[發(fā)明專利]半導體器件及功率放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580037810.3
• 申請日: 2005-09-28
• 公開（公告）號: CN101053151A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 有家光夫;杉本泰崇
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H03F3/68
• 分類號: H03F3/68;H03F3/21;H03F1/52
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李香蘭

技術領域

本發(fā)明涉及一種例如在無線通信設備的高頻電路等中使用的適合的半導體器件及使用該半導體器件構成的功率放大器。?

背景技術

通常，作為現有技術的半導體器件，在輸入端子和輸出端子之間并聯連接多個執(zhí)行高頻信號的功率放大的放大電路的半導體器件是公知的(例如，參照專利文獻1～4)。在這種現有技術中，例如，使用雙極晶體管構成放大電路。此時，該雙極晶體管結構為其集電極連接到輸出端子，且發(fā)射極連接到地端子，對輸入到基極的高頻信號進行功率放大。此外，在現有的技術中，為了抑制雙極晶體管的熱失控，對基極連接鎮(zhèn)流電阻。?

此時，專利文獻1、2中，公開有將高頻信號和偏置電壓分別輸入雙極晶體管的基極，同時在偏置電壓側的路徑的途中連接鎮(zhèn)流電阻的結構。此情況下，由于鎮(zhèn)流電阻對于高頻信號的路徑并聯地連接，就不會減少高頻信號的增益。?

另一方面，在專利文獻3中，公開有通過鎮(zhèn)流電阻一起供給高頻信號和偏置電壓，同時在鎮(zhèn)流電阻上并聯連接電容器的結構。由此，在專利文獻3的現有的例子中，對于使用頻帶的高頻信號緩和了增益的下降。?

此外，在專利文獻4中，公開有除將高頻信號和偏置電壓分別輸入到雙極晶體管的基極，在偏置電壓側的路徑的中途連接鎮(zhèn)流電阻外，還在輸入端子和偏置端子(偏置電壓用端子)之間連接旁路用電容器的結構。此情況下，使用旁路用電容器，使基極電流的交流成分的一部分相對于鎮(zhèn)流電阻旁路，減少高頻信號的失真。?

專利文獻1：美國專利第5629648號說明書?

專利文獻2：特開2001-196865號公報

專利文獻3：美國專利第5321279號說明書?

專利文獻4：特開2003-324325號公報?

同時，在現有技術中，通過加載鎮(zhèn)流電阻就能夠確保雙極晶體管的熱穩(wěn)定性，但沒有考慮對于振蕩的穩(wěn)定性。另一方面，雙極晶體管等的半導體元件靠其自身不能獲取穩(wěn)定性，在寬的頻率區(qū)域內處于不穩(wěn)定狀態(tài)。此外，由于半導體元件的增益越在低頻時而變高，就存在在低頻區(qū)域易產生異常振蕩的趨勢。?

相對于此，在專利文獻1中所述的半導體器件中，相對于高頻信號的路徑并聯連接鎮(zhèn)流電阻。由此，鎮(zhèn)流電阻本身并不有助于振蕩的穩(wěn)定性，在低頻側的寬的頻帶內，雙極晶體管為不穩(wěn)定狀態(tài)。?

此外，在專利文獻2中所述的半導體器件中，在高頻信號的路徑的中途連接第1電阻，且在偏置電壓的路徑的中途與第1電阻串聯地連接第2電阻的結構。此情況下，在第1、第2電阻作為鎮(zhèn)流電阻起作用的同時，能夠由第1電阻抑制雙極晶體管的異常振蕩，提高穩(wěn)定性。但是，在專利文獻2中，雖然考慮在使用頻率(高頻)下的穩(wěn)定性，而沒有對相對于使用頻率低頻側的頻帶進行研討，第1電阻的電阻值例如相對于第2電阻的電阻值變成1/10左右的值。由此，例如，在高頻信號的使用頻率為5GHz時，在1GHz以下的低頻區(qū)域，雙極晶體管變得不穩(wěn)定。?

另一方面，增加第1電阻的電阻值時，由于基極電流使得電壓下降變大，抑制了電流增加。此時，例如在功率放大器中使用半導體器件時，通過隨著輸入功率的增加而使電流增加，得到所需的輸出功率。相對于此，第1電阻的電阻值增加得過大時，存在因電流增加的抑制而使得輸出功率的增加也被抑制這樣的問題。這種輸出功率增加的抑制在第1電阻與電容器并聯連接時也同樣會產生。?

并且，在專利文獻3中的半導體器件中，構成在鎮(zhèn)流電阻上并聯連接電容器，一起供給高頻信號和偏置電壓的結構。但是，由于為實現熱的穩(wěn)定化而設置鎮(zhèn)流電阻，所以靠熱穩(wěn)定化所需的鎮(zhèn)流電阻的電阻值不能充分的獲取相對于低頻區(qū)域下的振蕩的穩(wěn)定性。另一方面，在鎮(zhèn)流電阻的電阻值增大的情況下，與專利文獻2的情況相同，存在所謂因基極電流導致電壓下降過大，從而抑制輸出功率的增加的問題。

此外，在專利文獻4中所述的半導體器件中，構成在輸入端子和偏置端子之間連接電容器，減少高頻信號的失真的結構。但是，由于電容器的阻抗具有頻率依賴性，所以存在所謂在寬頻帶中不能減少失真的問題。此外，即使專利文獻4所述的半導體器件，也與專利文獻1的情況相同，相對于高頻信號的路徑并聯連接鎮(zhèn)流電阻。因此，存在在低頻側的寬的頻帶下雙極晶體管處于不穩(wěn)定狀態(tài)這樣的問題。?

發(fā)明內容

鑒于上述現有技術的問題而進行本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠防止雙極晶體管的熱失控并且能夠提高對于包含低頻區(qū)域的振蕩的穩(wěn)定性的半導體器件及功率放大器。?