to the gate of the FET is large is distorted as compared with FIG. From this, in the power amplification unit 101,
When the voltage Va or the voltage Vb is changed, such a distortion is output to the output power Pout when the input power Pin is increased.
【0019】また、図16において、相互コンダクタン
スgmが小さいバイアス点でFETを使用するとFET
の利得が小さくなることから、バイアス点を変えてFE
Tの相互コンダクタンスgmが大きく変化するバイアス
点で使用するとよい。しかし、この場合、図16では例
えばドレイン電圧Vdを1V以下にしゲート電圧Vgを−
1.2V〜−0.8Vの間になるようにしなければなら
ず、ドレイン電圧Vd及びゲート電圧Vgが少しでもずれ
ると大きく特性が変化するため、制御が非常に困難であ
るため、相互コンダクタンスgmが大きく変化したバイ
アス点で使用することは困難であった。このように、図
11において、電力増幅部101のVaやVbを変化させ
ると入力電力Pinを減少させる必要があり、IF回路部
103の出力電力を制御する必要が生じると共に、電力
増幅部101を最も効率のよい状態で動作させることが
できなかった。In FIG. 16, if the FET is used at a bias point where the transconductance gm is small,
Since the gain of the FE becomes small, the FE
It may be used at a bias point where the transconductance gm of T changes greatly. However, in this case, in FIG. 16, for example, the drain voltage Vd is set to 1 V or less, and the gate voltage Vg is set to −
The voltage must be between 1.2 V and -0.8 V. If the drain voltage Vd and the gate voltage Vg deviate even a little, the characteristics greatly change. Therefore, it is very difficult to control the transconductance gm. However, it was difficult to use at a bias point where the value greatly changed. As described above, in FIG. 11, if Va or Vb of the power amplifying unit 101 is changed, it is necessary to reduce the input power Pin, and it becomes necessary to control the output power of the IF circuit unit 103. It could not be operated in the most efficient state.
【0020】一方、特開平2−303206号公報で
は、デュアルゲート型電界効果トランジスタを用いた高
周波電力増幅器が開示されている。特開平2−3032
06号公報では、電力増幅器を構成するデュアルゲート
型電界効果トランジスタのソース側のゲート電極である
第1ゲートに高周波信号を入力し、ドレイン側のゲート
電極である第2ゲートにDC信号である制御信号電圧を
印加している。ここで、デュアルゲート型電界効果トラ
ンジスタを第1ゲートで構成される第1FETと、第2
ゲートで構成される第2FETに分割して考えると、第
2FETは第2ゲートの電圧で制御される可変抵抗と同
様の動作を行うことで利得を変えることができる。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-303206 discloses a high frequency power amplifier using a dual gate type field effect transistor. JP-A-2-3032
In Japanese Patent Application Publication No. 06-2006, a high-frequency signal is input to a first gate that is a source-side gate electrode of a dual-gate field-effect transistor that forms a power amplifier, and a DC signal is supplied to a second gate that is a drain-side gate electrode. Signal voltage is being applied. Here, a dual gate type field effect transistor is composed of a first FET having a first gate, and a second FET having a second gate.
When divided into a second FET constituted by a gate, the gain of the second FET can be changed by performing the same operation as that of the variable resistor controlled by the voltage of the second gate.
【0021】しかし、このような構成では、第2ゲート
の電圧を変えた場合、第1FETのドレイン電圧を変え
ることはできるが、第1FETのソース抵抗を変えるこ
とはできない。このことから、DC信号である制御信号
電圧で利得を変えることはできるが、高周波信号が入力
される第1ゲートのバイアス点を変えることができない
ため、歪みの低減を図ることができないという問題があ
る。However, in such a configuration, when the voltage of the second gate is changed, the drain voltage of the first FET can be changed, but the source resistance of the first FET cannot be changed. Thus, although the gain can be changed by the control signal voltage which is a DC signal, the bias point of the first gate to which the high-frequency signal is input cannot be changed, so that the distortion cannot be reduced. is there.
【0022】また、特開平2−125473号公報及び
特開平6−252396号公報では、それぞれFET自
体の歪みの低減を図ったデュアルゲート型のFETが開
示されている。特開平2−125473号公報では、ゲ
ートのドレイン端の基板を彫り込んだ構造のGaAsデ
ュアルゲートFETが、特開平6−252396号公報
では、第1ゲートと第2ゲートとのチャネル濃度を変え
たデュアルゲート型FETが開示されている。Japanese Unexamined Patent Publications Nos. 2-125473 and 6-252396 each disclose a dual-gate type FET in which distortion of the FET itself is reduced. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-125473, a GaAs dual-gate FET having a structure in which a substrate at the drain end of a gate is carved is disclosed. A gate type FET is disclosed.
【0023】特開平2−125473号公報では、ソー
ス側のゲート電極である第1ゲートに接する基板を彫り
込んでいることから、第1ゲートに高周波信号が入力さ
れると考えられる。一般に、ゲート長を短くするとFE
Tの利得が向上することから高周波信号が入力される第
1ゲートのゲート長を短くしている。また、特開平6−
252396号公報では、高周波信号を第1ゲート電極
に入力することを前提としている。これらのことから、
このようなデュアルゲートFETを高周波電力増幅器に
使用した場合、上記特開平2−303206号公報の場
合と同様の問題が考えられる。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-125473, it is considered that a high-frequency signal is input to the first gate because the substrate in contact with the first gate, which is the gate electrode on the source side, is carved. Generally, when the gate length is shortened, FE
Since the gain of T is improved, the gate length of the first gate to which the high-frequency signal is input is shortened. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No.
JP-A-252396 assumes that a high-frequency signal is input to the first gate electrode. from these things,
When such a dual-gate FET is used in a high-frequency power amplifier, the same problem as in the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-303206 can be considered.
【0024】更に、1996年電子情報通信学会総合大
会C−83では、通常多く用いられるデュアルゲートF
ETの代わりに、ドレイン・ソース間にスパイラルイン
ダクタを挿入したソース接地FETのドレインと、増幅
用FETのソースを接続して構成したカスケードFET
を用い、上記ソース接地FETのゲート電圧を変化させ
ることで利得制御を行う増幅器が示されている。増幅用
FETのゲートには高周波信号が入力され、ソース接地
FETのゲートにはDC信号が入力されている。しか
し、このような構成の増幅器では、高周波信号はソース
接地FETを流れるが、DC信号はスパイラルインダク
タにより接地されている。Further, in the 1996 IEICE General Conference C-83, a dual gate F
Instead of ET, a cascade FET constructed by connecting the drain of a common-source FET with a spiral inductor inserted between the drain and source and the source of an amplification FET
2 shows an amplifier that performs gain control by changing the gate voltage of the common-source FET. A high-frequency signal is input to the gate of the amplifying FET, and a DC signal is input to the gate of the common-source FET. However, in the amplifier having such a configuration, the high-frequency signal flows through the common-source FET, but the DC signal is grounded by the spiral inductor.
【0025】このため、DC信号においては、増幅用F
ETのソース電位は接地電位となり、ソース接地FET
のゲート電位VCONTを変化させても増幅用FETの
ソース電位は変化しない。すなわち、増幅用FETのド
レイン電流を変化させるためには増幅用FETのゲート
電位(VGG1又はVGG2)を変化させる必要があ
る。このように、ソース接地FETのゲート電位を変化
させると、ソース接地FETは、高周波信号の場合ソー
ス抵抗として動作するが、DC信号ではスパイラルイン
ダクタによってバイパスされてしまう。For this reason, in the DC signal, the amplifying F
The source potential of ET becomes the ground potential, and the source-grounded FET
The source potential of the amplifying FET does not change even if the gate potential VCONT is changed. That is, in order to change the drain current of the amplifying FET, it is necessary to change the gate potential (VGG1 or VGG2) of the amplifying FET. When the gate potential of the common-source FET is changed in this manner, the common-source FET operates as a source resistance in the case of a high-frequency signal, but is bypassed by a spiral inductor in the case of a DC signal.
【0026】このため、高周波信号に対する利得は低減
するが、電力増幅器の消費電流を変化させることができ
ず、消費電力の低減を図ることができないという問題が
ある。更に、ソース接地FETのドレイン・ソース間に
スパイラルインダクタを接続することから、部品点数が
増加すると共に、デュアルゲートFETを使用すること
ができずチップ面積が大きくなることから、コストが増
加するという問題がある。For this reason, although the gain with respect to the high-frequency signal is reduced, there is a problem that the power consumption of the power amplifier cannot be changed and the power consumption cannot be reduced. Furthermore, since a spiral inductor is connected between the drain and the source of the common-source FET, the number of components increases, and the cost increases because the dual-gate FET cannot be used and the chip area increases. There is.
【0027】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、歪みを増加させることなく低
消費電力化を図ることができると共に電力効率の向上を
図ることができる電力増幅回路を有する高周波回路を得
ると共に、該電力増幅回路に使用するデュアルゲートF
ETの高性能化、特に小型化及び高効率化を図ることを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a power amplifier capable of reducing power consumption without increasing distortion and improving power efficiency. A high frequency circuit having a circuit and a dual gate F used for the power amplifier circuit
It is an object of the present invention to improve the performance of the ET, particularly to reduce the size and the efficiency.
【0028】[0028]
【課題を解決するための手段】この発明に係るデュアル
ゲートFETは、高周波信号の増幅を行うデュアルゲー
トFETにおいて、ソース側のゲートである第2ゲート
をなすゲート電極のゲート長が、ドレイン側のゲートで
ある第1ゲートをなすゲート電極のゲート長よりも短く
なるように形成されるものである。A dual-gate FET according to the present invention is a dual-gate FET for amplifying a high-frequency signal, wherein the gate electrode of the second gate, which is the source-side gate, has a gate length of the drain side. The gate electrode is formed so as to be shorter than the gate length of the gate electrode forming the first gate.
【0029】また、この発明に係るデュアルゲートFE
Tは、請求項1において、上記第1ゲートをなすゲート
電極のゲート長は0.7μm〜1.5μmであり、上記第
2ゲートをなすゲート電極のゲート長は0.2μm〜0.
6μmであるものである。The dual gate FE according to the present invention
In claim 1, T is the gate length of the gate electrode forming the first gate is 0.7 μm to 1.5 μm, and the gate length of the gate electrode forming the second gate is 0.2 μm to 0.2 μm.
6 μm.
【0030】また、この発明に係るデュアルゲートFE
Tは、高周波信号の増幅を行うデュアルゲートFETに
おいて、半導体基板上に注入する電子濃度を3種類以上
に分けて導電層が形成され、該導電層は、ドレイン側の
ゲートの電極である第1ゲート電極及びソース側のゲー
トの電極である第2ゲート電極の下部が最も電子濃度が
低く、ドレイン電極及びソース電極の下部が最も電子濃
度が高くなるように形成され、第2ゲート電極の下部に
形成された最も電子濃度の低い領域が、ソース電極が形
成された領域と第1ゲート電極側に形成された最も電子
濃度が高い領域とに隣接して形成されるものである。Further, the dual gate FE according to the present invention
T is a dual-gate FET that amplifies a high-frequency signal, in which a conductive layer is formed by dividing the concentration of electrons injected into the semiconductor substrate into three or more types, and the conductive layer is a first electrode serving as a drain-side gate electrode. The lower part of the second gate electrode, which is the gate electrode and the gate electrode on the source side, is formed so as to have the lowest electron concentration, and the lower part of the drain electrode and the source electrode has the highest electron concentration. The formed region with the lowest electron concentration is formed adjacent to the region where the source electrode is formed and the region where the electron concentration is highest formed on the first gate electrode side.
【0031】また、この発明に係るデュアルゲートFE
Tは、請求項3において、上記導電層は、第1ゲート電
極の下部に形成された最も電子濃度の低い領域が、ドレ
イン電極が形成された領域、及び第2ゲート電極が形成
された領域と第1ゲート電極側に隣接する最も電子濃度
の高い領域に、それぞれ中間の電子濃度の領域を介して
接続するように形成されるものである。Further, the dual gate FE according to the present invention
In claim 3, T is the conductive layer according to claim 3, wherein the region having the lowest electron concentration formed under the first gate electrode is the region where the drain electrode is formed and the region where the second gate electrode is formed. It is formed so as to be connected to a region having the highest electron concentration adjacent to the first gate electrode side through a region having an intermediate electron concentration.
【0032】また、この発明に係るデュアルゲートFE
Tは、高周波信号の増幅を行うデュアルゲートFETに
おいて、半導体基板に形成した導電層の厚みを、ドレイ
ン側のゲートの電極である第1ゲート電極を形成する領
域よりも、ソース側のゲートの電極である第2ゲート電
極を形成する領域の方が薄くなるように形成されるもの
である。Further, the dual gate FE according to the present invention
In the dual-gate FET that amplifies a high-frequency signal, the thickness of the conductive layer formed on the semiconductor substrate is set to be greater than that of the region on which the first gate electrode, which is the drain-side gate electrode, is formed. Is formed such that the region where the second gate electrode is formed is thinner.
【0033】また、この発明に係る高周波回路は、高周
波信号の増幅を行う、少なくとも1つのデュアルゲート
FETを使用した電力増幅回路を有する高周波回路にお
いて、デュアルゲートFETにおけるドレイン側のゲー
トである第1ゲートに高周波信号が入力されると共に、
デュアルゲートFETにおけるソース側のゲートである
第2ゲートにDCバイアス電圧が入力され、該DCバイ
アス電圧によって上記電力増幅回路の出力電力が制御さ
れるものである。Further, the high-frequency circuit according to the present invention is a high-frequency circuit having at least one power amplifying circuit using at least one dual-gate FET for amplifying a high-frequency signal. A high-frequency signal is input to the gate,
A DC bias voltage is input to a second gate which is a source side gate of the dual gate FET, and the output power of the power amplifier circuit is controlled by the DC bias voltage.
【0034】また、この発明に係る高周波回路は、携帯
電話等の無線通信機における送信回路からなる高周波回
路において、送信する高周波信号の増幅を行う、少なく
とも1つのデュアルゲートFETを有する電力増幅回路
と、該電力増幅回路で増幅された高周波信号を送信する
と共に、外部からの高周波信号を受信する送受信部と、
該送受信部で受信された信号の電力を検出し、該検出し
た電力をDC電圧に変換して出力する電力検出部とを備
え、上記電力増幅回路は、デュアルゲートFETにおけ
るドレイン側のゲートである第1ゲートに送信する高周
波信号が入力されると共に、デュアルゲートFETにお
けるソース側のゲートである第2ゲートに上記電力検出
部から出力されたDC電圧が入力され、該DC電圧によ
って出力電力を制御するものである。A high-frequency circuit according to the present invention is a high-frequency circuit including a transmission circuit in a wireless communication device such as a portable telephone, and a power amplifier circuit having at least one dual-gate FET for amplifying a high-frequency signal to be transmitted. A transmitting and receiving unit that transmits a high-frequency signal amplified by the power amplifier circuit and receives an external high-frequency signal,
A power detection unit that detects the power of the signal received by the transmission / reception unit, converts the detected power into a DC voltage, and outputs the DC voltage. The power amplification circuit is a drain-side gate of a dual-gate FET. A high-frequency signal to be transmitted is input to the first gate, and a DC voltage output from the power detection unit is input to a second gate, which is a source-side gate in the dual-gate FET, and output power is controlled by the DC voltage. Is what you do.
【0035】また、この発明に係る高周波回路は、携帯
電話等の無線通信機における受信回路からなる高周波回
路において、外部からの高周波信号を受信する受信部
と、該受信部で受信された高周波信号の増幅を行う、少
なくとも1つのデュアルゲートFETを有する電力増幅
回路と、上記受信部で受信された信号の電力を検出し、
該検出した電力をDC電圧に変換して出力する電力検出
部とを備え、上記電力増幅回路は、デュアルゲートFE
Tにおけるドレイン側のゲートである第1ゲートに受信
部で受信された高周波信号が入力されると共に、デュア
ルゲートFETにおけるソース側のゲートである第2ゲ
ートに上記電力検出部から出力されたDC電圧が入力さ
れ、該DC電圧によって出力電力を制御するものであ
る。A high-frequency circuit according to the present invention is a high-frequency circuit comprising a receiving circuit in a wireless communication device such as a mobile phone, comprising: a receiving section for receiving an external high-frequency signal; a high-frequency signal received by the receiving section; Amplifying, a power amplifier circuit having at least one dual gate FET, and detecting the power of the signal received by the receiving unit,
A power detection unit that converts the detected power into a DC voltage and outputs the DC voltage.
The high-frequency signal received by the receiving unit is input to a first gate, which is a drain-side gate at T, and a DC voltage output from the power detection unit is applied to a second gate, which is a source-side gate of a dual-gate FET. Is input, and the output power is controlled by the DC voltage.
【0036】また、この発明に係る高周波回路は、請求
項6から請求項8のいずれかにおいて、上記デュアルゲ
ートFETの第2ゲートに入力されるDCバイアス電圧
の変化に伴って発生する、上記電力増幅回路の入力部を
なすデュアルゲートFETの第1ゲート及び上記電力増
幅回路の出力部におけるそれぞれのインピーダンスの変
化を、相殺して一定にするインピーダンス調整回路を更
に設けるものである。In the high-frequency circuit according to the present invention, the electric power generated in accordance with a change in a DC bias voltage input to the second gate of the dual-gate FET according to any one of claims 6 to 8. An impedance adjusting circuit is further provided which cancels out and makes constant a change in impedance of each of the first gate of the dual-gate FET forming the input section of the amplifier circuit and the output section of the power amplifier circuit.
【0037】また、この発明に係る高周波回路は、請求
項6から請求項9のいずれかにおいて、上記デュアルゲ
ートFETは、第2ゲートをなすゲート電極のゲート長
が第1ゲートをなすゲート電極のゲート長よりも短くな
るように形成されるものである。Further, in the high frequency circuit according to the present invention, the dual gate FET according to any one of claims 6 to 9, wherein the gate length of the gate electrode forming the second gate is equal to that of the gate electrode forming the first gate. It is formed to be shorter than the gate length.
【0038】また、この発明に係る高周波回路は、請求
項10において、上記第1ゲートをなすゲート電極のゲ
ート長は0.7μm〜1.5μmであり、上記第2ゲート
をなすゲート電極のゲート長は0.2μm〜0.6μmで
あるものである。In the high frequency circuit according to the present invention, the gate electrode of the first gate has a gate length of 0.7 μm to 1.5 μm, and the gate electrode of the second gate has a gate length of 0.7 μm to 1.5 μm. The length is from 0.2 μm to 0.6 μm.
【0039】また、この発明に係る高周波回路は、請求
項6から請求項9のいずれかにおいて、上記デュアルゲ
ートFETは、半導体基板上に注入する電子濃度を3種
類以上に分けて導電層が形成され、該導電層は、第1ゲ
ート電極及び第2ゲート電極の下部が最も電子濃度が低
く、ドレイン電極及びソース電極の下部が最も電子濃度
が高くなるように形成され、第2ゲート電極の下部に形
成された最も電子濃度の低い領域が、ソース電極が形成
された領域と第1ゲート電極側に形成された最も電子濃
度が高い領域とに隣接して形成されるものである。Further, in the high frequency circuit according to the present invention, in any one of the sixth to ninth aspects, in the dual gate FET, a conductive layer is formed by dividing the concentration of electrons injected onto the semiconductor substrate into three or more types. The conductive layer is formed such that the lower part of the first gate electrode and the second gate electrode has the lowest electron concentration, the lower part of the drain electrode and the source electrode has the highest electron concentration, and the lower part of the second gate electrode. The region having the lowest electron concentration is formed adjacent to the region where the source electrode is formed and the region where the electron concentration is highest formed on the first gate electrode side.
【0040】また、この発明に係る高周波回路は、請求
項12において、上記導電層は、第1ゲート電極の下部
に形成された最も電子濃度の低い領域が、ドレイン電極
が形成された領域、及び第2ゲート電極が形成された領
域と第1ゲート電極側に隣接する最も電子濃度の高い領
域に、それぞれ中間の電子濃度の領域を介して接続する
ように形成されるものである。In the high-frequency circuit according to the present invention, in the twelfth aspect, the conductive layer is formed such that a region having the lowest electron concentration formed under the first gate electrode is a region where a drain electrode is formed, and It is formed so as to be connected to a region where the second gate electrode is formed and a region having the highest electron concentration adjacent to the first gate electrode side via a region having an intermediate electron concentration.
【0041】また、この発明に係る高周波回路は、請求
項6から請求項9のいずれかにおいて、上記デュアルゲ
ートFETは、半導体基板に形成した導電層の厚みを、
第1ゲート電極を形成する領域よりも第2ゲート電極を
形成する領域の方が小さくなるように形成されるもので
ある。Further, in the high frequency circuit according to the present invention, in any one of the sixth to ninth aspects, the dual gate FET may have a thickness of a conductive layer formed on a semiconductor substrate.
The region where the second gate electrode is formed is smaller than the region where the first gate electrode is formed.
【0042】[0042]
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態1.図1は、本発明の実施の形態1における
高周波回路の例を示した概略の回路図である。なお、図
1では、携帯電話等の無線通信機における送信回路に使
用される電力増幅回路を例にして示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a schematic circuit diagram illustrating an example of a high-frequency circuit according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a power amplifier circuit used as a transmission circuit in a wireless communication device such as a mobile phone as an example.
【0043】図1において、電力増幅回路1は、2つの
デュアルゲート型電界効果トランジスタ(以下、デュア
ルゲートFETと呼ぶ)2,3、インピーダンスの整合
を行う整合回路4〜8、及び抵抗9〜12で形成されて
いる。デュアルゲートFET2のドレインは整合回路5
を介して、ドレイン電圧が入力されるドレイン電圧入力
端子D1に接続され、ソースは接地されている。デュア
ルゲートFET2のドレイン側のゲート電極である第1
ゲートは、整合回路4を介して高周波信号が入力される
入力端子INに接続されると共に、抵抗9を介して第1
ゲートへのゲート信号が入力される第1ゲート入力端子
G1に接続されている。また、デュアルゲートFET2
のソース側のゲート電極である第2ゲートは、抵抗10
を介して第2ゲートへのゲート電圧が入力される第2ゲ
ート入力端子G2に接続されている。In FIG. 1, a power amplifier circuit 1 includes two dual-gate field effect transistors (hereinafter, referred to as dual-gate FETs) 2 and 3, matching circuits 4 to 8 for matching impedances, and resistors 9 to 12. It is formed with. The drain of the dual gate FET 2 is a matching circuit 5
Is connected to the drain voltage input terminal D1 to which the drain voltage is input, and the source is grounded. The first gate electrode on the drain side of the dual gate FET 2
The gate is connected to an input terminal IN to which a high-frequency signal is input via a matching circuit 4, and the first terminal is connected via a resistor 9.
It is connected to a first gate input terminal G1 to which a gate signal to the gate is input. Also, dual gate FET2
The second gate, which is the gate electrode on the source side of
To the second gate input terminal G2 to which a gate voltage to the second gate is input.
【0044】デュアルゲートFET2のドレインは、更
に整合回路6を介してデュアルゲートFET3のドレイ
ン側のゲート電極である第1ゲートに接続されている。
デュアルゲートFET3のドレインは整合回路7を介し
て、ドレイン電圧が入力されるドレイン電圧入力端子D
2に接続され、ソースは接地されている。デュアルゲー
トFET3の第1ゲートは、更に抵抗11を介して第1
ゲート入力端子G1に接続されている。また、デュアル
ゲートFET3のソース側のゲート電極である第2ゲー
トは、抵抗12を介して第2ゲート入力端子G2に接続
されている。デュアルゲートFET3のドレインは、更
に整合回路8を介して出力端子OUTに接続されてい
る。The drain of the dual gate FET 2 is further connected to a first gate, which is the gate electrode on the drain side of the dual gate FET 3, via a matching circuit 6.
The drain of the dual gate FET 3 is connected via a matching circuit 7 to a drain voltage input terminal D to which a drain voltage is input.
2 and the source is grounded. The first gate of the dual gate FET 3 is further connected to the first gate via the resistor 11.
It is connected to the gate input terminal G1. The second gate, which is the source-side gate electrode of the dual-gate FET 3, is connected to the second gate input terminal G2 via the resistor 12. The drain of the dual gate FET 3 is further connected to the output terminal OUT via the matching circuit 8.
【0045】上記のような構成において、第1ゲート入
力端子G1は所定のDC電圧が入力され、第2ゲート入
力端子G2に入力されるDC信号の電圧を変えることに
よって、デュアルゲートFET2及び3の静特性を変え
る。また、ドレイン電圧入力端子D1及びD2には、所
定のDC電圧Vdがそれぞれ入力されている。図2及び
図3は、図1で示したデュアルゲートFET2を高周波
で動作させた場合の負荷線を示した図である。なお、デ
ュアルゲートFET3の特性はデュアルゲートFET2
と同じであるのでその説明を省略する。In the above-described configuration, a predetermined DC voltage is input to the first gate input terminal G1, and the voltage of the DC signal input to the second gate input terminal G2 is changed, so that the dual gate FETs 2 and 3 Change static characteristics. Further, a predetermined DC voltage Vd is input to the drain voltage input terminals D1 and D2, respectively. 2 and 3 are diagrams showing load lines when the dual gate FET 2 shown in FIG. 1 is operated at a high frequency. The characteristics of the dual-gate FET 3 are the same as those of the dual-gate FET 2
Therefore, the description is omitted.
【0046】図2は、第2ゲートのゲート電圧Vg2が
0.5V、図3は、第2ゲートのゲート電圧Vg2が−0.
5Vにした場合における、デュアルゲートFET2の静
特性をそれぞれ示しており、第1ゲートのゲート電圧V
g1、ドレイン電圧Vd及びドレイン電流Idの関係、並び
に負荷曲線をそれぞれ示している。なお、図2及び図3
においては、デュアルゲートFET2のドレイン電圧
と、ドレイン電圧入力端子D1に入力される所定のDC
電圧とが同じである場合を例にして示している。FIG. 2 shows that the gate voltage Vg2 of the second gate is 0.5 V, and FIG. 3 shows that the gate voltage Vg2 of the second gate is -0.5 V.
5 shows the static characteristics of the dual-gate FET 2 when the voltage is 5 V, and shows the gate voltage V of the first gate.
g1, the relationship between the drain voltage Vd and the drain current Id, and the load curve are shown. 2 and 3
, The drain voltage of the dual gate FET 2 and a predetermined DC voltage inputted to the drain voltage input terminal D 1
The case where the voltage is the same is shown as an example.
【0047】ここで、図4はデュアルゲートFET2の
等価回路を示した図であり、デュアルゲートFET2は
第1FET15及び第2FET16で形成されているこ
とが分かる。図4において、第1FET15のソースと
第2FET16のドレインが接続され、第1FET15
において、ドレインはデュアルゲートFET2のドレイ
ンをなし、ゲートはデュアルゲートFET2の第1ゲー
トをなす。また、第2FET16において、ソースはデ
ュアルゲートFET2のソースをなし、ゲートはデュア
ルゲートFET2の第2ゲートをなす。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of the dual gate FET 2, and it can be seen that the dual gate FET 2 is formed by the first FET 15 and the second FET 16. In FIG. 4, the source of the first FET 15 and the drain of the second FET 16 are connected, and the first FET 15
, The drain forms the drain of the dual-gate FET2, and the gate forms the first gate of the dual-gate FET2. In the second FET 16, the source forms the source of the dual-gate FET 2, and the gate forms the second gate of the dual-gate FET 2.
【0048】このように、第2FET16は、第1FE
T15のソース抵抗Rsをなしており、第2ゲートのゲ
ート電圧Vg2を変えることによってソース抵抗Rsが変
化し、すなわち相互コンダクタンスgmが変化する。相
互コンダクタンスgmが変化すると、デュアルゲートF
ET2の利得が変化し、電力増幅回路1の利得が変化す
る。このため、電力増幅回路1において、ゲート電圧V
g2を低下させることによって、入力電力Pinが一定であ
っても出力電力Poutを低減させることができる。図2
及び図3において、ゲート電圧Vg2を0.5Vから−0.
5Vにすると、負荷曲線の楕円の大きさが小さくなるが
楕円の変形が少ないことが分かる。このことから、電力
増幅回路1において、入力電力Pinが大きくとも出力電
力Poutの歪みが小さくなる。As described above, the second FET 16 is connected to the first FE
The source resistance Rs of T15 forms the source resistance Rs by changing the gate voltage Vg2 of the second gate, that is, the transconductance gm changes. When the transconductance gm changes, the dual gate F
The gain of ET2 changes, and the gain of power amplifier circuit 1 changes. Therefore, in the power amplifier circuit 1, the gate voltage V
By reducing g2, output power Pout can be reduced even if input power Pin is constant. FIG.
In FIG. 3 and FIG. 3, the gate voltage Vg2 is changed from 0.5 V to
When the voltage is set to 5 V, the size of the ellipse of the load curve decreases, but the deformation of the ellipse is small. For this reason, in the power amplifier circuit 1, even if the input power Pin is large, the distortion of the output power Pout is reduced.
【0049】次に、図5は、図1で示した電力増幅回路
1を使用した携帯電話等の無線通信機における送信回路
部の例を示した概略のブロック図であり、該無線通信機
は周波数分割多元接続(FDMA;Frequency Division
Multiple Access)方式であり、FDD方式であるもの
である。なお、図5では、図1と同じものは同じ符号で
示しておりここではその説明を省略する。Next, FIG. 5 is a schematic block diagram showing an example of a transmission circuit section in a wireless communication device such as a portable telephone using the power amplifying circuit 1 shown in FIG. Frequency Division Multiple Access (FDMA)
Multiple Access) and FDD. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here.
【0050】図5において、電力増幅回路1の入力端子
INはIF回路21に接続され、第1ゲート入力端子G
1は接地されている。また、電力増幅回路1の出力端子
OUTは信号分配機22に接続されており、信号分配機
22にはアンテナ23が接続されている。更に、信号分
配機22は、電力検出器24を経て受信用電力増幅回路
(図示せず)に接続されている。電力検出器24は、イ
ンバータ回路25の入力に接続され、インバータ回路2
5の出力は電力増幅回路1の第2ゲート入力端子G2に
接続されている。なお、信号分配機22及びアンテナ2
3は送受信部をなし、電力検出器24及びインバータ回
路25は電力検出部をなす。In FIG. 5, the input terminal IN of the power amplifier circuit 1 is connected to the IF circuit 21 and the first gate input terminal G
1 is grounded. Further, the output terminal OUT of the power amplification circuit 1 is connected to the signal distributor 22, and the antenna 23 is connected to the signal distributor 22. Further, the signal distributor 22 is connected to a receiving power amplifier circuit (not shown) via a power detector 24. The power detector 24 is connected to the input of the inverter circuit 25,
The output of 5 is connected to the second gate input terminal G2 of the power amplifier circuit 1. Note that the signal distributor 22 and the antenna 2
Reference numeral 3 denotes a transmission / reception unit, and the power detector 24 and the inverter circuit 25 form a power detection unit.
【0051】IF回路21は、送信する信号を中間周波
数から高周波に周波数変換する回路であり、IF回路2
1から出力された高周波の送信信号は電力増幅回路1で
増幅された後、信号分配機22へ出力される。信号分配
機22は、電力増幅回路1の出力端子OUTから出力さ
れた高周波の送信信号をアンテナ23から送信させると
共に、アンテナ23から受信した信号を受信用電力増幅
回路に出力する。この際、信号分配機22は、送信信号
の周波数と異なる周波数の信号を受信するようになって
おり、例えば受信周波数を880MHz、送信周波数が
940MHzになっており、電力増幅回路1から出力さ
れた高周波信号が受信用電力増幅回路に出力しないよう
になっている。The IF circuit 21 is a circuit for frequency-converting a signal to be transmitted from an intermediate frequency to a high frequency.
The high-frequency transmission signal output from 1 is amplified by the power amplifier circuit 1 and then output to the signal distributor 22. The signal distributor 22 transmits the high-frequency transmission signal output from the output terminal OUT of the power amplification circuit 1 from the antenna 23, and outputs the signal received from the antenna 23 to the reception power amplification circuit. At this time, the signal distributor 22 receives a signal having a frequency different from the frequency of the transmission signal. For example, the reception frequency is 880 MHz, the transmission frequency is 940 MHz, and the signal output from the power amplification circuit 1 is output. The high frequency signal is not output to the receiving power amplifier circuit.
【0052】上記のような構成において、アンテナ23
で受信された信号は、信号分配機22から受信用電力増
幅回路に送られる際に、電力検出器24で電力の検出が
行われる。電力検出器24は、検出した電力をDC信号
に変換してインバータ回路25の入力に出力し、該DC
信号はインバータ回路25で信号レベルが反転された
後、電力増幅回路1の第2ゲート入力端子G2に出力さ
れる。In the above configuration, the antenna 23
When the signal received at is transmitted from the signal distributor 22 to the receiving power amplifier circuit, the power detector 24 detects the power. The power detector 24 converts the detected power into a DC signal and outputs the DC signal to an input of an inverter circuit 25.
After the signal level is inverted by the inverter circuit 25, the signal is output to the second gate input terminal G2 of the power amplification circuit 1.
【0053】また、電力検出器24は、検出した電力が
大きいほど高い電圧のDC信号を出力することから、電
力検出器24からインバータ回路25のしきい値よりも
高い電圧が出力されると、インバータ回路25の出力電
圧は低下する。このため、受信信号が所定の電力よりも
大きい場合、電力増幅回路1の第2ゲート入力端子G2
に入力される電圧が低下する。このように、受信信号の
電力が大きい場合、無線通信機が基地局の近傍にあるこ
とから、無線通信機からの送信信号の電力を低減しても
基地局は無線通信機からの送信信号を受信することがで
きる。このため、受信信号の電力を電力検出器24で検
出し、該検出した電力に応じて無線通信機の送信電力を
制御する。Since the power detector 24 outputs a DC signal of a higher voltage as the detected power is larger, when the power detector 24 outputs a voltage higher than the threshold value of the inverter circuit 25, The output voltage of the inverter circuit 25 decreases. Therefore, when the received signal is larger than the predetermined power, the second gate input terminal G2 of the power amplification circuit 1
The voltage input to is reduced. As described above, when the power of the received signal is large, since the wireless communication device is close to the base station, the base station transmits the transmission signal from the wireless communication device even if the power of the transmission signal from the wireless communication device is reduced. Can be received. Therefore, the power of the received signal is detected by the power detector 24, and the transmission power of the wireless communication device is controlled according to the detected power.
【0054】従来の無線通信機においては、基地局にお
ける受信電力を基地局から送信された信号のデータを用
いて受信し、該信号のデータに応じて電力増幅回路への
入力信号の電力を低減したり、バイアス条件の制御を行
っていた。これに対して、上記のようにすることで、電
力増幅回路1の消費電力を低減することができ、無線通
信機の消費電力を削減することができると共に、無線通
信機の構成を簡略化することができる。In the conventional radio communication device, the received power at the base station is received using the data of the signal transmitted from the base station, and the power of the input signal to the power amplifier circuit is reduced according to the data of the signal. And controlling the bias conditions. On the other hand, with the above, the power consumption of the power amplifier circuit 1 can be reduced, the power consumption of the wireless communication device can be reduced, and the configuration of the wireless communication device is simplified. be able to.
【0055】なお、本実施の形態1の説明においては、
電力増幅回路1はデュアルゲートFET2及び3による
2段増幅を行う構成であったが、これは一例であり本発
明はこれに限定するものではなく、例えば、電力増幅回
路1は、デュアルゲートFET2による1段増幅を行う
構成であってもよい。図6は、デュアルゲートFET2
による1段増幅を行う構成の電力増幅回路1を使用した
携帯電話等の無線通信機における受信回路部の例を示し
た概略のブロック図である。なお、図6で示す受信回路
部は、図5と同様、周波数分割多元接続方式であり、F
DD方式である無線通信機に使用される場合を例にして
示している。また、図6では、図1及び図5と同じもの
は同じ符号で示しておりここではその説明を省略する。In the description of the first embodiment,
The power amplifying circuit 1 is configured to perform two-stage amplification by the dual gate FETs 2 and 3. However, this is an example, and the present invention is not limited to this. A configuration for performing one-stage amplification may be used. FIG. 6 shows a dual gate FET 2
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of a receiving circuit unit in a wireless communication device such as a mobile phone using a power amplification circuit 1 configured to perform one-stage amplification according to FIG. The receiving circuit unit shown in FIG. 6 employs a frequency division multiple access system as in FIG.
The case where it is used for a wireless communication device of the DD system is shown as an example. In FIG. 6, the same components as those in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0056】図6において、電力増幅回路31は、デュ
アルゲートFET2、整合回路4〜6及び抵抗9,10
で形成されており、整合回路6の出力が電力増幅回路3
1の出力端子OUTをなしている。信号分配機22は、
電力検出器24を経て電力増幅回路31の入力端子IN
に接続されている。電力検出器24は、インバータ回路
25の入力に接続され、インバータ回路25の出力は、
電力増幅回路31の第2ゲート入力端子G2に接続され
ている。電力増幅回路31の出力端子OUTはIF回路
(図示せず)に接続されている。該IF回路は、受信し
て増幅した信号を高周波から中間周波数に周波数変換す
る回路である。なお、この場合、信号分配機22及びア
ンテナ23は受信部をなす。In FIG. 6, the power amplifier circuit 31 includes a dual gate FET 2, matching circuits 4 to 6, and resistors 9 and 10.
And the output of the matching circuit 6 is
1 output terminal OUT. The signal distributor 22
The input terminal IN of the power amplification circuit 31 via the power detector 24
It is connected to the. The power detector 24 is connected to the input of the inverter circuit 25, and the output of the inverter circuit 25 is
It is connected to the second gate input terminal G2 of the power amplification circuit 31. The output terminal OUT of the power amplification circuit 31 is connected to an IF circuit (not shown). The IF circuit is a circuit that converts a received and amplified signal from a high frequency to an intermediate frequency. In this case, the signal distributor 22 and the antenna 23 form a receiving unit.
【0057】上記のような構成において、無線通信機が
基地局の近くで使用される場合、基地局からの無線電力
が大きいため、電力増幅回路31が飽和する可能性があ
る。このため、アンテナ23で受信された信号は、信号
分配機22から電力増幅回路31に送られる際に、電力
検出器24で電力の検出が行われる。電力検出器24
は、検出した電力をDC信号に変換してインバータ回路
25の入力に出力し、該DC信号はインバータ回路25
で信号レベルが反転された後、電力増幅回路31の第2
ゲート入力端子G2に出力される。In the above configuration, when the wireless communication device is used near the base station, the power amplifying circuit 31 may be saturated because the wireless power from the base station is large. Therefore, when the signal received by the antenna 23 is sent from the signal distributor 22 to the power amplifying circuit 31, the power is detected by the power detector 24. Power detector 24
Converts the detected power into a DC signal and outputs it to the input of the inverter circuit 25, and the DC signal is
After the signal level is inverted at the second step, the second
Output to the gate input terminal G2.
【0058】図5のときと同様に、電力検出器24は、
検出した電力が大きいほど高い電圧のDC信号を出力す
ることから、電力検出器24からインバータ回路25の
しきい値よりも高い電圧が出力されると、インバータ回
路25の出力電圧は低下する。このため、受信信号が所
定の電力よりも大きい場合、電力増幅回路31の第2ゲ
ート入力端子G2に入力される電圧が低下する。このよ
うに、無線通信機が基地局の近傍にある場合、無線通信
機は、受信信号の電力が大きいことから電力増幅回路3
1が飽和する可能性がある。このため、受信信号の電力
を電力検出器24で検出し、該検出した電力に応じて電
力増幅回路31の利得の制御を行う。このことから、受
信信号の電力が所望の電力よりも大きい場合、電力増幅
回路31の利得が低下し、電力増幅回路31の飽和によ
る電力増幅回路31の特性の劣化を防ぐことができる。As in the case of FIG. 5, the power detector 24
Since the higher the detected power, the higher the DC signal is output, if the power detector 24 outputs a voltage higher than the threshold value of the inverter circuit 25, the output voltage of the inverter circuit 25 decreases. Therefore, when the received signal is larger than the predetermined power, the voltage input to the second gate input terminal G2 of the power amplification circuit 31 decreases. As described above, when the wireless communication device is located near the base station, the power of the received signal is large and the power of the power amplification circuit 3 is increased.
1 may saturate. For this reason, the power of the received signal is detected by the power detector 24, and the gain of the power amplifier circuit 31 is controlled according to the detected power. Therefore, when the power of the received signal is higher than the desired power, the gain of the power amplifier circuit 31 is reduced, and the deterioration of the characteristics of the power amplifier circuit 31 due to the saturation of the power amplifier circuit 31 can be prevented.
【0059】なお、図6では、電力検出器24を電力増
幅回路31の入力側に設けたが、受信信号の時間系列で
先ず通信に必要な信号の前に電力検出用の信号を有する
システムの場合は、電力検出器24による信号の劣化を
防ぐため、電力増幅回路31の出力側で電力検出器24
による電力の検出を行うようにしてもよく、このように
した場合においても、図6で示した電力増幅回路31と
同様の特性を得ることができる。この場合、電力検出用
の信号、すなわちインバータ回路25から出力される信
号は、飽和して歪んでも無線通信を行う上で問題となら
ない。In FIG. 6, the power detector 24 is provided on the input side of the power amplifier circuit 31. However, in the time series of the received signal, the power detector 24 first has a power detection signal before a signal necessary for communication. In this case, in order to prevent signal deterioration due to the power detector 24, the power detector 24
May be performed, and even in such a case, the same characteristics as those of the power amplifier circuit 31 shown in FIG. 6 can be obtained. In this case, the signal for power detection, that is, the signal output from the inverter circuit 25 is not a problem in performing wireless communication even if the signal is saturated and distorted.
【0060】上記のように、本実施の形態1における高
周波回路は、高周波信号の電力増幅を行う電力増幅回路
を備え、該電力増幅回路を、ドレイン側の第1ゲートに
電力増幅を行いたい高周波信号と所定のDC電圧を入力
すると共に、ソース側の第2ゲートに可変するDC電圧
を入力するデュアルゲートFETを用いて形成した。こ
のことから、第2ゲートに入力するDC電圧に応じてデ
ュアルゲートFETの静特性を変えることができ、電力
増幅回路の利得を変えることができるため、簡単な構成
で小型化及びコストの低減を図ることができ、歪みを増
加させることなく低消費電力化を図ることができると共
に電力効率の向上を図ることができる。As described above, the high-frequency circuit according to the first embodiment includes the power amplifying circuit for amplifying the power of the high-frequency signal, and the power amplifying circuit is connected to the first gate on the drain side of the high-frequency signal to be amplified. It was formed using a dual-gate FET that inputs a signal and a predetermined DC voltage and inputs a variable DC voltage to the second gate on the source side. Thus, the static characteristics of the dual gate FET can be changed according to the DC voltage input to the second gate, and the gain of the power amplifier circuit can be changed. Therefore, power consumption can be reduced without increasing distortion, and power efficiency can be improved.
【0061】実施の形態2.上記実施の形態1において
は、第2ゲート入力端子G2に入力されるゲート電圧V
g2を変えて電力増幅回路の利得を変えるようにしたが、
このようにすると、デュアルゲートFET2及び3の入
力及び出力インピーダンスが変化する。該変化は、電力
増幅回路の特性において、利得の変化を引き起こすが、
一方で電力増幅回路のインピーダンスが変化すること
で、該電力増幅回路の前後に接続される回路とのインピ
ーダンスがずれるため、信号の反射が生じる可能性があ
る。Embodiment 2 In the first embodiment, the gate voltage V input to the second gate input terminal G2
g2 was changed to change the gain of the power amplifier circuit.
In this way, the input and output impedances of the dual gate FETs 2 and 3 change. The change causes a change in gain in the characteristics of the power amplifier circuit.
On the other hand, when the impedance of the power amplifier circuit changes, the impedance of a circuit connected before and after the power amplifier circuit shifts, so that signal reflection may occur.
【0062】このことは、携帯電話等の電力増幅回路に
使用される増幅器では、入出力の整合範囲を大きくとっ
ているために問題とならないが、5GHz以上の高周波
で使用する電力増幅回路では、入出力の整合を狭帯域整
合にして電力増幅回路の性能を向上させていることか
ら、整合のズレが問題となることがある。このことか
ら、第2ゲートのゲート電圧Vg2を変えても、電力増幅
回路における入力インピーダンス及び出力インピーダン
スが変化しないようにしたものを本発明の実施の形態2
とする。This does not pose a problem in an amplifier used in a power amplifier circuit of a cellular phone or the like because the input / output matching range is widened, but in a power amplifier circuit used at a high frequency of 5 GHz or more, Since the input / output matching is narrow band matching to improve the performance of the power amplifying circuit, there may be a problem with the matching misalignment. For this reason, even when the gate voltage Vg2 of the second gate is changed, a configuration in which the input impedance and the output impedance of the power amplifier circuit do not change according to the second embodiment of the present invention is described.
And
【0063】図7は、本実施の形態2における高周波回
路の例を示した概略の回路図である。なお、図7では、
携帯電話等の無線通信機における送信回路に使用される
電力増幅回路を例にして示しており、図1と同じものは
同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると
共に、図1との相違点のみ説明する。図7における図1
との相違点は、図1の電力増幅回路1にシングルゲート
のFET41〜43及び抵抗44からなるインピーダン
ス調整回路45を追加したことにあり、このことから、
図1の電力増幅回路1を電力増幅回路40としたことに
ある。FIG. 7 is a schematic circuit diagram showing an example of the high-frequency circuit according to the second embodiment. In FIG. 7,
1 shows an example of a power amplifying circuit used for a transmission circuit in a wireless communication device such as a mobile phone. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted here. Only the differences will be described. FIG. 1 in FIG.
1 is that an impedance adjusting circuit 45 including single-gate FETs 41 to 43 and a resistor 44 is added to the power amplifying circuit 1 of FIG.
The power amplifier circuit 1 of FIG.
【0064】図7において、電力増幅回路40は、デュ
アルゲートFET2,3、整合回路4〜8及び抵抗9〜
12に加えて、FET41〜43、抵抗44からなるイ
ンピーダンス調整回路45で形成されている。FET4
1のゲートは第2ゲート入力端子G2に接続されてお
り、FET41のソースは接地されている。FET41
のドレインはFET42のゲートに接続され、該接続部
は、抵抗44を介してドレイン電圧入力端子D1に接続
されると共にFET43のゲートに接続されている。F
ET42において、ドレインはデュアルゲートFET2
の第1ゲートに接続され、ソースは接地されている。ま
た、FET43において、ドレインはデュアルゲートF
ET3のドレインに接続され、ソースは接地されてい
る。In FIG. 7, the power amplifier circuit 40 includes dual gate FETs 2 and 3, matching circuits 4 to 8 and resistors 9 to
12, an impedance adjustment circuit 45 including FETs 41 to 43 and a resistor 44 is formed. FET4
The gate of 1 is connected to the second gate input terminal G2, and the source of the FET 41 is grounded. FET41
Is connected to the gate of the FET 43 via a resistor 44, and is connected to the drain voltage input terminal D1 via the resistor 44. F
In ET42, the drain is dual gate FET2
, And the source is grounded. In the FET 43, the drain is a dual gate F
The source is connected to the drain of ET3, and the source is grounded.
【0065】上記のような構成において、第2ゲート入
力端子G2に入力される電圧が低下すると、FET42
及び43のゲート電圧が増加し、FET42及び43の
オン抵抗が低下する。一方、電力増幅回路40の出力電
力を低下させるために第2ゲート入力端子G2に入力さ
れる電圧を低下させると、デュアルゲートFET2の入
力インピーダンス増加するが、FET42のオン抵抗が
低下するために、電力増幅回路40の入力インピーダン
スは一定となる。また、第2ゲート入力端子G2に入力
される電圧を低下させると、デュアルゲートFET3の
出力インピーダンスが高くなるが、FET43のオン抵
抗が低下することから、電力増幅回路40の出力インピ
ーダンスは一定となる。In the above configuration, when the voltage input to the second gate input terminal G2 decreases, the FET 42
, And 43, and the on-resistance of FETs 42 and 43 decreases. On the other hand, if the voltage input to the second gate input terminal G2 is reduced to reduce the output power of the power amplifying circuit 40, the input impedance of the dual-gate FET 2 increases, but the on-resistance of the FET 42 decreases. The input impedance of the power amplification circuit 40 becomes constant. When the voltage input to the second gate input terminal G2 is reduced, the output impedance of the dual-gate FET 3 increases, but the on-resistance of the FET 43 decreases, so that the output impedance of the power amplifier circuit 40 becomes constant. .
【0066】このように、本実施の形態2における高周
波回路は、上記実施の形態1の効果に加えて、第2ゲー
ト入力端子G2に入力される電圧を変えることによって
生じる入出力インピーダンスの変化をなくして一定にす
ることができ、入力及び出力に接続される回路との整合
のズレをなくすことができることから、5GHz以上の
高周波で使用する電力増幅回路にも使用することができ
る。As described above, the high-frequency circuit according to the second embodiment has the effect of changing the input / output impedance caused by changing the voltage input to the second gate input terminal G2 in addition to the effect of the first embodiment. It can be used for a power amplifier circuit used at a high frequency of 5 GHz or more, because it can be kept constant and a deviation of matching with a circuit connected to an input and an output can be eliminated.
【0067】実施の形態3.上記実施の形態1及び実施
の形態2において使用されたデュアルゲートFET2及
び3における、第1ゲート及び第2ゲートのゲート長を
変えてもよく、このようにしたものを本発明の実施の形
態3とする。本実施の形態3における高周波回路の例を
示した概略の回路図は、図1又は図7と同じであるので
省略する。Embodiment 3 In the dual gate FETs 2 and 3 used in the first and second embodiments, the gate lengths of the first gate and the second gate may be changed, and such a configuration is used in the third embodiment of the present invention. And A schematic circuit diagram showing an example of the high-frequency circuit according to the third embodiment is the same as FIG. 1 or FIG.
【0068】図8は、本発明の実施の形態3における高
周波回路に使用するデュアルゲートFET2の構造例を
示した概略の断面図である。なお、デュアルゲートFE
T3の構造は、デュアルゲートFET2と同様であるの
その説明を省略する。図8において、砒化ガリウム基板
51にSiイオンを注入して形成されたn層52上に
は、ドレイン電極53、第1ゲート電極54、第2ゲー
ト電極55及びソース電極56が形成されている。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a structural example of a dual gate FET 2 used in a high frequency circuit according to the third embodiment of the present invention. In addition, dual gate FE
The structure of T3 is the same as that of the dual gate FET2, and the description thereof is omitted. 8, a drain electrode 53, a first gate electrode 54, a second gate electrode 55, and a source electrode 56 are formed on an n-layer 52 formed by implanting Si ions into a gallium arsenide substrate 51.
【0069】第2ゲート電極55のゲート長Lg2は第1
ゲート電極54のゲート長Lg1よりも短く形成されてい
る。具体的には、第1ゲート電極54のゲート長Lg1は
0.7μm〜1.5μmにし、第2ゲート電極55のゲー
ト長Lg2は0.2μm〜0.6μmにし、例えば第1ゲー
ト電極54のゲート長Lg1を1μmにし、第2ゲート電
極55のゲート長Lg2を0.4μmにする。これは、F
ETのゲート長を短くし過ぎると利得が大幅に低下する
ためである。FETにおいては、ゲート長を短くする
と、FETのピンチオフ電圧が高くなりゲート下のチャ
ネル抵抗が低下するため、ドレイン・ソース間の抵抗が
低下する。The gate length Lg2 of the second gate electrode 55 is
The gate electrode 54 is formed shorter than the gate length Lg1. Specifically, the gate length Lg1 of the first gate electrode 54 is set to 0.7 μm to 1.5 μm, and the gate length Lg2 of the second gate electrode 55 is set to 0.2 μm to 0.6 μm. The gate length Lg1 is set to 1 μm, and the gate length Lg2 of the second gate electrode 55 is set to 0.4 μm. This is F
This is because if the gate length of the ET is too short, the gain is greatly reduced. In the FET, when the gate length is shortened, the pinch-off voltage of the FET increases and the channel resistance under the gate decreases, so that the drain-source resistance decreases.
【0070】ここで、デュアルゲートFET2がFET
増幅器として動作するためには、ドレイン耐圧を大きく
しておく必要がある。このため、デュアルゲートFET
2において、第1ゲート電極54のゲート長Lg1を第2
ゲート電極55のゲート長Lg2よりも長くなるように形
成する。例えば、電源電圧3Vで動作する増幅回路の最
終段ではドレイン耐圧は電源電圧の2倍以上必要となる
ため、ゲート長Lg1としては0.7μm以上必要となる
ことから、ゲート長Lg1を1μmにする。一方、デュア
ルゲートFET2における第2ゲートはドレイン耐圧が
必要でないため、ゲート長Lg2を短くすることができ
る。Here, the dual gate FET 2 is an FET
In order to operate as an amplifier, it is necessary to increase the drain breakdown voltage. Therefore, dual gate FET
2, the gate length Lg1 of the first gate electrode 54 is
The gate electrode 55 is formed to be longer than the gate length Lg2. For example, in the final stage of an amplifier circuit operating at a power supply voltage of 3 V, the drain withstand voltage needs to be at least twice the power supply voltage, and the gate length Lg1 needs to be 0.7 μm or more. Therefore, the gate length Lg1 is set to 1 μm. . On the other hand, the second gate in the dual-gate FET 2 does not need a drain breakdown voltage, so that the gate length Lg2 can be reduced.
【0071】このように、本発明の実施の形態3におけ
る高周波回路は、デュアルゲートFET2及び3におい
て、上記図4で示したように、第2FET16が第1F
ET15のソース抵抗Rsとして働くことから、第2ゲ
ート電極55のゲート長Lg2を第1ゲート電極54のゲ
ート長Lg1よりも短くすることによって、上記外部ソー
ス抵抗の抵抗値の可変範囲を増加させることができ、第
2ゲートに入力するDC電圧に応じて変化するデュアル
ゲートFETの静特性の可変幅を大きくすることができ
る。すなわち、デュアルゲートFETの小型化を図るこ
とができると共に電力増幅回路における利得の可変範囲
を大きくすることができる。As described above, in the high-frequency circuit according to the third embodiment of the present invention, in the dual-gate FETs 2 and 3, as shown in FIG.
Since the gate length Lg2 of the second gate electrode 55 is shorter than the gate length Lg1 of the first gate electrode 54, the variable range of the resistance value of the external source resistance is increased because the gate length Lg2 of the second gate electrode 55 functions as the source resistance Rs of the ET15. Thus, the variable width of the static characteristics of the dual gate FET that changes according to the DC voltage input to the second gate can be increased. That is, the size of the dual gate FET can be reduced, and the variable range of the gain in the power amplifier circuit can be increased.
【0072】更に、第2FET16におけるドレイン・
ソース間の抵抗を最も小さくした場合のデュアルゲート
FET2における第1ゲート・ソース間の抵抗を、第1
ゲート電極54及び第2ゲート電極55の各ゲート長を
同一にした場合と比較して小小さくすることができる。
すなわち、デュアルゲートFET2の出力電力が最も大
きい場合、第2FET16のドレイン・ソース間抵抗は
できるだけ小さい方がよいことから、電力増幅回路の電
力効率を大きくすることができる。Further, the drain of the second FET 16
The resistance between the first gate and the source in the dual gate FET 2 when the resistance between the sources is minimized is the first resistance.
The gate length of the gate electrode 54 and the second gate electrode 55 can be reduced as compared with the case where the gate lengths are the same.
That is, when the output power of the dual-gate FET 2 is the largest, the drain-source resistance of the second FET 16 is preferably as small as possible, so that the power efficiency of the power amplifier circuit can be increased.
【0073】実施の形態4.実施の形態3のように、第
2ゲート電極55のゲート長Lg2を0.4μmにする微
細パターンが形成できない場合、砒化ガリウム基板に注
入するSiイオンの濃度を変えることによって、図8で
示したデュアルゲートFET2と同様の特性を得るよう
にしたものを本発明の実施の形態4とする。本実施の形
態4における高周波回路の例を示した概略の回路図は、
図1又は図7と同じであるので省略する。Embodiment 4 As in the third embodiment, when a fine pattern in which the gate length Lg2 of the second gate electrode 55 is 0.4 μm cannot be formed, the concentration of Si ions implanted into the gallium arsenide substrate is changed as shown in FIG. A fourth embodiment of the present invention will be described in which characteristics similar to those of the dual gate FET 2 are obtained. A schematic circuit diagram showing an example of the high-frequency circuit according to the fourth embodiment is shown in FIG.
It is the same as FIG. 1 or FIG.
【0074】図9は、本発明の実施の形態4における高
周波回路に使用するデュアルゲートFET2の構造例を
示した概略の断面図である。なお、デュアルゲートFE
T3の構造は、デュアルゲートFET2と同様であるの
その説明を省略する。図9において、砒化ガリウム基板
61に注入されるSiイオンの濃度を3段階に変えてn+
層、n1層及びn層が形成されている。n層は、Siイオ
ンの濃度が最も低く、デュアルゲートFET2のピンチ
オフ電圧を設定するためのチャネル層であり、該n層上
に第1ゲート電極62及び第2ゲート電極63が形成さ
れている。n+層は、ドレイン電極64及びソース電極
65とオーミックコンタクトをとるように高濃度のSi
イオンを注入した層であり、n1層は、n+層とn層との
間のSiイオン濃度を有する層である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of a dual gate FET 2 used for a high frequency circuit according to the fourth embodiment of the present invention. In addition, dual gate FE
The structure of T3 is the same as that of the dual gate FET2, and the description thereof is omitted. In FIG. 9, the concentration of Si ions implanted into the gallium arsenide substrate 61 is changed in three steps to obtain n +
Layer, an n1 layer and an n layer. The n-layer has the lowest concentration of Si ions and is a channel layer for setting a pinch-off voltage of the dual-gate FET 2. A first gate electrode 62 and a second gate electrode 63 are formed on the n-layer. The n + layer has a high Si concentration so as to make ohmic contact with the drain electrode 64 and the source electrode 65.
The n1 layer is a layer having an Si ion concentration between the n + layer and the n layer.
【0075】第1ゲート電極62はn層66上に、第2
ゲート電極63はn層67上にそれぞれ形成され、更
に、ドレイン電極64はn+層68上に、ソース電極6
5はn+層69上に形成されている。n層67とn+層6
9は隣接しており、n層67の第1ゲート電極側にはn
+層70が隣接している。また、n層66とn+層68と
に挟まれるようにn1層71が形成されており、n層6
6とn+層70とに挟まれるようにn1層72が形成され
ている。なお、n層66,67、n+層68〜70及び
n1層71,72は導電層をなす。The first gate electrode 62 is formed on the n-layer
A gate electrode 63 is formed on the n-layer 67, and a drain electrode 64 is formed on the n + layer 68 on the source electrode 6
5 is formed on the n + layer 69. n layer 67 and n + layer 6
9 is adjacent to the first gate electrode side of the n-layer 67.
+ Layer 70 is adjacent. An n1 layer 71 is formed between n layer 66 and n + layer 68, and n1 layer
The n1 layer 72 is formed so as to be sandwiched between the n + layer 6 and the n + layer 70. The n layers 66 and 67, the n + layers 68 to 70, and the n1 layers 71 and 72 form a conductive layer.
【0076】上記のような構成において、ゲート電極を
n+層と接触させるとゲート耐圧が低下し、オーミック
コンタクトをとった電極とゲート電極との間の抵抗は低
下する。このことから、第2ゲート電極63において
は、n+層69及び70が接近しているために、第2ゲ
ート電極63のFET、すなわち図4で示した第2FE
T16のドレイン・ソース間の抵抗が小さくなると共
に、ピンチオフ電圧が大きくなる。一方、第1ゲート電
極62のFET、すなわち図4で示した第1FET15
においては、ドレイン・ソース間の耐圧を大きくする必
要があることから、第1ゲート電極62が形成されたn
層66は、高濃度のn+層に接触しないようにする必要
がある。そこで、n層66とn+層68との間にはn1層
71が形成され、n層66とn+層70との間にはn1層
72が形成されて、n+層68とn+層70が接近しない
ようにしている。In the above configuration, when the gate electrode is brought into contact with the n + layer, the gate breakdown voltage is reduced, and the resistance between the ohmic contact electrode and the gate electrode is reduced. From this, in the second gate electrode 63, since the n + layers 69 and 70 are close to each other, the FET of the second gate electrode 63, that is, the second FE shown in FIG.
As the resistance between the drain and source of T16 decreases, the pinch-off voltage increases. On the other hand, the FET of the first gate electrode 62, that is, the first FET 15 shown in FIG.
Since it is necessary to increase the withstand voltage between the drain and the source in n, the n in which the first gate electrode 62 is formed
Layer 66 should not contact the heavily doped n + layer. Accordingly, between the n layer 66 and the n + layer 68 n1 layer 71 is formed, n1 layer 72 between the n layer 66 and the n + layer 70 is formed, the n + layer 68 and n + The layer 70 is prevented from approaching.
【0077】このように、本発明の実施の形態4におけ
る高周波回路は、デュアルゲートFET2及び3におい
て、砒化ガリウム基板61に注入されるSiイオンの濃
度を3段階に変えてn+層、n1層及びn層をそれぞれ形
成した構造にし、第2ゲート電極63が形成されたn層
67を挟んで接触させるように、高濃度のn+層69と
n+層70をそれぞれ形成し、n+層69上にソース電極
65を形成した。更に、第1ゲート電極62を形成した
n層66と、ドレイン電極64を形成したn+層68と
の間にはn1層71が形成され、n層66とn+層70と
の間にはn1層72が形成されて、n+層68とn+層7
0が接近しないようにしている。このようにすることに
よって、実施の形態3と同様の効果を得ることができる
と共に、ゲート長を0.4μm以下にするための微細パ
ターンが形成できないような場合においても、実施の形
態3と同様の効果を得ることができる。As described above, in the high-frequency circuit according to the fourth embodiment of the present invention, in the dual gate FETs 2 and 3, the concentration of Si ions implanted into the gallium arsenide substrate 61 is changed in three stages to form the n + layer and the n1 layer. and then n-layer to form structures respectively, into contact across the n layer 67 in which the second gate electrode 63 is formed, to form a high-concentration n + layer 69 and n + layer 70, respectively, the n + layer A source electrode 65 was formed on 69. Further, an n1 layer 71 is formed between the n layer 66 on which the first gate electrode 62 is formed and the n + layer 68 on which the drain electrode 64 is formed, and an n1 layer 71 is formed between the n layer 66 and the n + layer 70. An n1 layer 72 is formed, and an n + layer 68 and an n + layer 7 are formed.
0 is kept away. By doing so, the same effect as in the third embodiment can be obtained, and also in the case where a fine pattern for reducing the gate length to 0.4 μm or less cannot be formed, the same as in the third embodiment. The effect of can be obtained.
【0078】実施の形態5.実施の形態4では、砒化ガ
リウム基板に注入するSiイオンの濃度を変えることに
よって、図8で示したデュアルゲートFET2と同様の
特性を得るようにしたが、砒化ガリウム基板に注入する
Siイオンの濃度を変えずに、砒化ガリウム基板上に形
成されたn層において、各電極が形成される部分の堀り
込み量を変えることによって、図8で示したデュアルゲ
ートFET2と同様の特性を得るようにしたものを本発
明の実施の形態5とする。本実施の形態5における高周
波回路の例を示した概略の回路図は、図1又は図7と同
じであるので省略する。Embodiment 5 FIG. In the fourth embodiment, the same characteristics as those of the dual gate FET 2 shown in FIG. 8 are obtained by changing the concentration of Si ions implanted into the gallium arsenide substrate. By changing the depth of the portion where each electrode is formed in the n-layer formed on the gallium arsenide substrate, the same characteristics as the dual gate FET 2 shown in FIG. This is referred to as a fifth embodiment of the present invention. A schematic circuit diagram showing an example of the high-frequency circuit according to the fifth embodiment is the same as FIG. 1 or FIG.
【0079】図10は、本発明の実施の形態5における
高周波回路に使用するデュアルゲートFET2の構造例
を示した概略の断面図である。なお、デュアルゲートF
ET3の構造は、デュアルゲートFET2と同様である
のその説明を省略する。図10において、Siイオンを
砒化ガリウム基板81に注入して、又はエピタキシャル
成長で砒化ガリウム基板81上にn層82が形成されて
いる。該n層82の厚みは均一ではなく、例えば、第1
ゲート電極83はn層82が1000Å以上掘り込んだ
部分に形成され、第2ゲート電極84は、n層82の堀
り込み量が200Å以下の部分に形成されている。ま
た、ドレイン電極85及びソース電極86は、n層82
における堀り込まれていない部分にそれぞれ形成されて
いる。なお、n層82は導電層をなす。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of a dual gate FET 2 used for a high frequency circuit according to the fifth embodiment of the present invention. The dual gate F
The structure of ET3 is the same as that of the dual-gate FET2, and the description thereof is omitted. In FIG. 10, an n layer 82 is formed on a gallium arsenide substrate 81 by implanting Si ions into the gallium arsenide substrate 81 or by epitaxial growth. The thickness of the n-layer 82 is not uniform.
The gate electrode 83 is formed at a portion where the n-layer 82 is dug by 1000 ° or more, and the second gate electrode 84 is formed at a portion where the dug-down amount of the n-layer 82 is 200 ° or less. In addition, the drain electrode 85 and the source electrode 86 are
Are formed in the portions that are not dug out. Note that the n layer 82 forms a conductive layer.
【0080】上記のような構成において、第1ゲート電
極83を形成している部分のn層82の堀り込み量を大
きくすると、第1ゲート電極83のFET、すなわち図
4で示した第1FET15のピンチオフ電圧が小さくな
り、チャネル抵抗が大きくなるが、第1FET15のド
レイン・ソース間の耐圧が大きくなる。これに対して、
第2ゲート電極84を形成している部分のn層82の掘
り込み量を小さくすると、第2ゲート電極84のFE
T、すなわち図4で示した第2FET16における、チ
ャネル抵抗が低下しドレイン・ソース間の耐圧も低下す
る。In the above-described configuration, when the depth of the n-layer 82 in the portion where the first gate electrode 83 is formed is increased, the FET of the first gate electrode 83, that is, the first FET 15 shown in FIG. , The channel resistance increases, but the withstand voltage between the drain and the source of the first FET 15 increases. On the contrary,
When the amount of digging of the n-layer 82 in the portion where the second gate electrode 84 is formed is reduced, the FE of the second gate electrode 84 is reduced.
T, that is, the channel resistance of the second FET 16 shown in FIG. 4 is reduced, and the withstand voltage between the drain and the source is also reduced.
【0081】このように、本発明の実施の形態5におけ
る高周波回路は、デュアルゲートFET2及び3におい
て、砒化ガリウム基板81上に形成されたn層におけ
る、第1ゲート電極83が形成される部分及び第2ゲー
ト電極84が形成される部分をそれぞれ掘り込み、第1
ゲート電極83が形成される部分の掘り込み量を第2ゲ
ート電極84が形成される部分の掘り込み量よりも大き
くした。このようにすることによって、実施の形態3と
同様の効果を得ることができると共に、ゲート長を0.
4μm以下にするための微細パターンが形成できないよ
うな場合においても、実施の形態3と同様の効果を得る
ことができる。また、イオン注入によって形成されたF
ETだけでなく、エピタキシャル砒化ガリウム基板を用
いる高電子移動度トランジスタ(HEMT)を用いた電
力増幅回路にも使用することができる。As described above, in the high frequency circuit according to the fifth embodiment of the present invention, in the dual gate FETs 2 and 3, the portion of the n-layer formed on the gallium arsenide substrate 81 where the first gate electrode 83 is formed and The portions where the second gate electrodes 84 are formed are dug respectively,
The depth of the portion where the gate electrode 83 is formed is made larger than the depth of the portion where the second gate electrode 84 is formed. By doing so, the same effect as in the third embodiment can be obtained, and the gate length can be reduced to 0.3.
The same effect as in the third embodiment can be obtained even in a case where a fine pattern for reducing the thickness to 4 μm or less cannot be formed. In addition, F formed by ion implantation
The present invention can be used not only for ET but also for a power amplifier circuit using a high electron mobility transistor (HEMT) using an epitaxial gallium arsenide substrate.
【0082】[0082]
【発明の効果】請求項1に係るデュアルゲートFET
は、第2ゲート電極のゲート長を第1ゲート電極のゲー
ト長よりも短くすることによって、第2ゲートにDC電
圧を入力した場合におけるデュアルゲートFETの静特
性の可変幅を大きくすることができると共にデュアルゲ
ートFETの小型化を図ることができる。すなわち、こ
のようなデュアルゲートFETを増幅回路に使用した場
合、該増幅回路における利得の可変範囲を大きくするこ
とができると共に小型化を図ることができる。更に、第
1ゲート・ソース間の抵抗を小さくすることができるこ
とから、電力増幅回路に使用した場合、電力効率を大き
くすることができる。The dual gate FET according to claim 1
By making the gate length of the second gate electrode shorter than the gate length of the first gate electrode, the variable width of the static characteristics of the dual gate FET when a DC voltage is input to the second gate can be increased. In addition, the size of the dual gate FET can be reduced. That is, when such a dual gate FET is used in an amplifier circuit, the variable range of the gain in the amplifier circuit can be increased and the size can be reduced. Furthermore, since the resistance between the first gate and the source can be reduced, the power efficiency can be increased when used in a power amplifier circuit.
【0083】請求項2に係るデュアルゲートFETは、
請求項1において、具体的には、第1ゲートをなすゲー
ト電極のゲート長は0.7μm〜1.5μmであり、上記
第2ゲートをなすゲート電極のゲート長は0.2μm〜
0.6μmであることから、ドレイン耐圧を大きくする
ことができると共に、ゲート長を短くし過ぎることによ
る利得の大幅な低下を防止することができる。The dual gate FET according to claim 2 is
In claim 1, specifically, the gate length of the gate electrode forming the first gate is from 0.7 μm to 1.5 μm, and the gate length of the gate electrode forming the second gate is from 0.2 μm to 1.5 μm.
Since the thickness is 0.6 μm, the drain withstand voltage can be increased, and a significant decrease in gain due to an excessively short gate length can be prevented.
【0084】請求項3に係るデュアルゲートFETは、
半導体基板に注入されるSiイオンの濃度を3段階に変
えて導電層を形成した構造にし、該導電層において、第
2ゲート電極の下部に形成された最も電子濃度の低い領
域が、ソース電極が形成された最も電子濃度が高い領域
と第1ゲート電極側に形成された最も電子濃度が高い領
域とに隣接して形成されるようにした。このことから、
ゲート長を短くするための微細パターンが形成できない
ような場合においても、第2ゲートにDC電圧を入力し
た場合におけるデュアルゲートFETの静特性の可変幅
を大きくすることができる。すなわち、このようなデュ
アルゲートFETを増幅回路に使用した場合、該増幅回
路における利得の可変範囲を大きくすることができる。
更に、第1ゲート・ソース間の抵抗を小さくすることが
できることから、電力増幅回路に使用した場合、電力効
率を大きくすることができる。The dual gate FET according to claim 3 is
A structure in which a conductive layer is formed by changing the concentration of Si ions implanted into the semiconductor substrate in three stages, and in the conductive layer, a region having the lowest electron concentration formed under the second gate electrode is a source electrode. It is formed so as to be adjacent to the formed region having the highest electron concentration and the region having the highest electron concentration formed on the first gate electrode side. From this,
Even when a fine pattern for shortening the gate length cannot be formed, the variable width of the static characteristics of the dual-gate FET when a DC voltage is input to the second gate can be increased. That is, when such a dual-gate FET is used in an amplifier circuit, the variable range of the gain in the amplifier circuit can be increased.
Furthermore, since the resistance between the first gate and the source can be reduced, the power efficiency can be increased when used in a power amplifier circuit.
【0085】請求項4に係るデュアルゲートFETは、
請求項3において、導電層は、第1ゲート電極の下部に
形成された最も電子濃度の低い領域が、ドレイン電極が
形成された領域、及び第2ゲート電極が形成された領域
と第1ゲート電極側に隣接する最も電子濃度の高い領域
に、それぞれ中間の電子濃度の領域を介して接続される
ように形成されるようにした。このことから、デュアル
ゲートFETのドレインの耐圧を大きくすることができ
る。The dual gate FET according to claim 4 is
4. The conductive layer according to claim 3, wherein the region having the lowest electron concentration formed under the first gate electrode includes a region where the drain electrode is formed, a region where the second gate electrode is formed, and the first gate electrode. It is formed so as to be connected to the region having the highest electron concentration adjacent to the side through the region having the intermediate electron concentration. For this reason, the withstand voltage of the drain of the dual gate FET can be increased.
【0086】請求項5に係るデュアルゲートFETは、
半導体基板に形成された導電層の厚みを、第1ゲート電
極を形成する領域よりも第2ゲート電極を形成する領域
の方が小さくなるようにした。このことによって、ドレ
イン耐圧を大きくすることができると共に、ゲート長を
短くするための微細パターンが形成できないような場合
においても、第2ゲートにDC電圧を入力した場合にお
けるデュアルゲートFETの静特性の可変幅を大きくす
ることができる。すなわち、このようなデュアルゲート
FETを増幅回路に使用した場合、該増幅回路における
利得の可変範囲を大きくすることができる。また、第1
ゲート・ソース間の抵抗を小さくすることができること
から、電力増幅回路に使用した場合、電力効率を大きく
することができる。更に、イオン注入によって形成され
たFETだけでなく、エピタキシャル砒化ガリウム基板
を用いる高電子移動度トランジスタを用いた増幅回路に
も使用することができる。The dual gate FET according to claim 5 is
The thickness of the conductive layer formed on the semiconductor substrate is made smaller in the region where the second gate electrode is formed than in the region where the first gate electrode is formed. As a result, the drain withstand voltage can be increased, and the static characteristics of the dual-gate FET when a DC voltage is input to the second gate can be obtained even when a fine pattern for shortening the gate length cannot be formed. The variable width can be increased. That is, when such a dual-gate FET is used in an amplifier circuit, the variable range of the gain in the amplifier circuit can be increased. Also, the first
Since the resistance between the gate and the source can be reduced, power efficiency can be increased when used in a power amplifier circuit. Further, the present invention can be used not only for an FET formed by ion implantation but also for an amplifier circuit using a high electron mobility transistor using an epitaxial gallium arsenide substrate.
【0087】請求項6に係る高周波回路は、高周波信号
の電力増幅を行う電力増幅回路を備え、該電力増幅回路
を、ドレイン側の第1ゲートに電力増幅を行う高周波信
号と所定のDC電圧を入力すると共に、ソース側の第2
ゲートに可変するDC電圧を入力するデュアルゲートF
ETを用いて形成した。このことから、電力増幅回路に
おいて、第2ゲートに入力するDC電圧に応じてデュア
ルゲートFETの静特性を変えることができ、電力増幅
回路の利得を変えることができるため、簡単な構成で小
型化及びコストの低減を図ることができ、歪みを増加さ
せることなく低消費電力化を図ることができると共に電
力効率の向上を図ることができる。The high-frequency circuit according to claim 6 includes a power amplifier circuit for amplifying the power of the high-frequency signal, and the power amplifier circuit transmits a high-frequency signal for power amplification to a drain-side first gate and a predetermined DC voltage. Input and the second on the source side
Dual gate F for inputting variable DC voltage to gate
Formed using ET. Accordingly, in the power amplifier circuit, the static characteristics of the dual-gate FET can be changed according to the DC voltage input to the second gate, and the gain of the power amplifier circuit can be changed. In addition, cost can be reduced, power consumption can be reduced without increasing distortion, and power efficiency can be improved.
【0088】請求項7に係る高周波回路は、送信する高
周波信号の増幅を行う少なくとも1つのデュアルゲート
FETを有する電力増幅回路を備え、該電力増幅回路
は、デュアルゲートFETにおけるドレイン側のゲート
である第1ゲートに送信する高周波信号が入力されると
共に、デュアルゲートFETにおけるソース側のゲート
である第2ゲートに、受信した信号の電力を変換して電
力検出部から出力されたDC電圧が入力され、該DC電
圧によって出力電力を制御する。このことから、電力増
幅回路において、第2ゲートに入力するDC電圧に応じ
てデュアルゲートFETの静特性を変えることができ、
電力増幅回路の利得を変えることができるため、簡単な
構成で小型化及びコストの低減を図ることができ、歪み
を増加させることなく低消費電力化を図ることができる
と共に電力効率の向上を図ることができる。更に、受信
信号の電力が大きい場合、基地局の近傍にあることか
ら、送信信号の電力を低減しても基地局は送信信号を受
信することができる。このことから、簡単な構成で、受
信した信号の電力に応じて送信電力を変えることがで
き、消費電力を削減することができる。The high-frequency circuit according to claim 7 includes a power amplifier circuit having at least one dual-gate FET for amplifying a high-frequency signal to be transmitted, and the power amplifier circuit is a drain-side gate of the dual-gate FET. The high-frequency signal to be transmitted to the first gate is input, and the DC voltage output from the power detection unit after converting the power of the received signal is input to the second gate, which is the source-side gate of the dual-gate FET. The output power is controlled by the DC voltage. From this, in the power amplifier circuit, the static characteristics of the dual gate FET can be changed according to the DC voltage input to the second gate,
Since the gain of the power amplifying circuit can be changed, miniaturization and cost reduction can be achieved with a simple configuration, power consumption can be reduced without increasing distortion, and power efficiency is improved. be able to. Furthermore, when the power of the received signal is large, the base station can receive the transmitted signal even if the power of the transmitted signal is reduced because the received signal is near the base station. Thus, with a simple configuration, the transmission power can be changed according to the power of the received signal, and the power consumption can be reduced.
【0089】請求項8に係る高周波回路は、受信した高
周波信号の増幅を行う少なくとも1つのデュアルゲート
FETを有する電力増幅回路を備え、該電力増幅回路
は、デュアルゲートFETにおけるドレイン側のゲート
である第1ゲートに送信する高周波信号が入力されると
共に、デュアルゲートFETにおけるソース側のゲート
である第2ゲートに、受信した信号の電力を変換して電
力検出部から出力されたDC電圧が入力され、該DC電
圧によって出力電力を制御する。このことから、電力増
幅回路において、第2ゲートに入力するDC電圧に応じ
てデュアルゲートFETの静特性を変えることができ、
電力増幅回路の利得を変えることができるため、簡単な
構成で小型化及びコストの低減を図ることができ、歪み
を増加させることなく低消費電力化を図ることができる
と共に電力効率の向上を図ることができる。更に、受信
信号の電力が所望の電力よりも大きい場合、電力増幅回
路の利得が低下し、電力増幅回路の飽和による電力増幅
回路の特性の劣化を簡単な構成で防ぐことができる。The high-frequency circuit according to claim 8 includes a power amplifier circuit having at least one dual-gate FET for amplifying a received high-frequency signal, and the power amplifier circuit is a drain-side gate of the dual-gate FET. The high-frequency signal to be transmitted to the first gate is input, and the DC voltage output from the power detection unit after converting the power of the received signal is input to the second gate, which is the source-side gate of the dual-gate FET. The output power is controlled by the DC voltage. From this, in the power amplifier circuit, the static characteristics of the dual gate FET can be changed according to the DC voltage input to the second gate,
Since the gain of the power amplifier circuit can be changed, miniaturization and cost reduction can be achieved with a simple configuration, low power consumption can be achieved without increasing distortion, and power efficiency can be improved. be able to. Further, when the power of the received signal is higher than the desired power, the gain of the power amplifier circuit decreases, and deterioration of the characteristics of the power amplifier circuit due to saturation of the power amplifier circuit can be prevented with a simple configuration.
【0090】請求項9に係る高周波回路は、請求項6か
ら請求項8において、第2ゲートに入力されるDCバイ
アス電圧の変化に伴って発生する、電力増幅回路の入力
部をなすデュアルゲートFETの第1ゲート及び上記電
力増幅回路の出力部におけるそれぞれのインピーダンス
の変化を、相殺して一定にするインピーダンス調整回路
を設けた。このことから、第2ゲートに入力されるDC
電圧を変えることによって生じる入出力インピーダンス
の変化をなくして一定にすることができ、入力及び出力
に接続される回路との整合のズレをなくすことができる
ことから、5GHz以上の高周波で使用する電力増幅回
路にも使用することができる。The high-frequency circuit according to claim 9 is the dual-gate FET according to claims 6 to 8, which is generated as the DC bias voltage input to the second gate changes and forms the input section of the power amplifier circuit. And an impedance adjustment circuit for canceling and making constant changes in impedance at the first gate and at the output section of the power amplification circuit. From this, the DC input to the second gate
Since the change in input / output impedance caused by changing the voltage can be eliminated and the input / output impedance can be kept constant, and the matching with the circuits connected to the input and output can be eliminated, the power amplification used at a high frequency of 5 GHz or more can be achieved. It can also be used for circuits.
【0091】請求項10に係る高周波回路は、請求項6
から請求項9において、デュアルゲートFETは、第2
ゲート電極のゲート長を第1ゲート電極のゲート長より
も短くすることによって、第2ゲートにDC電圧を入力
した場合におけるデュアルゲートFETの静特性の可変
幅を大きくすることができる。すなわち、電力増幅回路
における利得の可変範囲を大きくすることができると共
に小型化を図ることができる。更に、第1ゲート・ソー
ス間の抵抗を小さくすることができることから、電力増
幅回路の電力効率を大きくすることができる。The high-frequency circuit according to claim 10 is the same as claim 6
To claim 9, wherein the dual gate FET comprises a second gate FET.
By making the gate length of the gate electrode shorter than the gate length of the first gate electrode, the variable width of the static characteristics of the dual gate FET when a DC voltage is input to the second gate can be increased. That is, the variable range of the gain in the power amplifier circuit can be increased and the size can be reduced. Furthermore, since the resistance between the first gate and the source can be reduced, the power efficiency of the power amplifier circuit can be increased.
【0092】請求項11に係る高周波回路は、請求項1
0において、具体的には、デュアルゲートFETにおけ
る、第1ゲートをなすゲート電極のゲート長は0.7μ
m〜1.5μmであり、上記第2ゲートをなすゲート電
極のゲート長は0.2μm〜0.6μmであることから、
ドレイン耐圧を大きくすることができると共に、ゲート
長を短くし過ぎることによる電力増幅回路における利得
の大幅な低下を防止することができる。The high-frequency circuit according to the eleventh aspect is the first aspect.
0, specifically, the gate length of the gate electrode forming the first gate in the dual gate FET is 0.7 μm.
m to 1.5 μm, and the gate length of the gate electrode forming the second gate is 0.2 μm to 0.6 μm.
The drain withstand voltage can be increased, and a significant decrease in gain in the power amplifier circuit due to an excessively short gate length can be prevented.
【0093】請求項12に係る高周波回路は、請求項6
から請求項9において、デュアルゲートFETは、半導
体基板に注入されるSiイオンの濃度を3段階に変えて
導電層を形成した構造にし、該導電層において、第2ゲ
ート電極の下部に形成された最も電子濃度の低い領域
が、ソース電極が形成された最も電子濃度が高い領域と
第1ゲート電極側に形成された最も電子濃度が高い領域
とに隣接して形成されるようにした。このことから、ゲ
ート長を短くするための微細パターンが形成できないよ
うな場合においても、第2ゲートにDC電圧を入力した
場合におけるデュアルゲートFETの静特性の可変幅を
大きくすることができる。すなわち、電力増幅回路にお
ける利得の可変範囲を大きくすることができ、更に、第
1ゲート・ソース間の抵抗を小さくすることができるこ
とから、電力増幅回路の電力効率を大きくすることがで
きる。According to the twelfth aspect of the present invention, there is provided the high-frequency circuit according to the sixth aspect.
According to the ninth aspect, the dual gate FET has a structure in which a conductive layer is formed by changing the concentration of Si ions implanted into the semiconductor substrate in three stages, and is formed under the second gate electrode in the conductive layer. The region with the lowest electron concentration is formed adjacent to the region with the highest electron concentration where the source electrode is formed and the region with the highest electron concentration formed on the first gate electrode side. Accordingly, even when a fine pattern for shortening the gate length cannot be formed, the variable width of the static characteristics of the dual gate FET when a DC voltage is input to the second gate can be increased. That is, since the variable range of the gain in the power amplifier circuit can be increased and the resistance between the first gate and the source can be reduced, the power efficiency of the power amplifier circuit can be increased.
【0094】請求項13に係る高周波回路は、請求項1
2において、導電層は、第1ゲート電極の下部に形成さ
れた最も電子濃度の低い領域が、ドレイン電極が形成さ
れた領域、及び第2ゲート電極が形成された領域と第1
ゲート電極側に隣接する最も電子濃度の高い領域に、そ
れぞれ中間の電子濃度の領域を介して接続されるように
形成されるようにした。このことから、デュアルゲート
FETのドレインの耐圧を大きくすることができる。The high-frequency circuit according to claim 13 is based on claim 1
2, in the conductive layer, the region having the lowest electron concentration formed under the first gate electrode is the same as the region where the drain electrode is formed and the region where the second gate electrode is formed.
It is formed so as to be connected to the region having the highest electron concentration adjacent to the gate electrode side through the region having the intermediate electron concentration. For this reason, the withstand voltage of the drain of the dual gate FET can be increased.
【0095】請求項14に係る高周波回路は、請求項6
から請求項9において、デュアルゲートFETは、半導
体基板に形成された導電層の厚みを、第1ゲート電極を
形成する領域よりも第2ゲート電極を形成する領域の方
が小さくなるようにした。このことによって、ドレイン
耐圧を大きくすることができる共に、ゲート長を短くす
るための微細パターンが形成できないような場合におい
ても、第2ゲートにDC電圧を入力した場合におけるデ
ュアルゲートFETの静特性の可変幅を大きくすること
ができる。すなわち、電力増幅回路における利得の可変
範囲を大きくすることができる。また、第1ゲート・ソ
ース間の抵抗を小さくすることができることから、電力
増幅回路における電力効率を大きくすることができる。
更に、イオン注入によって形成されたFETだけでな
く、エピタキシャル砒化ガリウム基板を用いる高電子移
動度トランジスタを用いた電力増幅回路にも使用するこ
とができる。The high-frequency circuit according to claim 14 is based on claim 6
According to the ninth aspect of the present invention, in the dual gate FET, the thickness of the conductive layer formed on the semiconductor substrate is smaller in the region where the second gate electrode is formed than in the region where the first gate electrode is formed. As a result, the drain withstand voltage can be increased and the static characteristics of the dual-gate FET when a DC voltage is input to the second gate can be obtained even when a fine pattern for shortening the gate length cannot be formed. The variable width can be increased. That is, the variable range of the gain in the power amplifier circuit can be increased. Further, since the resistance between the first gate and the source can be reduced, the power efficiency of the power amplifier circuit can be increased.
Further, the present invention can be used not only for an FET formed by ion implantation but also for a power amplifier circuit using a high electron mobility transistor using an epitaxial gallium arsenide substrate.
【図1】 本発明の実施の形態1における高周波回路の
例を示した概略の回路図である。FIG. 1 is a schematic circuit diagram illustrating an example of a high-frequency circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1で示したデュアルゲートFET2を高周
波で動作させた場合における、ゲート電圧Vg2を0.5
Vにしたときの負荷曲線を示した図である。FIG. 2 shows a case where the gate voltage Vg2 is 0.5 when the dual-gate FET 2 shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a load curve when the load is set to V;
【図3】 図1で示したデュアルゲートFET2を高周
波で動作させた場合における、ゲート電圧Vg2を−0.
5Vにしたときの負荷曲線を示した図である。FIG. 3 shows the case where the dual gate FET 2 shown in FIG.
It is a figure showing a load curve at the time of 5V.
【図4】 図1で示したデュアルゲートFET2の等価
回路を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of the dual gate FET 2 shown in FIG.
【図5】 図1で示した電力増幅回路1を使用した送信
回路部の例を示した概略のブロック図である。FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating an example of a transmission circuit unit using the power amplification circuit 1 illustrated in FIG.
【図6】 デュアルゲートFET2による1段増幅を行
う構成の電力増幅回路31を使用した受信回路部の例を
示した概略のブロック図である。FIG. 6 is a schematic block diagram illustrating an example of a receiving circuit unit using a power amplifier circuit 31 configured to perform single-stage amplification using a dual-gate FET 2.
【図7】 本発明の実施の形態2における高周波回路の
例を示した概略の回路図である。FIG. 7 is a schematic circuit diagram illustrating an example of a high-frequency circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図8】 本発明の実施の形態3における高周波回路に
使用するデュアルゲートFET2の構造例を示した概略
の断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a structural example of a dual-gate FET 2 used in a high-frequency circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図9】 本発明の実施の形態4における高周波回路に
使用するデュアルゲートFET2の構造例を示した概略
の断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view showing a structural example of a dual-gate FET 2 used for a high-frequency circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】 本発明の実施の形態5における高周波回路
に使用するデュアルゲートFET2の構造例を示した概
略の断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of a dual-gate FET 2 used in a high-frequency circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
【図11】 高周波回路の従来例を示した概略の回路図
である。FIG. 11 is a schematic circuit diagram showing a conventional example of a high-frequency circuit.
【図12】 図11で示した電力増幅部101の入出力
特性を示す図である。12 is a diagram illustrating input / output characteristics of the power amplification unit 101 illustrated in FIG.
【図13】 電圧Vbを低下させたさせたときの電力増
幅部101の入出力特性を示した図である。FIG. 13 is a diagram showing input / output characteristics of the power amplifying unit 101 when the voltage Vb is reduced.
【図14】 電力増幅部101における電圧Vbと電流
Icの関係を示した図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a relationship between a voltage Vb and a current Ic in the power amplification unit 101.
【図15】 電力増幅部101における電圧Vaと電流
Icとの関係を示した図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a voltage Va and a current Ic in the power amplification unit 101.
【図16】 図11で示したFETを高周波で動作させ
た場合の負荷曲線を示した図である。FIG. 16 is a diagram showing a load curve when the FET shown in FIG. 11 is operated at a high frequency.
【図17】 図16におけるFETのゲート電圧Vgを
−0.5Vから−0.8Vにした場合の負荷曲線を示した
図である。17 is a diagram showing a load curve when the gate voltage Vg of the FET in FIG. 16 is changed from -0.5V to -0.8V.
【図18】 図16におけるFETのドレイン電圧Vd
を3Vから1Vにした場合の負荷曲線を示した図であ
る。FIG. 18 shows a drain voltage Vd of the FET shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a load curve when the voltage is changed from 3V to 1V.
【符号の説明】 1,31,40 電力増幅回路、 2,3 デュアルゲ
ートFET、 4〜8整合回路、 9〜12 抵抗、
15 第1FET、 16 第2FET、22 信号分
配機、 23 アンテナ、 24 電力検出器、 25
インバータ回路、 45 インピーダンス調整回路、
51,61,81 砒化ガリウム基板、 52,6
6,67,82 n層、 53,64,85 ドレイン
電極、54,62,83 第1ゲート電極、 55,6
3,84 第2ゲート電極、56,65,86 ソース
電極、 68,69,70 n+層、 71,72n1層[Description of Signs] 1,31,40 Power amplification circuit, 2,3 Dual gate FET, 4-8 matching circuit, 9-12 resistance,
15 first FET, 16 second FET, 22 signal distributor, 23 antenna, 24 power detector, 25
Inverter circuit, 45 impedance adjustment circuit,
51, 61, 81 Gallium arsenide substrate, 52, 6
6, 67, 82 n-layer, 53, 64, 85 drain electrode, 54, 62, 83 first gate electrode, 55, 6
3,84 second gate electrode, 56,65,86 source electrode, 68,69,70 n + layer, 71,72n1 layer
Claims (14)
FETにおいて、 ソース側のゲートである第2ゲートをなすゲート電極の
ゲート長が、ドレイン側のゲートである第1ゲートをな
すゲート電極のゲート長よりも短くなるように形成され
ることを特徴とするデュアルゲートFET。In a dual-gate FET for amplifying a high-frequency signal, the gate length of a gate electrode forming a second gate on the source side is equal to the gate length of a gate electrode forming a first gate on the drain side. A dual-gate FET formed to be shorter than the above.
ト長は0.7μm〜1.5μmであり、上記第2ゲートを
なすゲート電極のゲート長は0.2μm〜0.6μmであ
ることを特徴とする請求項1に記載のデュアルゲートF
ET。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate length of the gate electrode forming the first gate is 0.7 μm to 1.5 μm, and the gate length of the gate electrode forming the second gate is 0.2 μm to 0.6 μm. The dual gate F according to claim 1, wherein
ET.
FETにおいて、 半導体基板上に注入する電子濃度を3種類以上に分けて
導電層が形成され、該導電層は、ドレイン側のゲートの
電極である第1ゲート電極及びソース側のゲートの電極
である第2ゲート電極の下部が最も電子濃度が低く、ド
レイン電極及びソース電極の下部が最も電子濃度が高く
なるように形成され、第2ゲート電極の下部に形成され
た最も電子濃度の低い領域が、ソース電極が形成された
領域と第1ゲート電極側に形成された最も電子濃度が高
い領域とに隣接して形成されることを特徴とするデュア
ルゲートFET。3. In a dual-gate FET for amplifying a high-frequency signal, a conductive layer is formed by dividing an electron concentration injected into a semiconductor substrate into three or more types, and the conductive layer is a gate electrode on the drain side. The lower part of the first gate electrode and the lower part of the second gate electrode, which is the electrode of the gate on the source side, is formed so as to have the lowest electron concentration, and the lower part of the drain electrode and the source electrode has the highest electron concentration. The dual region having the lowest electron concentration formed below is formed adjacent to the region where the source electrode is formed and the region where the electron concentration is highest formed on the first gate electrode side. Gate FET.
形成された最も電子濃度の低い領域が、ドレイン電極が
形成された領域、及び第2ゲート電極が形成された領域
と第1ゲート電極側に隣接する最も電子濃度の高い領域
に、それぞれ中間の電子濃度の領域を介して接続するよ
うに形成されることを特徴とする請求項3に記載のデュ
アルゲートFET。4. The conductive layer includes a region having a lowest electron concentration formed under the first gate electrode, a region where a drain electrode is formed, a region where a second gate electrode is formed, and a first gate. 4. The dual gate FET according to claim 3, wherein the dual gate FET is formed so as to be connected to a region having the highest electron concentration adjacent to the electrode side through a region having an intermediate electron concentration.
FETにおいて、 半導体基板に形成した導電層の厚みを、ドレイン側のゲ
ートの電極である第1ゲート電極を形成する領域より
も、ソース側のゲートの電極である第2ゲート電極を形
成する領域の方が薄くなるように形成されることを特徴
とするデュアルゲートFET。5. In a dual-gate FET for amplifying a high-frequency signal, the thickness of a conductive layer formed on a semiconductor substrate is set to be larger on a source side than on a region on which a first gate electrode which is a drain-side gate electrode is formed. A dual gate FET, wherein a region for forming a second gate electrode, which is an electrode, is formed to be thinner.
つのデュアルゲートFETを使用した電力増幅回路を有
する高周波回路において、 上記デュアルゲートFETにおけるドレイン側のゲート
である第1ゲートに高周波信号が入力されると共に、デ
ュアルゲートFETにおけるソース側のゲートである第
2ゲートにDCバイアス電圧が入力され、該DCバイア
ス電圧によって上記電力増幅回路の出力電力が制御され
ることを特徴とする高周波回路。6. An at least one amplifier for amplifying a high-frequency signal.
In a high-frequency circuit having a power amplifier circuit using two dual-gate FETs, a high-frequency signal is input to a first gate, which is a drain-side gate of the dual-gate FET, and a source-side gate, which is a dual-gate FET, A high frequency circuit, wherein a DC bias voltage is input to two gates, and the output power of the power amplifier circuit is controlled by the DC bias voltage.
路からなる高周波回路において、 送信する高周波信号の増幅を行う、少なくとも1つのデ
ュアルゲートFETを有する電力増幅回路と、 該電力増幅回路で増幅された高周波信号を送信すると共
に、外部からの高周波信号を受信する送受信部と、 該送受信部で受信された信号の電力を検出し、該検出し
た電力をDC電圧に変換して出力する電力検出部とを備
え、 上記電力増幅回路は、デュアルゲートFETにおけるド
レイン側のゲートである第1ゲートに送信する高周波信
号が入力されると共に、デュアルゲートFETにおける
ソース側のゲートである第2ゲートに上記電力検出部か
ら出力されたDC電圧が入力され、該DC電圧によって
出力電力を制御することを特徴とする高周波回路。7. A high-frequency circuit including a transmission circuit in a wireless communication device such as a mobile phone, comprising: a power amplifier circuit having at least one dual-gate FET for amplifying a high-frequency signal to be transmitted; Transmitting and receiving a high-frequency signal from the outside and receiving a high-frequency signal from the outside, a power detecting unit for detecting the power of the signal received by the transmitting and receiving unit, converting the detected power to a DC voltage and outputting the DC voltage The power amplifying circuit comprises: a high-frequency signal to be transmitted to a first gate, which is a drain-side gate of the dual-gate FET; A DC voltage output from the detection unit is input, and the output power is controlled by the DC voltage; .
路からなる高周波回路において、 外部からの高周波信号を受信する受信部と、 該受信部で受信された高周波信号の増幅を行う、少なく
とも1つのデュアルゲートFETを有する電力増幅回路
と、 上記受信部で受信された信号の電力を検出し、該検出し
た電力をDC電圧に変換して出力する電力検出部とを備
え、 上記電力増幅回路は、デュアルゲートFETにおけるド
レイン側のゲートである第1ゲートに受信部で受信され
た高周波信号が入力されると共に、デュアルゲートFE
Tにおけるソース側のゲートである第2ゲートに上記電
力検出部から出力されたDC電圧が入力され、該DC電
圧によって出力電力を制御することを特徴とする高周波
回路。8. A high-frequency circuit comprising a receiving circuit in a wireless communication device such as a mobile phone, comprising: a receiving unit for receiving a high-frequency signal from outside; and at least one amplifying the high-frequency signal received by the receiving unit. A power amplification circuit having a dual-gate FET; and a power detection unit that detects the power of the signal received by the reception unit, converts the detected power to a DC voltage, and outputs the DC voltage. The high-frequency signal received by the receiving unit is input to a first gate on the drain side of the dual gate FET, and the dual gate FE
A high-frequency circuit, wherein a DC voltage output from the power detection unit is input to a second gate, which is a source-side gate in T, and output power is controlled by the DC voltage.
に入力されるDCバイアス電圧の変化に伴って発生す
る、上記電力増幅回路の入力部をなすデュアルゲートF
ETの第1ゲート及び上記電力増幅回路の出力部におけ
るそれぞれのインピーダンスの変化を、相殺して一定に
するインピーダンス調整回路を更に設けることを特徴と
する請求項6から請求項8のいずれかに記載の高周波回
路。9. A dual gate F which forms an input section of the power amplifying circuit and is generated in accordance with a change in a DC bias voltage input to a second gate of the dual gate FET.
9. An impedance adjusting circuit according to claim 6, further comprising an impedance adjusting circuit for canceling and keeping constant the respective impedance changes at the first gate of the ET and the output section of the power amplifier circuit. High frequency circuit.
ートをなすゲート電極のゲート長が第1ゲートをなすゲ
ート電極のゲート長よりも短くなるように形成されるこ
とを特徴とする請求項6から請求項9のいずれかに記載
の高周波回路。10. The dual gate FET according to claim 6, wherein the gate length of the gate electrode forming the second gate is shorter than the gate length of the gate electrode forming the first gate. A high-frequency circuit according to claim 9.
ート長は0.7μm〜1.5μmであり、上記第2ゲート
をなすゲート電極のゲート長は0.2μm〜0.6μmで
あることを特徴とする請求項10に記載の高周波回路。11. The gate length of the gate electrode forming the first gate is 0.7 μm to 1.5 μm, and the gate length of the gate electrode forming the second gate is 0.2 μm to 0.6 μm. The high-frequency circuit according to claim 10, wherein:
基板上に注入する電子濃度を3種類以上に分けて導電層
が形成され、該導電層は、第1ゲート電極及び第2ゲー
ト電極の下部が最も電子濃度が低く、ドレイン電極及び
ソース電極の下部が最も電子濃度が高くなるように形成
され、第2ゲート電極の下部に形成された最も電子濃度
の低い領域が、ソース電極が形成された領域と第1ゲー
ト電極側に形成された最も電子濃度が高い領域とに隣接
して形成されることを特徴とする請求項6から請求項9
のいずれかに記載の高周波回路。12. In the dual gate FET, a conductive layer is formed by dividing an electron concentration to be injected into a semiconductor substrate into three or more types, and the conductive layer is formed below a first gate electrode and a second gate electrode. The electron concentration is low, the lower portion of the drain electrode and the source electrode are formed so as to have the highest electron concentration, and the region having the lowest electron concentration formed below the second gate electrode is the region where the source electrode is formed. 10. The semiconductor device according to claim 6, wherein the second gate electrode is formed adjacent to a region having the highest electron concentration formed on the first gate electrode side.
The high-frequency circuit according to any one of the above.
に形成された最も電子濃度の低い領域が、ドレイン電極
が形成された領域、及び第2ゲート電極が形成された領
域と第1ゲート電極側に隣接する最も電子濃度の高い領
域に、それぞれ中間の電子濃度の領域を介して接続する
ように形成されることを特徴とする請求項12に記載の
高周波回路。13. The conductive layer includes a region having a lowest electron concentration formed under the first gate electrode, a region where a drain electrode is formed, a region where a second gate electrode is formed, and a first gate. The high-frequency circuit according to claim 12, wherein the high-frequency circuit is formed so as to be connected to a region having the highest electron concentration adjacent to the electrode side through a region having an intermediate electron concentration.
基板に形成した導電層の厚みを、第1ゲート電極を形成
する領域よりも第2ゲート電極を形成する領域の方が小
さくなるように形成されることを特徴とする請求項6か
ら請求項9のいずれかに記載の高周波回路。14. The dual gate FET is formed such that the thickness of a conductive layer formed on a semiconductor substrate is smaller in a region where a second gate electrode is formed than in a region where a first gate electrode is formed. The high-frequency circuit according to any one of claims 6 to 9, wherein:
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