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IMPEDANCE MATCHING CIRCUIT, AND SEMICONDUCTOR DEVICE AND RADIO COMMUNICATION DEVICE USING THE SAME

Patent code P110003131
File No. RX05P01
Posted date Jun 16, 2011
Application number P2003-064128
Publication number P2004-274513A
Patent number P4097138
Date of filing Mar 10, 2003
Date of publication of application Sep 30, 2004
Date of registration Mar 21, 2008
Inventor
  • (In Japanese)吉田 啓二
  • (In Japanese)金谷 晴一
  • (In Japanese)土屋 忠明
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
  • (In Japanese)株式会社ロジック・リサーチ
Title IMPEDANCE MATCHING CIRCUIT, AND SEMICONDUCTOR DEVICE AND RADIO COMMUNICATION DEVICE USING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impedance matching circuit capable of being configured on a semiconductor device by reducing its occupancy area and performing a band control, and to provide a semiconductor device and a radio communication device using the impedance matching circuit.
SOLUTION: A reactance compensation distribution constant line 31 compensates the reactance of a load 6 and a 1/4 wavelength distribution constant line 32 and an impedance inversion distribution constant line 33 comprising an impedance inverter circuit corresponding to the size of impedance of the load 6 match the compensated impedance of the load 6 and output inputted signals with set bandwidth. The reactance compensation distribution constant line 31 and the 1/4 wavelength distribution constant line 32 are then shortened to perform band control while miniaturizing an impedance matching circuit 7a.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


この種のインピーダンス整合回路として、例えばSAW(表面弾性波)フィルタが、携帯電話や無線LANなどの移動体通信の送受信回路に用いられている。該SAWフィルタは、LNA(ローノイズアンプ)やPA(パワーアンプ)などのアンプの入出力インピーダンスを、所定の特性インピーダンス(例えば50[Ω])と整合することより、送信する信号の電力を最大に、また、受信する信号の雑音を最小に設定することができ、しかも、所定の帯域幅を設定することが可能である。



ところで、近年、上述した送受信回路として、RF(無線周波数)回路やデジタル信号処理回路などの複数の回路を構成する、ASIC(特定用途向集積回路)が用いられており、移動体通信端末の小型化やコストの低減を図る上で、上記SAWフィルタの機能をASIC上に構成し、システム全体を1チップで構成する、SoC(System On a Chip)を実現することが望まれている。



そこで、図17に示すように、基板上に、複数のスパイラルインダクタ62、62、… を接続した集中定数素子により構成される、上記ASIC上に構成可能な、インピーダンス整合回路60が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。



【非特許文献1】
相川正義他著、「モノシリックマイクロ波集積回路(MMIC)」、第2刷、(社)電子情報通信学会、1998年5月20日、p.83-92

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、入力される信号を設定された帯域幅で出力することができる、インピーダンス整合回路とそれを用いた半導体素子及び無線通信装置に係り、特に、極超短波やマイクロ波などの無線信号を伝送することができる、インピーダンス整合回路とそれを用いた半導体素子及び無線通信装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
誘電体基板に構成された分布定数線路を有し、入力される信号を、前記分布定数線路を介して、設定された帯域幅で出力することができる、インピーダンス整合回路において、
前記分布定数線路は、
負荷に接続され、該負荷のリアクタンスを補償する長さを線路長とする、リアクタンス補償分布定数線路と、
前記リアクタンス補償分布定数線路に接続され、前記入力される信号の1/4波長を線路長とし、前記設定された帯域幅に応じて設定可能な特性インピーダンスを有する、1/4波長分布定数線路と、
前記1/4波長分布定数線路に接続され、前記負荷のインピーダンスの大きさに応じたインピーダンス反転回路を構成し、該インピーダンス反転回路が、前記設定された帯域幅に応じたKインバータ及びJインバータのいずれかを選択的に有する、インピーダンス反転分布定数線路と、を備え、かつ、
前記設定された帯域幅に応じた特性インピーダンスをZ1、前記設定された帯域幅をw、規格化素子値をg1及びg2、前記負荷のコンダクタンスをGLとしたとき、次式、
Z1=(π/4)・[w/(g1・g2・GL)
の関係を満たしてなる、
ことを特徴とするインピーダンス整合回路。

【請求項2】
 
前記リアクタンス補償分布定数線路、前記1/4波長分布定数線路、及び前記インピーダンス反転分布定数線路は、それぞれ、前記誘電体基板の一方の面に形成された、接地導体と信号線とにより構成されてなる、
請求項1記載のインピーダンス整合回路。

【請求項3】
 
前記リアクタンス補償分布定数線路の信号線と、前記1/4波長分布定数線路の信号線とのうち、少なくとも前記1/4波長分布定数線路の信号線は、蛇行してなる、
請求項2記載のインピーダンス整合回路。

【請求項4】
 
前記信号線は、スリットのみを介して隣り合うように蛇行してなる、
請求項3記載のインピーダンス整合回路。

【請求項5】
 
前記誘電体基板の他方の面に、前記接地導体と導通する接地層を形成してなる、
請求項2ないし4いずれか記載のインピーダンス整合回路。

【請求項6】
 
前記誘電体基板は、積層された複数の誘電体層により構成され、
前記複数の誘電体層のうち、少なくとも2つの前記誘電体層は、接地導体層と、該接地導体層の間に所定間隔を介して介在する信号層と、を有し、
前記信号層同士、及び前記接地導体層同士、を導通させる、層間導通手段を備え、
前記信号線は、前記層間導通手段により導通された前記信号層であり、
前記接地導体は、前記層間導通手段により導通された前記接地導体層である、
請求項2ないし5いずれか記載のインピーダンス整合回路。

【請求項7】
 
前記誘電体基板は、積層された複数の誘電体層により構成され、
前記複数の誘電体層のうち、少なくとも2つの前記誘電体層は、接地導体層と、該接地導体層の間に所定間隔を介して介在する信号層と、を有し、
前記信号層同士、及び前記接地導体層同士、を導通させる、層間導通線路を備え、
前記信号線は、前記層間導通線路により導通された前記信号層であり、
前記接地導体は、前記層間導通線路により導通された前記接地導体層である、
請求項2ないし5いずれか記載のインピーダンス整合回路。

【請求項8】
 
前記分布定数線路は、
前記インピーダンス反転分布定数線路に接続され、前記入力される信号の1/4波長を線路長とする、少なくとも1つの共振回路と、該共振回路を介して隣合う、KインバータとJインバータとに対応するインピーダンス反転回路と、を有する、狭帯域通過分布定数線路を更に備えてなる、
請求項1ないし7いずれか記載のインピーダンス整合回路。

【請求項9】
 
請求項1ないし8いずれか記載のインピーダンス整合回路を備えてなる、
半導体素子。

【請求項10】
 
請求項9記載の半導体素子と、
前記半導体素子に接続されたアンテナと、を備えてなる、
無線通信装置。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2003064128thum.jpg
State of application right Registered
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