CN106505962A - 具有经耦合谐振器结构的阻抗匹配装置 - Google Patents

Abstract

本发明呈现一种阻抗匹配装置。所述装置包括被配置成接收射频信号的输入端，和被配置成耦合到放大器的输出端。所述装置包括耦合到所述输入端和所述输出端的阻抗预匹配网络。所述阻抗预匹配网络包括第一电感器，例如第一线接合。所述装置包括谐振器结构，其包括电感耦合到所述第一电感器的第二电感器(例如线接合)。

Description

具有经耦合谐振器结构的阻抗匹配装置

技术领域

本发明大体上涉及阻抗匹配网络，且更具体地说涉及一种并入有经耦合谐振器结构的阻抗匹配装置。

背景技术

各种电子系统采用功率放大器来增加例如高频信号等信号的功率。在无线通信系统中，功率放大器通常为传输链(即，输出级)中的最后放大器。高增益、高线性、稳定性和高效率水平-射频(RF)输出功率与直流电(DC)功率的比率，是理想放大器的特性。

在RF电路设计的领域中，放大器操作可通过在放大器的输入或输出处提供阻抗匹配来优化。在电子设备的设计中(例如音频、无线通信等)，未能实现此阻抗匹配可能成问题，其中不匹配的阻抗可大大降低放大器性能和信号质量。可通过变换将输入信号施加到放大器的封装或装置的输出处或到放大器自身的输入处的阻抗来实现阻抗匹配。

到目前为止，已经实施各种阻抗匹配网络来实现RF电路中的阻抗匹配。通常，此些网络利用电容器、电感器和电阻器连同传输线的组合来实现既定匹配。此系统的一个实例为包括电感器“L”和电容器“C”的LC匹配网络。

常规阻抗匹配网络通常需要相对较大量的空间来实施，尤其在子吉兆赫应用中，甚至在集成解决方案中，并且在常规网络并入有用于谐波端接的谐振器结构的情况下尤其如此。由此，常规阻抗匹配网络当在其中通常优选或需要相对较小封装空间的高功率放大器实施方案中利用时可能不是最佳的。

发明内容

本发明提供一种装置，包括：

输入端，其被配置成接收射频信号；

输出端，其被配置成耦合到放大器；

阻抗预匹配网络，其耦合到所述输入端和所述输出端，所述阻抗预匹配网络包括第一电感元件；以及

谐振器结构，其包括电感耦合到所述第一电感元件的第二电感元件。

附图说明

借助于实例和实施例示出本发明，且本发明不受附图限制，附图中类似参考标号指示类似元件。为了示出的简单和清楚起见，图式示出一般构造方式，且可省略众所周知的特征和技术的细节以免不必要地混淆本发明。为简单和清晰起见示出图中的元件，并且这些元件未必按比例绘制。实际上，图中一些元件或区的尺寸可相对于其它元件或区夸示以较好地理解设备的实施例。图式与详细描述一起并入且形成说明书的一部分，且用以进一步示出实例、实施例等等，并根据本发明阐释各种原理和优点，其中：

图1为描绘连接到耦合到功率放大器的单独谐振器结构的常规预匹配网络的示意图。

图2为描绘包括并联连接到谐振器结构的预匹配网络的阻抗匹配装置的示意图。

图3示出形成实施图2的阻抗匹配网络的集成无源装置(IPD)的半导体裸片上的集成电路(IC)布局。

图4示出其中预匹配网络和谐振器结构通过线接合电感耦合的当前阻抗匹配装置的替代实施例。

图5示出包括图4的阻抗匹配网络的半导体裸片上的IC布局。

图6为描绘包括并联连接到多个谐振器结构的预匹配网络的阻抗匹配装置的示意图。

图7是示出用于各种阻抗匹配网络的模拟结果的阻抗与频率的曲线图。

图8A-8C示出电感-电容耦合的传输线的替代实施方案。

具体实施方式

本发明的实施例提供一种改进性能且减小经封装功率放大器的封装大小的阻抗匹配装置。功率放大器可取决于其中需要低成本、低重量和小体积的半导体封装而在设备或装置中使用。本文中所描述的实施例可提供一种用于启用到功率放大器的输入处的阻抗匹配的改进的方法，其中阻抗匹配装置提供耦合线谐振器。在当前阻抗匹配装置的一个实施例中，装置的组件经由电感/电容耦合而彼此耦合。举例来说，谐振器结构可电感耦合到装置内的阻抗预匹配网络。此方法使得阻抗匹配装置能够与并联连接的组件一起实施，而非串联或级联组件的常规方法。举例来说，常规装置可利用双T-匹配或电感器-电容器(LC)-LC拓扑，其需要相当大的横向空间来实施以便实现所要阻抗值。当前并联布置与常规级联方法相比可需要较少空间来实施，这可减小总体封装大小。

在一个实施例中，至少部分经由连接到谐振器结构和阻抗预匹配网络的线接合实现电感耦合。在此布置中，两个线接合的配置(例如其长度)可经选择以实现所要互电感量，并且借此微调阻抗匹配网络的操作。应注意，贯穿本发明，对电感耦合的参考既定还涵盖和包括电感-电容耦合。

当前阻抗匹配网络中的谐振器结构可被配置成增加所连接放大器的不稳定频率区的稳定性，而不牺牲放大器的整个频率响应上的过量增益。所述谐振器结构还可操作以移除可由分路电容和印刷电路板(PCB)偏压线结构导致的低频率谐振。当前方法还可实现用于谐波敏感装置的谐波频率上的阻抗匹配。

图1为描绘连接到单独谐振器结构的常规预匹配网络的示意图。尽管常规预匹配网络通常不包括谐振器结构(实际上实施为LC-LC或双T匹配预匹配网络或LC加分路电感器预匹配网络)，但有时谐振器结构可被并入以提供谐波端接。电路100可为用于电子装置(例如，无线通信基站)的RF电路，且通常包括信号源104、电阻器106、功率放大器108、负载电阻器110、电阻器116和接地节点112。应理解，尽管电路100描述为RF电路，但可实施其它电路类型。此外，应理解，所描绘的组件并不希望为限制性的，且电路100可包括另外的电阻器、电容器、功率放大器等等。

预匹配网络102包括电感器114和电容器118。预匹配网络102通常经配置从而使得源侧阻抗Zx 120与输入(负载)侧阻抗Zy 122(即，功率放大器108的输入124处)匹配。举例来说，如果源侧阻抗Zx 120为50欧姆，那么输入侧阻抗Zx 120应也大致为50欧姆。未能使阻抗匹配可导致电路的次标准性能并且尤其减小放大器108的效率。在此实例中，预匹配网络102用于使输入侧阻抗Zy 122与源侧阻抗Zx 120匹配。

如本文所使用，输入侧意图指代功率放大器108的输入。然而，应理解，可使用其它术语。举例来说，输入可被称作负载侧或功率放大器晶体管(未图示)的栅极/基极。

电路100包括谐振器结构126。谐振器结构126由并联连接的电感器128和电容器130组成。在电路100内，谐振器结构126可经实施以提供谐波阻抗端接。在这种情况下，谐振器结构126在所关注的特定频率(即，至少部分由放大器108的主要操作频率确定的频率)下产生相对高的输出电流或电压。在其它频率下，谐振器结构126可类似于阻抗，且将不使除所关注的频率以外的频率下的信号通过。在一些实施例中，谐振器结构126可被配置成在放大器108的主要操作频率的谐波频率下谐振。

如图1所示出，预匹配网络102和谐振器结构126彼此串联耦合。如上文所论述，此布置可被称为级联实施方案。此配置需要组成预匹配网络和谐振器结构126的组件的相对大量的横向间距。此增加了预匹配网络102和谐振器结构126的总体封装大小。另外，在此配置中，谐振器结构126在从信号源104到放大器108的信号路径流内连接。由此，谐振器结构126将耗散由信号源104在放大器108的操作频率中产生的信号的一些功率。此还可减小电路100的总体效率。

根据本发明，提供一种阻抗匹配装置，其中阻抗预匹配网络并联连接到谐振器结构。此布置可减小阻抗匹配装置的总体大小。阻抗预匹配网络与信号路径直接串联连接，而谐振器结构不在所述信号路径中。由此，所述配置可减小将由于谐振器结构与阻抗预匹配网络串联耦合(即，在图1的配置中)而导致的损失。在此布置中，并联谐振器结构还可增加其中所连接放大器原本将不稳定的频率区的稳定性。在预匹配结构中，包括电感器和电容器的组合的匹配元件可具有与特定频率相关联的损失。这些损失可视为串联电阻器。当使用两个预匹配拓扑(例如双T匹配网络)时，两个串联电阻以级联方式添加。信号时常在宽频带上穿过两个串联电阻器。然而，利用当前并联谐振器结构，谐振器结构可经设计以在所标示频率范围处谐振以补偿谐振器结构的损失。因为谐振器结构损失在所关注的特定频率(例如放大器的不稳定区)中看到，所以剩余频带性能可得以保留。在一些情况下，可在不减少贯穿放大器的整个频率响应的总体增益的情况下实现此益处。

如下文更详细地描述，当前阻抗匹配装置可完全在单一集成无源装置(IPD)结构或此些结构的组合内实施。在这种情况下，包括预匹配网络和谐振器结构中的每一者的电容器、电感器和电阻器的各种组件可一起实施在单一IPD封装内。IPD封装可随后连接在信号源与放大器之间以提供封装的阻抗匹配和谐振功能性。

当实施在单一IPD封装内时，阻抗匹配网络的各种组件的属性(例如，电容器的电容、电感器的电感和电阻器的电阻)可精确受控，从而产生所述封装的所设计值与所制造封装中的实际值之间的较小差值。在IPD内实施的当前阻抗匹配网络的实施例在图2和3中示出。

图2为描绘包括并联连接到谐振器结构204的预匹配网络202的阻抗匹配网络200的示意图。网络200包括输入206。输入206被配置成耦合到信号源，例如封装参考平面。输入206可被配置成直接或经由电阻器耦合到信号源。类似地，网络200包括输出208。输出208被配置成耦合到放大器，例如功率晶体管。在各种实施例中，输出208可耦合到功率晶体管，在此情况下输出208可耦合到晶体管的参考平面。在各种实施例中，输出208连接到的放大器可使用横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)或场效应晶体管(FET)技术实施。

在本发明中，术语“功率晶体管”也涵盖较低功率晶体管，例如那些适合用于移动电话技术中的功率晶体管，其中输出功率为大致1W的数量级。此外，预期本发明的实施例在非最终功率放大器级中是合适的，例如供在预放大器网络中使用。此外，预期本发明的实施例可在任何类型的RF放大器装置封装中实施。还预期本发明的实施例可利用任何类型的RF晶体管技术实施，例如LDMOS、氮化镓(GaN)、双极技术等。

预匹配网络202直接连接到输入206和输出208两者，而如图2中所示出，谐振器结构204并不直接连接到输入208、输出208或预匹配网络202。

预匹配网络202包括电容器210，其具有耦合到输入206的第一端和耦合到接地端216的第二端。电感器212耦合在电容器210与电阻器214之间。在此配置中，电容器210和电感器212的组合作为T匹配拓扑操作。在其它实施例中，预匹配网络202可实际上利用分路L匹配拓扑，或被布置成提供所要阻抗匹配的组件的任何其它组合。

电容器210、电感器212和电阻器214的各种组件值可经选择以根据已知电路设计技术实现预匹配网络202的所要操作。

谐振器结构204包括耦合到电感器220的电阻器218，电感器220进而连接到电容器222，电容器222进而连接到接地节点224。接地节点226耦合到电容器228。电感器230耦合在电阻器218与电容器228之间。在各种实施例中，电感器220可充当用于谐振器结构204的频率调谐元件。电容器222和电容器228还可作为用于谐振器结构204的调谐元件操作。电阻器218可作为衰减元件操作以减小总体不稳定性或在谐振器结构204的谐振频率上升高阻抗。在各种其它实施例中，谐振器结构204(以及其它谐振器结构404、602和604)可在具有不同组件组合的不同配置中实施。举例来说，组件的次序和布置可经调整。在一些实施例中，电感器220和电容器222的次序可反转从而使得电感器220变为接地元件。另外，电容器222和228不必接地，且可在一些情况下组合到单一电容器中。也可移除电阻器218(例如，如果损失并不是所关注的问题)。

谐振器结构204并不直接电耦合到预匹配网络202。也就是说，导电(即，金属)结构并不连接在谐振器结构204与预匹配网络202之间以使其彼此电连通。实际上，由于电感器230和电感器212如虚线232指示而互相耦合，所以谐振器结构204电感耦合到预匹配网络202。电感器230和212的互电感可由电感器230和212的配置来控制，例如电感器230和212的长度和宽度，以及其彼此的近程。

在此布置中，随着电流流动穿过预匹配网络202(且具体来说，预匹配网络202的电感器212)，在电感器230内感生对应电流。电感器230内感生的电流流动穿过谐振器结构204的其它组件，从而致使谐振器结构204操作。当谐振器结构204谐振时，流动穿过电感器230的电流被修改，这进而影响穿过电感器212的电流。因此，谐振器结构204与预匹配网络202有效地耦合。

在一个实施例中，阻抗匹配网络200可在IPD内实施。此实施方案可涉及在由块状半导体材料(例如硅)形成的晶片的活性表面内形成IPD。IPD可通过多种半导体工艺而形成在晶片上方，包括分层、图案化、掺杂和热处理。在分层工艺中，半导体材料可通过涉及热氧化、氮化、化学气相沉积、蒸发和溅镀的技术生长或沉积在晶片基板上。光刻涉及表面区域的遮蔽，和蚀刻掉非所要材料从而形成特定结构。掺杂工艺通过热扩散或离子植入喷射掺杂材料的浓缩物。在形成IPD之后，晶片可单分以将IPD与可形成在晶片上方的其它装置分离。IPD可随后连接到放大器系统内的其它组件。

为了说明当前阻抗匹配装置的IPD实施方案，图3示出包括实施图2的阻抗匹配装置的IPD的半导体裸片上的集成电路(IC)布局300的一部分。图3仅示出IPD的一部分，图3中的元件编号指示具有相同元件编号的图2的组件的位置。

图3描绘预匹配网络202和谐振器结构204两者。IC布局300还包括被配置成接收输入信号的输入(未图示)和被配置成耦合到放大器或晶体管302的输出(未图示)。在其它实施例中，如本文所描述，输出可耦合到其它放大器或晶体管装置。

预匹配网络202包括电容器210，其具有耦合到输入的第一端和耦合到接地端的第二端。接地端可为接触垫，其可例如通过线接合或其它电连接而电连接到共同电压总线(例如，接地总线)。电感器212耦合在电容器210与电阻器214之间。

谐振器结构204包括耦合到电感器220的电阻器218，电感器220进而连接到电容器222，电容器222进而连接到接地节点。在此实例中，电感器220可制造为线接合，但可利用形成电感器的其它合适的手段。电感器220并不电感耦合到预匹配网络202的电感器212。电感器220连接到电容器228。电感器230耦合在电阻器218与电容器228之间。因为电感器220可实施为线接合，所以电感器220可用于谐振位置中的调谐的目的。在其它实施例中，可移除电感器220，依赖于元件230来提供用于谐振器结构204的足够电感。在此类实施例中，元件216、230和222可旋转180度，且元件218和228可利用物理连接耦合。

在图3中示出的实施例中，预匹配网络202的电感器212和谐振器结构204的电感器230彼此电感耦合。重要的是注意，此处，预匹配网络202的电感器212并不电感耦合到谐振器结构204的电感器220，且预匹配网络202与谐振器结构204之间的所述唯一耦合归因于电感器212与230之间的电感耦合而发生。由此，电感器212和230在IC布局300内朝向使得其彼此大体平行延伸。尽管电感器212和230具有不同长度，两个电感器212和230电感耦合的程度将至少部分由最短电感器的长度确定，因为该尺寸将指示两个电感器的电感耦合部分的长度。电感耦合的电感器212和230可布置为使用平面或边缘耦合配置实施的两条线或行。

举例来说，图8A和8B示出边缘耦合电感器的说明。在每一实例中，电感器802和804形成在基板806上方或内。基板806连接到接地平面808。在每一实例中，电感器802和804可实施为具有宽度w和分离距离s的传输线。电感器802和804还可实施为经由耦合口耦合的微带线或传输线。图8C示出其中电感器802和804在接地平面808的相对侧上形成在基板806内或上的配置。在这种情况下，接地平面808包括开口或孔隙810，使电感器802和804能够变为电感耦合。在这些各种实施方案中，所耦合的电感器的宽度w以及其间的间距s两者将确定电感器之间的耦合因数。电感器可使用金属导体实施，且可使用线接合实现，或使用整体式工艺制造。

在其中特定阻抗匹配网络的属性并未事先知道或将需要基于特定装置实施方案微调的情形中，IPD封装可能相对不灵活。因此，在另一实施例中，预匹配网络和谐振器结构通过形成于预匹配网络和谐振器结构中的每一者中的线接合而电感耦合。在此类实施例中，线接合中的每一者的配置(例如，线接合的跨度和高度)可经选择以实现预匹配网络与谐振器结构之间的所要程度的耦合。在此类实施例中，预匹配网络和谐振器结构中的每一者的组件中的一或多者可各自形成在IPD内，其中线接合耦合到IPD。利用线接合用于电感-电容耦合的当前阻抗匹配网络的实施方案在图4和5中说明。

图4为描绘包括经由电感耦合的线接合412和430并联连接到谐振器结构404的预匹配网络402的替代阻抗匹配网络400的示意图。网络400包括输入406。输入406被配置成耦合到信号源，例如封装参考平面。因此，参看图1，输入406可被配置成直接或经由电阻器106耦合到信号源104。类似地，网络400包括输出408。输出408被配置成耦合到放大器，例如功率晶体管。因此，参看图1，输出408可被配置成耦合到放大器108的输入。在各种实施例中，输出408可耦合到功率晶体管，在此情况下，输出408可耦合到晶体管的参考平面。

预匹配网络402直接连接到输入406和输出408两者，而如图4中所示出，谐振器结构404并不直接连接到输入408、输出408或预匹配网络402。

预匹配网络402包括电容器410，其具有耦合到输入406的第一端和耦合到接地或参考电压端416的第二端。线接合412耦合在电容器410与电阻器414之间。在此配置中，因为线接合412具有电感特性，所以电容器410和线接合412的组合作为分路L匹配拓扑操作。在其它实施例中，预匹配网络402可改为利用T匹配拓扑，或被布置成提供所要阻抗匹配的组件的任何其它组合。

电容器410、线接合412和电阻器414的各种组件值可经选择以根据已知电路设计技术实现预匹配网络402的所要操作。

谐振器结构404包括耦合到电感器420的电阻器418，电感器420进而连接到电容器422，电容器422进而连接到接地或参考电压节点424。接地节点426耦合到电容器428。线接合430耦合在电阻器418与电容器428之间。

谐振器结构404并不直接电耦合到预匹配网络402。也就是说，电导体(即，金属)结构并不连接在谐振器结构404与预匹配网络402之间以使其彼此电连通。实际上，由于线接合430和线接合412如虚线432所指示而互相耦合，所以谐振器结构404电感耦合到预匹配网络402。线接合430和412的互电感可由线接合430和412的配置控制，例如通过改变每一线接合的长度和曲率来控制。线接合430和412控制互电感的主要属性包括长度、高度和线接合之间的间距。为使互电感最大化，线接合应彼此平行-与平行的偏差越大，则产生的耦合效应越小。

在此配置中，随着电流流动穿过预匹配网络402(并且，具体来说，预匹配网络402的线接合412)，在线接合430内感生对应的电流。线接合430内感生的电流流经谐振器结构404的其它组件，从而致使谐振器结构404操作。随着谐振器结构404谐振，流动穿过线接合430的电流被修改，这进而影响穿过线接合412的电流。因此，谐振器结构404与预匹配网络402有效地耦合，从而产生所要电路操作。

在此实施例中，使用线接合430和412将预匹配网络402和谐振器结构404电感耦合允许在控制预匹配网络402和谐振器结构404两者的操作的过程中的增加的灵活性。在许多情况下，可利用当前阻抗匹配装置的模拟来确定电路组件的值以及线接合412和430的配置以便实现所要操作。

图4中所描绘的线接合电感耦合可适合于在相对高频率下操作的电路，且因此需要阻抗匹配网络中的相对低的电感值。举例来说，对于在大于2吉兆赫(GHz)的频率下操作的电路，图4的线接合实施方案可为适当的。在相对低频率电路中，可以常规线接合实现的电感可能不足够高以提供所要阻抗匹配和谐振性能。在这种情况下，可利用例如图2-3的实施方案的实施方案(例如，使用形成为IPD内的半匝线圈的电感器)。当并入到各种系统时可影响当前阻抗匹配装置的设计的另外的因素包括装置端接阻抗。举例来说，与类似的5瓦装置相比，100瓦系统可具有相对低的终端阻抗。由此，阻抗的相同改变将针对低终端阻抗与较大的终端阻抗而不同。另外，放大器应用可在阻抗匹配装置设计中扮演重要角色。当放大器用作驱动器时，电力损耗和效率可不如增益和线性重要，且因此，与利用线接合相比，阻抗匹配装置设计可以IPD内的常规电感器实施。但在末级放大器中，电力损耗和效率可较为重要，且因此，利用线接合的设计可为优选的，因为其与IPD实施方案相比可减小功率损耗。

图5示出包括图4的阻抗匹配网络的半导体裸片上的IC布局500。图5仅示出裸片的一部分，其中图5中的元件编号指示图4的具有相同元件编号的组件的位置。

图5描绘预匹配网络402和谐振器结构404两者。网络400包括被配置成接收输入信号的输入(未图示)和被配置成耦合到晶体管302的输出。在其它实施例中，如本文所描述，所述输出可耦合到其它放大器或晶体管装置。

预匹配网络402包括电容器410，其具有耦合到输入的第一端和耦合到接地或参考电压端的第二端。在此实例中，接地节点可为接触垫，其可例如通过线接合或其它电连接而电连接到共同电压总线(例如，接地总线)。线接合412耦合在电容器410与电阻器414之间。

谐振器结构404包括耦合到电感器420的电阻器418，电感器420进而连接到电容器422，电容器422进而连接到接地节点。接地节点耦合到电容器428。线接合430耦合在电阻器418与电容器428之间。

在图5中示出的实施例中，预匹配网络402的线接合412和谐振器结构404的线接合430彼此电感耦合。线接合412和430的长度和曲率经选择以实现所要量的互电感。由此，线接合412和430在IC布局500内朝向使得其彼此大体平行延伸。

在替代实施例中，两个或更多个谐振器结构可并入到当前阻抗匹配网络中。可针对相对较大的功率放大器外围装置利用多个谐振器结构。大外围装置往往具有跨越FET指状物的重复的匹配网络从而使得跨越整个FET的每一位置经历等效阻抗，而不管指状物距FET的中心有多远。相对于整个功率放大器上方的其它类似匹配结构位置，单一谐振器结构具有关于耦合距离的限制。由此，多个谐振器可用于跨越整个预匹配网络提供相同阻抗耦合。

举例来说，图6为描绘包括并联连接到第一谐振器结构602和第二谐振器结构604的预匹配网络的阻抗匹配网络600的示意图。网络600包括输入606。输入606被配置成耦合到信号源，例如封装参考平面。输出608被配置成耦合到放大器，例如功率晶体管。

预匹配网络直接连接到输入606和输出608两者，而如图6中所示出，谐振器结构602或604都不直接连接到输入608、输出608或预匹配网络。

预匹配网络包括电容器610，其具有耦合到输入606的第一端和耦合到接地或参考电压端616的第二端。线接合612和614耦合在电容器610与电阻器616之间。在其它实施例中，预匹配网络可利用使用被布置成提供所要阻抗匹配的组件的任何组合的任何合适的拓扑。

电容器610、线接合612和614以及电阻器616的各种组件值可经选择以根据已知电路设计技术实现预匹配网络的所要操作。

谐振器结构602包括如虚线622所指示电感耦合到线接合612的线接合618，以及其它组件。谐振器结构602并不直接电耦合到预匹配网络。也就是说，电导体(即，金属)结构并不连接在谐振器结构602与预匹配网络之间以使其彼此电连通。实际上，由于线接合612和线接合618互相耦合，所以谐振器结构602电感耦合到预匹配网络。由此，线接合612和618中的一者中的电流的变化将影响穿过线接合612和618中的另一者的电流。线接合612和618的互电感以及借此预匹配电路和谐振器结构602的操作可由线接合612和618的配置控制，例如通过改变每一线接合的长度和曲率来控制。

谐振器结构604包括如虚线624所指示电感耦合到线接合614的线接合620，以及其它组件。谐振器结构604并不直接电耦合到预匹配网络。也就是说，电导体(即，金属)结构并不连接在谐振器结构604与预匹配网络之间以使其彼此电连通。实际上，由于线接合614和线接合620互相耦合，所以谐振器结构604电感耦合到预匹配网络。由此，线接合614和620中的一者中的电流的变化将影响穿过线接合614和620中的另一者的电流。线接合614和620的互电感以及借此预匹配电路和谐振器结构604的操作可由线接合614和620的配置控制，例如通过改变每一线接合的长度和曲率来控制。

在其它实施例中，阻抗匹配网络可使用任何合适的技术实施。举例来说，所述网络可使用安装到PCB或其它结构且通过PCB或其它结构互连的若干离散装置实施。在另外其它实施例中，可利用IPD与离散装置的组合来实施当前阻抗匹配网络。阻抗匹配网络还可实施在多层封装结构内。

包括预匹配网络和一或多个并联连接的谐振器结构两者的本发明的实施例提供改进的阻抗匹配功能性。举例来说，所述网络可在较高操作频率下提供另外的谐振。举例来说，依据匹配拓扑，阻抗谐振可在操作频率以上或以下实施。典型的T匹配网络可将阻抗谐振置于与操作频率(比方说，1800-2100MHz)相比较高的频率位置(例如，2300MHz)处。分路L匹配可执行相反操作，将阻抗谐振置于与操作频率相比较低的频率(例如，1600MHz)处。为实现所要谐振，在某些状况下，可必需另外的横向T匹配网络。然而，使用当前方法，可实施并联谐振结构以创建原本以另外的T匹配网络实现的相同谐振。

举例来说，图7是示出针对不包括谐振器(线702)的阻抗匹配网络和确实包括谐振器结构(线704)的阻抗匹配网络的模拟结果的阻抗与频率的曲线图。如所示出，在包括谐振器结构的阻抗匹配网络中，阻抗减小大约1.5GHz，但在较高频率处，阻抗增加。阻抗匹配网络和谐振器结构的实际响应可通过调整谐振器结构内的电容器值(例如，电容器222、228、422或428的电容值)来微调。另外，通过改变电容值，可能实现针对目标频率的所要电路稳定性，有时被称作电路的Mu因子。另外，通过改变谐振器结构内的电阻器(例如，电阻器218和418)的电阻值，可控制电路稳定性。所述调整还可升高阻抗匹配网络的谐波阻抗。

出于简洁起见，本文可不详细地描述关于高功率放大器(例如多尔蒂放大器)、负载调制、阻抗匹配、集成电路设计或制造、晶体管设计或制造，以及系统的其它功能方面(和系统的个别操作组件)的常规技术。此外，本文包括的各图中所示的连接线意图表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应注意，许多替代或另外的功能关系或物理连接可存在于标的物的实施例中。此外，特定术语还可在本文仅出于参考的目的而使用，且因此并不希望具有限制性。

如本文所使用，术语“半导体”既定包括单晶、多晶或非晶形的任何半导体，且包括IV型半导体、非IV型半导体、化合物半导体以及有机和无机半导体。此外，术语“基板”和“半导体基板”既定包括单晶结构、多晶结构、非晶形结构、薄膜结构、分层结构(作为实例且并不希望具有限制性)、绝缘体上半导体(SOI)结构，及其组合。为方便阐释且并不希望具有限制性，本文中描述用于硅半导体的半导体装置和制造方法，但本领域技术人员将理解，也可使用其它半导体材料。

如本文所使用，“节点”意味着任何内部或外部参考点、连接点、交汇处、信号线、传导元件或类似物，在“节点”处存在给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或量。另外，两个或更多个节点可以通过一个物理元件实现(并且尽管在共同节点处接收或输出，但是仍然可以对两个或更多个信号进行多路复用、调制或以其它方式区分)。

以上描述指代元件或节点或特征“连接”或“耦合”在一起。如本文所使用，除非以其它方式明确地陈述，否则“连接”意味着一个元件直接接合到另一元件(或直接与另一元件通信)，且不一定以机械方式接合。同样，除非以其它方式明确地陈述，否则“耦合”意味着一个元件直接或间接接合到另一元件(或直接或间接与另一元件通信)，且不必以机械方式。因此，尽管图中示出的示意图描绘元件的一个示例性布置，但另外的介入元件、装置、特征或组件可存在于所描绘的标的物的实施例中。

描述内容和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等(如果存在的话)可用于区分类似元件，且不一定用于描述特定循序或时间次序。应理解，如此使用的术语在适当情况下可互换，使得本文中所描述的本发明的实施例(例如)能够以除本文中所说明或以其它方式描述的序列之外的序列进行操作。本文对定向关系(例如顶部和底部或左和右)的参考指代图式中说明的朝向中的组件的关系，其可不是所描述的设备的所有使用中的组件的朝向。此外，术语“包括”、“包括”、“具有”及其任何变型既定涵盖非排他性包括，使得包括一系列元件的工艺、方法、物件或设备不一定限于那些元件，而是可包括未明确地列出的或此些工艺、方法、物件或设备所固有的其它元件。术语“基本”和“基本上”意味着足以采用实际方式实现陈述的目的，且轻微缺陷(如果存在的话)对于所陈述目的并不重要。

总之，根据本发明的实例实施例配置的系统、装置和方法涉及：

一种装置，所述装置包括：输入端，其被配置成接收射频信号；输出端，其被配置成耦合到放大器；阻抗预匹配网络，其耦合到所述输入端和所述输出端，所述阻抗预匹配网络包括第一电感元件；以及谐振器结构，其包括电感耦合到所述第一电感元件的第二电感元件。

一种装置，所述装置包括：输入端，其被配置成接收信号；阻抗预匹配网络，其具有耦合到所述输入端的第一端和耦合到输出端的第二端；谐振器结构，其包括电感耦合到所述阻抗预匹配网络中的第二组件的第一组件；以及放大器，其耦合到所述输出端。

一种装置，其包括阻抗预匹配网络，和并联电感耦合到所述阻抗预匹配网络的谐振器结构。

以上描述主要针对本发明的优选实施例。尽管给予本发明的范围内的各种替代方案一些关注，但预期本领域技术人员将可能实现现在通过本发明的实施例的公开而显而易见的另外的替代方案。因此，本发明的范围应从所附权利要求书确定，且不受以上公开内容限制。

Claims (20)

1.一种装置，其特征在于，包括：

输入端，其被配置成接收射频信号；

输出端，其被配置成耦合到放大器；

阻抗预匹配网络，其耦合到所述输入端和所述输出端，所述阻抗预匹配网络包括第一电感元件；以及

谐振器结构，其包括电感耦合到所述第一电感元件的第二电感元件。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电感元件为第一线接合，且所述第二电感元件为第二线接合。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述谐振器结构包括：

第二电容器，其连接在所述第一线接合的第一端与第三参考电压端之间；以及

第三电容器，其连接在所述第一线接合的第二端与第四参考电压端之间。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阻抗预匹配网络和所述谐振器结构仅通过所述第一线接合和所述第二线接合的所述电感耦合而电连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括第二谐振器结构，所述第二谐振器结构包括电感耦合到所述阻抗预匹配网络中的第四线接合的第三线接合。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二谐振器结构包括连接在所述第三线接合的第一端与第五参考电压端之间的第四电容器；以及

第五电容器，其连接在所述第三线接合的第二端与第六参考电压端之间。

7.一种装置，其特征在于，包括：

输入端，其被配置成接收信号；

阻抗预匹配网络，其具有耦合到所述输入端的第一端和耦合到输出端的第二端；

谐振器结构，其包括电感耦合到所述阻抗预匹配网络中的第二组件的第一组件；以及

放大器，其耦合到所述输出端。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述阻抗预匹配网络和所述谐振器结构并联耦合。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一组件包括第一线接合，且所述第二组件包括第二线接合。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述阻抗预匹配网络包括：

第一电容器，其连接在所述第一线接合的第一端与第一参考电压端之间；以及

电感器，其连接在所述第一线接合的第二端与第二参考电压端之间。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述谐振器结构包括：

第二电容器，其连接在所述第二线接合的第一端与第三参考电压端之间；以及

第三电容器，其连接在所述第二线接合的第二端与第四参考电压端之间。

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一组件包括第一电感器，且所述第二组件包括第二电感器合。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述阻抗预匹配网络和所述谐振器在集成无源装置中。

14.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述放大器包括晶体管，且所述输出端耦合到所述晶体管的参考平面。

15.一种阻抗匹配装置，其特征在于，包括：

阻抗预匹配网络；以及

谐振器结构，其并联电感耦合到所述阻抗预匹配网络。

16.根据权利要求15所述的阻抗匹配装置，其特征在于，所述阻抗预匹配网络包括第一电感器，且所述谐振器结构包括第二电感器，且所述第一电感器电感耦合到所述第二电感器。

17.根据权利要求16所述的阻抗匹配装置，其特征在于，所述第一电感器和所述第二电感器中的至少一者包括线接合。

18.根据权利要求16所述的阻抗匹配装置，其特征在于，所述阻抗预匹配网络和所述谐振器结构在集成无源装置中。

19.根据权利要求15所述的阻抗匹配装置，其特征在于，所述阻抗预匹配网络包括被配置成接收信号的输入端和被配置成耦合到放大器的输出端。

20.根据权利要求15所述的阻抗匹配装置，其特征在于，所述阻抗预匹配网络和所述谐振器结构仅通过电感耦合电连接。