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Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr.
2007-0097580 , angemeldet am 27. September 2007 beim koreanischen Patentamt, beansprucht, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transformator, und insbesondere einen Transformator mit einem integrierten passiven Bauteil (IPD; integrated passive device), der in einem CMOS- (complementary metal oxide semiconductor) Leistungsverstärker verwendet wird.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Im Allgemeinen wird an einem Sendeanschluss eines mobilen Kommunikationsendgeräts, wie beispielsweise einem Mobiltelefon, ein Leistungsverstärker verwendet, um die Leistung des Sendesignals zu verstärken. Der Leistungsverstärker sollte das Sendesignal mit einer angemessenen Leistung verstärken. Als Verfahren zum Steuern der Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers existiert ein Closed-Loop-Verfahren, bei welchem ein Teil eines Ausgangssignals durch einen Transformator an einem Ausgangsanschluss des Leistungsverstärkers detektiert wird und das Signal in Gleichstrom (DC, direct current) unter Verwendung einer Schottky-Diode gewandelt und unter Verwendung eines Komparators mit einer Referenzspannung verglichen wird, und ein Open-Loop-Verfahren des Erfassens einer Spannung oder eines Stroms, der an den Leistungsverstärker angelegt wird, und Steuern von Leistung.
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Das Closed-Loop-Verfahren, welches im Allgemeinen verwendet wird, weist den Vorteil einer genaueren Steuerung von Leistung und den Nachteil des Minderns der Effizienz des Verstärkers aufgrund der Komplexität des Eingliederns einer Schaltung und einen durch einen Koppler verursachten Verlust auf. Das Open-Loop-Verfahren, bei dem eine einfache Schaltungsstruktur verwendet wird und das im Allgemeinen jetzt verwendet wird, ist nicht in der Lage, Leistung genau zu steuern.
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Seit kürzerer Zeit ist es einfach, eine Schaltung zu integrieren, da die in dem Closed-Loop-Verfahren verwendeten Elemente als integrierte Schaltung (IC, integrated circuit) integriert sind. Des Weiteren wird, da die Leistung eines Steuerchips verbessert wurde, der Kopplungswert eines direktionalen Kopplers in hohem Maße gesenkt, wodurch der Verlust aufgrund des direktionalen Kopplers in hohem Maße reduziert wird. Insbesondere wird das Closed-Loop-Verfahren, das in der Lage ist, Leistung genau zu steuern, für ein globales System für mobile Kommunikation (GSM, global system for mobile communication) angewendet, bei welchem ein Ramping-Profil wichtig ist.
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Untersuchungen, einen effektiven Transformator zu realisieren, der den Ausgang eines Leistungsverstärkers steuert, wurden ständig durchgeführt. Jedoch gibt es Probleme, wenn harmonische Komponenten in dem Ausgangssignal auftreten, und die Größe der Kopplung variiert mit dem Ort eines Stromversorgungsanschlusses, wenn ein Transformator eingegliedert wird.
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Aus
US 2002 / 0 113 682 A1 ist ein mehrlagiger Signaltransformator vorbekannt. Zudem offenbart
DE 692 18 104 T2 einen zum Filtern eines Eingangssignals ausgebildeten frequenzselektiven Transformator mit einer Vielschichtleiterplatte.
EP 1 796 204 A1 betrifft einen Hochfrequenzkoppler. Aus
US 6 577 219 B2 ist ein Transformator bekannt, bei dem koplanare Spulen auf einer mehrlagigen Platine angeordnet sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator zu schaffen, der eine Struktur aufweist, die einen Harmonische-Entferner umfasst, sowie eine Struktur, die einen Stromversorgungsanschluss umfasst, der in der Lage ist, den Kopplungseffekt zu reduzieren.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Transformator vorgesehen, welcher aufweist: eine Mehrlagenplatine; wenigstens eine Eingangsleiterbahn, die auf der Mehrlagenplatine gebildet ist, die eine sich um eine Innenfläche erstreckende Schleife festlegt, mit zwei Enden, die jeweils mit Eingangsanschlüssen eines Positivsignals und eines Negativsignals verbunden sind; eine Ausgangsleiterbahn, die angrenzend an die wenigstens eine Eingangsleiterbahn gebildet ist, um eine elektromagnetische Kopplung mit der wenigstens einen Eingangsleiterbahn zu bilden, wobei die Ausgangsleiterbahn ein mit einem Ausgangsanschluss verbundenes Ende und ein mit Masse verbundenes Ende aufweist; ein Stromversorgungsanschluss, der direkt auf der wenigstens einen Eingangsleiterbahn gebildet ist; und einen Harmonische-Entferner, der zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende der Ausgangsleiterbahn gebildet ist, um harmonische Komponenten aus einem Signal zu entfernen, das von der Ausgangsleiterbahn ausgegeben wird, wobei der Harmonische-Entferner in der Innenfläche gebildet ist, um die sich die Schleife erstreckt, die durch die wenigstens eine Eingangsleiterbahn festgelegt ist, wobei jede der wenigstens einen Eingangsleiterbahn und die Ausgangsleiterbahn unterschiedliche Teile umfasst, die jeweils auf unterschiedlichen Lagen der Mehrlagenplatine gebildet sind, und die miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind; und die Ausgangsleiterbahn keine elektrische Verbindung zu der wenigstens einen Eingangsleiterbahn besitzt.
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Der Harmonische-Entferner kann eine Induktivität und einen Kondensator aufweisen, die seriell miteinander verbunden sind.
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Die wenigstens eine Eingangsleiterbahn kann ein Kondensatorelement aufweisen, das zwischen ihren beiden Enden gebildet ist.
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Die wenigstens eine Eingangsleiterbahn kann einen ersten leitenden Draht, einen zweiten leitenden Draht, einen dritten leitenden Draht und einen vierten leitenden Draht aufweisen, wobei jeder der ersten bis vierten Drähte eine Schleife um dieselbe Innenfläche der Mehrlagenplatine bildet.
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Die Stromversorgungsanschlüsse, die jeweils direkt auf dem ersten bis vierten leitenden Draht gebildet sind, können auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine gebildet sein.
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Die Ausgangsleiterbahn kann aufweisen: eine erste Schleife, die zwischen dem ersten leitenden Draht und dem zweiten leitenden Draht gebildet ist; eine zweite Schleife, die zwischen dem zweiten leitenden Draht und dem dritten leitenden Draht gebildet ist; und eine dritte Schleife, die zwischen dem dritten leitenden Draht und dem vierten leitenden Draht gebildet ist.
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Der Stromversorgungsanschluss kann direkt auf der wenigstens einen Eingangsleiterbahn an einer Stelle gebildet werden, an der das elektrische Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs in der wenigstens einen Eingangsleiterbahn 0 V beträgt.
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Der Stromversorgungsanschluss kann eine größere Breite als die wenigstens eine Eingangsleiterbahn besitzen, auf der die Stromversorgung direkt ausgebildet ist.
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Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Transformator vorgesehen, welcher aufweist: eine Mehrlagenplatine; wenigstens eine Eingangsleiterbahn, die auf der Mehrlagenplatine gebildet ist, die eine sich um eine Innenfläche erstreckende Schleife mit zwei Enden festlegt, deren zwei Enden an einen Eingangsanschluss eines Positivsignals bzw. eines Negativsignals angeschlossen sind; und eine Ausgangsleiterbahn, die angrenzend an die wenigstens Eingangsleiterbahn gebildet ist, um eine elektromagnetische Kopplung mit der wenigstens einen Eingangsleiterbahn zu bilden, wobei ein Ende der Ausgangsleiterbahn mit einem Ausgangsanschluss und deren anderes Ende mit Masse verbunden ist; und einen Harmonische-Entferner, der zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende der Ausgangsleiterbahn gebildet ist, um harmonische Komponenten aus einem Signal zu entfernen, das von der Ausgangsleiterbahn ausgegeben wird, wobei der Harmonische-Entferner in der Innenfläche gebildet ist, um die sich die Schleife erstreckt, die durch die wenigstens eine Eingangsleiterbahn festgelegt ist; wobei jede der wenigstens einen Eingangsleiterbahn und die Ausgangsleiterbahn unterschiedliche Teile umfasst, die jeweils auf unterschiedlichen Lagen der Mehrlagenplatine gebildet sind, und die miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind; und die Ausgangsleiterbahn keine elektrische Verbindung zu der wenigstens einen Eingangsleiterbahn besitzt.
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Der Harmonische-Entferner kann eine Induktivität und einen Kondensator aufweisen, die seriell miteinander verbunden sind.
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Die wenigstens eine Eingangsleiterbahn kann ein Kondensatorelement aufweisen, das zwischen ihren beiden Enden gebildet ist.
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Die wenigstens eine oder mehreren Eingangsleiterbahn kann einen ersten leitenden Draht, einen zweiten leitenden Draht, einen dritten leitenden Draht und einen vierten leitenden Draht aufweisen, wobei jeder der ersten bis vierten Drähte eine Schleife um dieselbe Innenfläche der Mehrlagenplatine bildet.
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Die Ausgangsleiterbahn kann aufweisen: eine erste Schleife, die zwischen dem ersten leitenden Draht und dem zweiten leitenden Draht gebildet ist; eine zweite Schleife, die zwischen dem zweiten leitenden Draht und dem dritten leitenden Draht gebildet ist; und eine dritte Schleife, die zwischen dem dritten leitenden Draht und dem vierten leitenden Draht gebildet ist.
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Gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Gegenstand ist ein Transformator vorgesehen, welcher aufweist: eine Mehrlagenplatine; wenigstens eine Eingangsleiterbahn, die auf der Mehrlagenplatine gebildet ist, die eine sich um eine Innenfläche erstreckende Schleife festlegt, mit zwei Enden, die jeweils mit Eingangsanschlüssen eines Positivsignals und eines Negativsignals verbunden sind; eine Ausgangsleiterbahn, die angrenzend an die wenigstens eine Eingangsleiterbahn gebildet ist, um eine elektromagnetische Kopplung mit der wenigstens einen Eingangsleiterbahn zu bilden, wobei die Ausgangsleiterbahn ein mit einem Ausgangsanschluss verbundenes Ende und ein mit Masse verbundenes Ende aufweist; und einen Stromversorgungsanschluss, der direkt auf der wenigstens einen Eingangsleiterbahn gebildet ist, wobei jede der wenigstens einen Eingangsleiterbahn und die Ausgangsleiterbahn unterschiedliche Teile umfasst, die auf unterschiedlichen Lagen der Mehrlagenplatine gebildet sind, und die miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind; und die Ausgangsleiterbahn keine elektrische Verbindung zu der wenigstens einen Eingangsleiterbahn besitzt.
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Die wenigstens eine Eingangsleiterbahn kann ein Kondensatorelement aufweisen, das zwischen ihren beiden Enden gebildet ist.
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Die wenigstens eine Eingangsleiterbahn kann einen ersten leitenden Draht, einen zweiten leitenden Draht, einen dritten leitenden Draht und einen vierten leitenden Draht aufweisen, wobei jeder der ersten bis vierten Drähte eine Schleife um dieselbe Innenfläche der Mehrlagenplatine bildet.
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Die Stromversorgungsanschlüsse, die jeweils direkt auf dem ersten bis vierten leitenden Draht gebildet sind, können auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine gebildet sein.
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Die Ausgangsleiterbahn kann aufweisen: eine erste Schleife, die zwischen dem ersten leitenden Draht und dem zweiten leitenden Draht gebildet ist; eine zweite Schleife, die zwischen dem zweiten leitenden Draht und dem dritten leitenden Draht gebildet ist; und eine dritte Schleife, die zwischen dem dritten leitenden Draht und dem vierten leitenden Draht gebildet ist.
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Der Stromversorgungsanschluss kann direkt auf der wenigstens einen Eingangsleiterbahn an einer Stelle ausgebildet sein, an der das elektrische Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs in der wenigstens einen Eingangsleiterbahn 0 V beträgt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, einen Transformator zu erhalten, der in der Lage ist, den Leistungsverlust zu reduzieren, wenn Leistung geliefert wird, den Einfluss auf die Größe der elektromagnetischen Kopplung zu reduzieren, während die Leistung empfangen wird; und harmonische Komponenten eines Ausgangssignals zu reduzieren.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:
- 1 ein Diagramm ist, in welchem die Struktur eines Transformators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
- 2A und 2B Diagramme sind, welche jeweils eine Eingangsleiterbahn-Struktur und eine Ausgangsleiterbahn-Struktur darstellen, die den Transformator aus 1 bilden;
- 3A bis 3C Graphen sind, in denen der Transformator aus 1 und ein herkömmlicher Transformator hinsichtlich Ausgangsleistung, Ausgangseffizienz und harmonischer Komponenten verglichen werden;
- 4 ein Diagramm ist, in welchem die Struktur eines Transformators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist; und
- 5 ein Diagramm ist, in welchem die Struktur eines Transformators einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Diagramm, in welchem die Struktur eines Transformators 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
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Unter Bezugnahme auf 1 weist der Transformator 100 eine Mehrlagenplatine 101, eine Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140, die auf der Mehrlagenplatine 101 gebildet sind, eine Ausgangsleiterbahn 150, Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141, die jeweils einen Teil jeder der Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 bilden, und einen Harmonische-Entferner 160 auf.
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Die Mehrlagenplatine kann so gebildet sein, dass sie eine Mehrzahl an Lagen aufweist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform können die Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 und die Ausgangsleiterbahn 150 auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 und einer anderen Lage von dieser gebildet sein und sie können miteinander durch ein Durchgangsloch auf eine solche Weise verbunden sein, dass die Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 nicht direkt mit der Ausgangsleiterbahn 150 verbunden sind. Die Mehrlagenplatine kann aus einer Hochfrequenzplatine gebildet sein.
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Beide Enden jeder Eingangsleiterbahn 110, 120, 130 und 140 können jeweils für einen positiven Eingangsanschluss und einen negativen Eingangsanschluss vorgesehen sein. Die beiden Enden können jeweils mit einem Leistungsverstärker verbunden sein, der mit dem Transformator 100 verbunden ist. Der Transformator 100 kann mit dem Leistungsverstärker verbunden sein, der aus einem in einem mobilen Kommunikationsendgerät verwendeten CMOS (complementary metal oxide semiconductor) gebildet ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform können die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 so gebildet sein, dass sie auf der Mehrlagenplatine 101 nicht miteinander verbunden sind. Dazu kann ein Teil der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet sein und andere können auf anderen Lagen, die zu der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 unterschiedlich sind, gebildet sein, um miteinander durch das Durchgangsloch verbunden zu sein. Die genaue Struktur der auf der Mehrlagenplatine 101 gebildeten Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 wird später unter Bezugnahme auf 2A beschrieben.
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Die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 können jeweils eine Schleife um die gleiche Zone der Mehrlagenplatine 101 bilden.
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Zwischen den beiden Enden jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 können Kondensatorelemente 112, 122, 132 und 142 gebildet sein. Die Kondensatorelemente 112, 122, 132 und 142 können durch Bilden leitender Lagen, die eine vorbestimmte Zone auf unterschiedlichen Lagen der Mehrlagenplatine 101 aufweisen, verkörpert sein.
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Um eine elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 zu bilden, kann die Ausgangsleiterbahn 150 angrenzend an die Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 gebildet sein. Ein Ende der Ausgangsleiterbahn 150 kann für einen Ausgangsanschluss vorgesehen sein und das andere Ende kann an Masse angeschlossen sein.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, da die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 die Schleife um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 101 bilden, die Ausgangsleiterbahn 150 ebenfalls eine Schleife um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 101 bilden. Des Weiteren kann die Schleife zwischen jeder der entsprechenden Eingangsleiterbahn 110, 120, 130 und 140 gebildet sein, um die elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 zu bilden.
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Die Ausgangsleiterbahn 150 kann eine Struktur aufweisen, bei welcher ein Bereich auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet ist und ein anderer Bereich auf der anderen Lage, die zu der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 unterschiedlich ist, gebildet ist, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind, um nicht direkt mit der jeweiligen Eingangsleiterbahn 110, 120, 130 und 140 verbunden zu sein.
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Die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 können in einer Zone der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 gebildet sein.
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Die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 können jeweils als Anschlüsse zur Versorgung mit Strom an die entsprechenden Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 angeschlossen sein. Die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 können dort angeordnet sein, wo das elektrische Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs in der entsprechenden Eingangsleiterbahn 110, 120, 130 und 140 0 V beträgt. Da in einem CMOS-Leistungsverstärker keine Gleichstrom- (DC, direct current) Masse vorhanden ist, wird für den CMOS-Leistungsverstärker eine Wechselstrom- (AC; alternating current) Masse verwendet. Die Stelle, an der das elektrische Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs 0 V beträgt, zeigt die AC-Masse an.
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Die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 können auf eine solche Weise gebildet sein, dass der Kopplungswert mit der Ausgangsleiterbahn 150, die an die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 angrenzt, gleichförmig ist. Da die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 breiter sein können als die Breite der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140, kann die Distanz zu der Ausgangsleiterbahn 150 entsprechend der Stelle jedes Stromversorgungsanschlusses 111, 121, 131 und 141 unterschiedlich sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform können die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 in einer äußersten Zone (121 und 131) und einer innersten Zone (111 und 141) der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 liegen, die jeweils die Schleife bilden, derart, dass die Distanz zwischen den Stromversorgungsanschlüssen 111, 121, 131 und 141 und der Ausgangsleiterbahn 150 identisch zu dem Abstand zwischen den Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 und der Ausgangsleiterbahn 150 ist.
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Ebenfalls können die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 so gebildet sein, dass Distanzen zwischen den entsprechenden Stromversorgungsanschlüssen 111, 121, 131 und 141 und der Ausgangsleiterbahn 150 und Distanzen zwischen den Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140, wo jeweils die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 gebildet sind, und der Ausgangsleiterbahn 150 eindeutig sind.
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Dadurch, dass die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 direkt auf den Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 gebildet sind, besteht kein Erfordernis, zusätzliche Leiterbahnen zu bilden, um die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 zu bilden. Somit eine unerwünschte Kopplung, die durch eine andere Leiterbahn verursacht sein kann.
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An den beiden Enden der Ausgangsleiterbahn 150 kann der Harmonische-Entferner 160 ausgebildet sein.
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Da ein Ausgangssignal des Transformators mit harmonischen Komponenten ausgegeben werden kann, kann der Harmonische-Entferner 160 gebildet sein, um die harmonischen Komponenten zu entfernen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Harmonische-Entferner 160 inmitten der Schleifen gebildet sein, die durch die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 auf der Mehrlagenplatine 101 gebildet werden.
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Der Harmonische-Entferner 160 kann auf eine solche Art gebildet sein, dass ein Induktivitätselement und ein Kondensatorelement in Reihe miteinander verbunden sein können. Das Induktivitätselement kann durch externes Drahtbonden verbunden werden, und Harmonische in einem gewünschten Band können abgestimmt werden, indem die Stelle des Drahtbondens gesteuert wird.
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Die harmonischen Komponenten des Ausgangssignals, das an den Ausgangsanschluss des Transformators ausgegeben wird, können durch das Induktivitätselement und das Kondensatorelement entfernt werden.
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2A ist ein Diagramm, in welchem die Struktur der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 des Transformators 100 dargestellt ist, und 2B ist ein Diagramm, in welchem die Struktur der Ausgangsleiterbahn 150 des Transformators 100 dargestellt ist.
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In 2A sind die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 dargestellt.
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Um nicht direkt miteinander verbunden zu sein, kann ein Teil jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 auf der Oberseite der Mehrlagenplatine 101 gebildet sein, und andere Teile können auf anderen Lagen, die zu der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 unterschiedlich sind, gebildet sein.
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Die erste Leiterbahn 110 kann eine erste Zone 113 aufweisen, die auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet ist, eine zweite Zone 114, die auf einer zweiten Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet ist, und eine dritte Zone 115, die auf einer dritten Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet ist. Die erste Zone 113, die zweite Zone 114 und die dritte Zone 115 können miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sein.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann ein Bereich der ersten Zone 113, die auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet ist, für den Stromversorgungsanschluss 111 vorgesehen sein. Der Stromversorgungsanschluss 111 kann mit der ersten Leiterbahn 110, die auf einer anderen Lage gebildet ist, durch ein Durchgangsloch verbunden sein.
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Die zweite Leiterbahn 120, die dritte Leiterbahn 130 und die vierte Leiterbahn 140 können erste Zonen 123, 133 und 143 aufweisen, die auf der Fläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet sind, zweite Zonen 124, 134 und 144, die auf der zweiten Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet sind, und dritte Zonen 125, 135 und 145, die auf der dritten Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet sind, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind. Ebenfalls kann ein Teil jeder der ersten Zonen 123, 133 und 143, die auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet sind, für die Stromversorgungsanschlüsse 121, 131 und 141 vorgesehen sein.
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An beiden Enden jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 können Kondensatorelemente 112, 122, 132 und 142 gebildet sein. Die Kondensatorelemente 112, 122, 132 und 142 können als leitende Lagen verkörpert sein, die auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 und anderen Lagen der Mehrlagenplatine 101 gebildet sind.
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In 2B ist die Ausgangsleiterbahn 150 dargestellt.
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Die Ausgangsleiterbahn 150 kann eine erste Schleife 151, eine zweite Schleife 152 und eine dritte Schleife 153 aufweisen. Jeder der Schleifen 151, 152 und 153 kann mit Teil-Leiterbahnen 154, die auf der Oberfläche und einer anderen Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet sind, durch ein Durchgangsloch verbunden sein, um die Ausgangsleiterbahn 150 zu bilden.
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Die erste Schleife 151 kann zwischen der ersten Leiterbahn 110 und der zweiten Leiterbahn 120 gebildet sein. Die zweite Schleife 152 kann zwischen der zweiten Leiterbahn 120 und der dritten Leiterbahn 130 gebildet sein. Die dritte Schleife 153 kann zwischen der dritten Leiterbahn 130 und der vierten Leiterbahn 140 gebildet sein.
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3A bis 3C sind Graphen, in denen der Transformator 100 und ein herkömmlicher Transformator hinsichtlich Ausgangsleistung, Ausgangseffizienz und harmonischer Komponenten verglichen werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der herkömmliche Transformator keinen Harmonische-Entferner und keinen Stromversorgungsanschluss auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Ausgang bei einer Frequenz in einem GSM-Band von 820 bis 920 MHz gemessen.
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Unter Bezugnahme auf 3A zeigt der Ausgang B des herkömmlichen Transformators 35 dBm oder weniger. Andererseits zeigt der Ausgang A des Transformators 100 35,2 dBm oder mehr. Es mag bekannt sein, dass die Größe des Ausgangs A größer ist als die des Ausgangs B.
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Unter Bezugnahme auf 3B ist bei der Frequenz in dem GSM-Band der Wirkungsgrad B des Ausgangssignals zu dem Eingangssignal des herkömmlichen Transformators ungefähr 61 bis 64 %, und der Wirkungsgrad A des Ausgangssignals zu einem Eingangssignal des Transformators 100 beträgt ungefähr 63 bis 65 %.
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Unter Bezugnahme auf 3C wird eine dritte harmonische Komponente A in dem Ausgangssignal des Transformators 100 in hohem Maße reduziert, im Vergleich zu der dritten harmonischen Komponente B in dem Ausgangssignal des herkömmlichen Transformators, was auf der Wirkung des Harmonische-Entferners 160 des Transformators 100 beruht.
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Insbesondere verändert sich im Fall des herkömmlichen Transformators die dritte harmonische Komponente nicht sehr bei einer Frequenzänderung. Jedoch wird im Fall des Transformators 100 die dritte harmonische Komponente in höherem Maß bei einem bestimmten Frequenzband gemindert, was möglich ist, indem das Induktivitätselement des Harmonische-Entferners 160 gesteuert wird. Die Stelle des Drahtbondens kann gesteuert werden, um das Induktivitätselement zu steuern.
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4 ist ein Konfigurationsdiagramm, in welchem ein Transformator 400 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
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Unter Bezugnahme auf 4 kann der Transformator 400 eine Mehrlagenplatine 401, eine Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440, die auf der Mehrlagenplatine 401 gebildet sind, eine Ausgangsleiterbahn 450 und einen Harmonische-Entferner 460 aufweisen.
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Die Mehrlagenplatine 401 kann eine Mehrzahl an Lagen aufweisen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform können die Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 und die Ausgangsleiterbahn 450 auf einer Oberfläche und anderen Lagen der Mehrlagenplatine 401 gebildet sein, um nicht direkt miteinander verbunden zu sein, wobei sie durch ein Durchgangsloch auf eine solche Weise verbunden sind. Die Mehrlagenplatine 401 kann aus einer Hochfrequenzplatine gebildet sein.
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Beide Enden jeder Eingangsleiterbahn 410, 420, 430 und 440 können jeweils für einen positiven Eingangsanschluss und einen negativen Eingangsanschluss vorgesehen sein. Die beiden Enden können jeweils mit einem Leistungsverstärker verbunden sein, der mit dem Transformator 400 verbunden ist. Der Transformator 400 kann mit dem Leistungsverstärker verbunden sein, der aus einem in einem mobilen Kommunikationsendgerät verwendeten CMOS (complementary metal oxide semiconductor) gebildet ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform können die vier Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 so gebildet sein, dass sie auf der Mehrlagenplatine 401 nicht miteinander verbunden sind. Dazu kann ein Teil der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 401 gebildet sein, und andere können auf anderen Lagen, die zu der Oberfläche der Mehrlagenplatine 401 unterschiedlich sind, gebildet sein, um miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden zu sein. Die genaue Struktur der auf der Mehrlagenplatine 401 gebildeten Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 ist gleich zu der in 2A dargestellten Struktur.
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Die vier Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 können jeweils eine Schleife um eine gleiche Zone der Mehrlagenplatine 401 bilden.
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Zwischen den beiden Enden jeder der Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 können Kondensatorelemente 412, 422, 432 und 442 gebildet sein. Die Kondensatorelemente 412, 422, 432 und 442 können durch Bilden leitender Lagen mit einer vorbestimmten Zone auf unterschiedlichen Lagen der Mehrlagenplatine 401 ausgebildet sein.
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Um eine elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 zu bilden, kann die Ausgangsleiterbahn 450 angrenzend an die Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 gebildet sein. Ein Ende der Ausgangsleiterbahn 450 kann für einen Ausgangsanschluss vorgesehen sein und das andere Ende kann an Masse angeschlossen sein.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, da die vier Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 die Schleife um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 401 bilden, die Ausgangsleiterbahn 450 ebenfalls eine Schleife um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 401 bilden. Des Weiteren kann die Schleife zwischen jeder der entsprechenden Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 gebildet sein, um die elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 zu bilden.
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Die Ausgangsleiterbahn 450 kann eine Struktur aufweisen, bei welcher ein Bereich auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 401 gebildet ist, und ein anderer Bereich ist auf der anderen Lage, die zu der Oberfläche der Mehrlagenplatine 401 unterschiedlich ist, ausgebildet, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind, um nicht direkt mit der jeweiligen Eingangsleiterbahn 410, 420, 430 und 440 verbunden zu sein.
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An den beiden Enden der Ausgangsleiterbahn 450 kann der Harmonische-Entferner 460 gebildet sein.
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Da ein Ausgangssignal des Transformators mit harmonischen Komponenten ausgegeben werden kann, kann der Harmonische-Entferner 460 ausgebildet sein, um die harmonischen Komponenten zu entfernen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Harmonische-Entferner 460 inmitten der Schleifen gebildet sein, die durch die vier Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 auf der Mehrlagenplatine 401 gebildet werden.
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Der Harmonische-Entferner 460 kann auf eine solche Art gebildet sein, dass ein Induktivitätselement und ein Kondensatorelement in Reihe miteinander verbunden sein können. Das Induktivitätselement kann durch externes Drahtbonden verbunden werden und Harmonische in einem gewünschten Band können abgestimmt werden, indem die Stelle des Drahtbondens gesteuert wird.
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Die harmonischen Komponenten des Ausgangssignals, das an den Ausgangsanschluss des Transformators ausgegeben wird, können durch das Induktivitätselement und das Kondensatorelement entfernt werden.
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5 ist ein Konfigurationsdiagramm, in welchem ein Transformator 500 gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt ist.
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Unter Bezugnahme auf 5 kann der Transformator 500 eine Mehrlagenplatine 501, eine Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540, die auf der Mehrlagenplatine 501 gebildet sind, eine Ausgangsleiterbahn 550, Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541, die jeweils einen Bereich jeder der Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 bilden, aufweisen.
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Die Mehrlagenplatine 501 kann eine Mehrzahl an Lagen aufweisen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform können die Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 und die Ausgangsleiterbahn 550 auf einer Oberfläche und anderen Lagen der Mehrlagenplatine 501 gebildet sein, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind. Die Mehrlagenplatine 501 kann aus einer Hochfrequenzplatine gebildet sein.
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Beide Enden jeder Eingangsleiterbahn 510, 520, 530 und 540 können jeweils für einen positiven Eingangsanschluss und einen negativen Eingangsanschluss vorgesehen sein. Die beiden Enden können jeweils mit einem Leistungsverstärker verbunden sein, der mit dem Transformator 500 verbunden ist. Der Transformator 500 kann mit dem Leistungsverstärker verbunden sein, der aus einem in einem mobilen Kommunikationsendgerät verwendeten CMOS (complementary metal oxide semiconductor) gebildet ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform können die vier Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 so gebildet sein, dass sie auf der Mehrlagenplatine 501 nicht miteinander verbunden sind. Dazu kann ein Teil der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 501 gebildet sein, und andere können auf anderen Lagen, die zu der Oberfläche der Mehrlagenplatine 501 unterschiedlich sind, gebildet sein, um miteinander durch das Durchgangsloch verbunden zu sein. Die genaue Struktur der auf der Mehrlagenplatine 501 gebildeten Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 wird später unter Bezugnahme auf 2A beschrieben.
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Die vier Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 können jeweils eine Schleife um eine gleiche Zone der Mehrlagenplatine 501 bilden.
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Zwischen den beiden Enden jeder der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 können Kondensatoren 512, 522, 532 und 542 gebildet sein. Die Kondensatoren 512, 522, 532 und 542 können durch Bilden leitender Lagen mit einer vorbestimmten Zone auf unterschiedlichen Lagen der Mehrlagenplatine 501 verkörpert sein.
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Um eine elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 zu bilden, kann die Ausgangsleiterbahn 550 angrenzend an die Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 gebildet sein. Ein Ende der Ausgangsleiterbahn 550 kann für einen Ausgangsanschluss vorgesehen sein, und das andere Ende kann an Masse angeschlossen sein.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, da die vier Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 die Schleife um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 501 bilden, die Ausgangsleiterbahn 550 ebenfalls eine Schleife um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine bilden. Des Weiteren kann die Schleife zwischen jeder der entsprechenden Eingangsleiterbahn 510, 520, 530 und 540 gebildet sein, um die elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 zu bilden.
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Die Ausgangsleiterbahn 550 kann eine Struktur aufweisen, bei welcher ein Bereich auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 501 gebildet ist und ein anderer Bereich auf der anderen Lage, die zu der Oberfläche der Mehrlagenplatine 501 unterschiedlich ist, gebildet ist, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind, um nicht direkt mit der jeweiligen Eingangsleiterbahn 510, 520, 530 und 540 verbunden zu sein.
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Die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 können in einer Zone der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 gebildet sein.
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Die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 können jeweils für Anschlüsse zur Versorgung mit Strom an die entsprechenden Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 vorgesehen sein. Die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 können dort angeordnet sein, wo das elektrische Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs in der entsprechenden Eingangsleiterbahn 510, 520, 530 und 540 0 V beträgt. Da in einem CMOS-Leistungsverstärker keine Gleichstrom- (DC, direct current) Masse vorhanden ist, wird für den CMOS-Leistungsverstärker eine Wechselstrom- (AC; alternating current) Masse verwendet. Die Stelle, an der das elektrische Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs 0 V beträgt, zeigt die AC-Masse an.
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Die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 können auf eine solche Weise gebildet sein, dass der Kopplungswert mit der Ausgangsleiterbahn 550, die an die vier Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 angrenzt, gleichförmig ist. Da die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 breiter sein können als die Breite der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540, kann die Distanz zu der Ausgangsleiterbahn 550 entsprechend der Stelle jedes Stromversorgungsanschlusses 511, 521, 531 und 541 unterschiedlich sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform können die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 in einer äußersten Zone (521 und 531) und einer innersten Zone (511 und 541) der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 liegen, die jeweils die Schleife bilden, derart, dass die Distanz zwischen den Stromversorgungsanschlüssen 511, 521, 531 und 541 und der Ausgangsleiterbahn 550 identisch zu dem Abstand zwischen den Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 und der Ausgangsleiterbahn 550 ist.
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Ebenfalls können die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 auf eine solche Weise gebildet sein, dass Distanzen zwischen den entsprechenden Stromversorgungsanschlüssen 511, 521, 531 und 541 und der Ausgangsleiterbahn 550 und Distanzen zwischen den Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540, wo jeweils die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 gebildet sind, und der Ausgangsleiterbahn 550 eindeutig sind.
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Dadurch, dass die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 direkt auf den Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 gebildet sind, besteht kein Erfordernis, zusätzliche Leiterbahnen zu bilden, um die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 zu bilden. Somit eine unerwünschte Kopplung, die durch eine andere Leiterbahn verursacht sein kann.
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Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.
