DE102015108471B4 - Hybrider Leistungsverstärker mit einem elektrischen und thermischen Leitfähigkeitspfad - Google Patents
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Abstract
Ein hybrider Radiofrequenz, RF, -Leistungsverstärker, der folgendes aufweist:
eine erste Einrichtung, die über einem Substrat angeordnet ist, wobei die erste Einrichtung folgendes aufweist: einen RF-Eingangsanschluss, einen RF-Ausgangsanschluss, eine Vortreiberstufe, die dazu ausgebildet ist, ein über den RF-Eingangsanschluss empfangenes RF-Eingangssignal zu verstärken, ein erstes Anpassungsnetzwerk, ein zweites Anpassungsnetzwerk und einen Steuerungsschaltkreis, und
eine zweite Einrichtung, die über der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei die zweite Einrichtung einen Heteroübergang-Bipolartransistor, HBT, - Verstärkerschaltkreis umfasst, wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis von dem Steuerungsschaltkreis gesteuert wird, und
eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung, und
eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und dem Substrat, wobei
die elektrische und thermische Verbindung eine Säule aufweist, die zwischen einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung und einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei
das zweite Anpassungsnetzwerk zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und einer RF-Ausgangsstufe elektrisch verbunden ist, und wobei der Steuerungsschaltkreis dazu ausgebildet ist, den HBT-Verstärkerschaltkreis zu steuern.
eine erste Einrichtung, die über einem Substrat angeordnet ist, wobei die erste Einrichtung folgendes aufweist: einen RF-Eingangsanschluss, einen RF-Ausgangsanschluss, eine Vortreiberstufe, die dazu ausgebildet ist, ein über den RF-Eingangsanschluss empfangenes RF-Eingangssignal zu verstärken, ein erstes Anpassungsnetzwerk, ein zweites Anpassungsnetzwerk und einen Steuerungsschaltkreis, und
eine zweite Einrichtung, die über der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei die zweite Einrichtung einen Heteroübergang-Bipolartransistor, HBT, - Verstärkerschaltkreis umfasst, wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis von dem Steuerungsschaltkreis gesteuert wird, und
eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung, und
eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und dem Substrat, wobei
die elektrische und thermische Verbindung eine Säule aufweist, die zwischen einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung und einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei
das zweite Anpassungsnetzwerk zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und einer RF-Ausgangsstufe elektrisch verbunden ist, und wobei der Steuerungsschaltkreis dazu ausgebildet ist, den HBT-Verstärkerschaltkreis zu steuern.
Description
- HINTERGRUND
- Ein mobiles Gerät umfasst typischerweise einen RF-Leistungsverstärker, der ein RF-Signal während des Übertragens und des Empfangens des RF-Signals verstärkt. RF-Leistungsverstärker können folgendes umfassen: eine Vortreiberstufe, eine Hauptstufe, einen Vorspannungsschaltkreis zum Treiben von Verstärkerschaltkreisen der Vortreiberstufe und der Hauptstufe, ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk zwischen der Vortreiberstufe und der Hauptstufe, ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk an einem Ausgangsanschluss, und einen Steuerungsschaltkreis zum Steuern des Betriebs des RF-Leistungsverstärkers. Insbesondere kann der Steuerungsschaltkreis die Verstärkerschaltkreise der Vortreiberstufe und der Hauptstufe steuern.
- Herkömmlicherweise können RF-Leistungsverstärker entweder komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS, complementary metal-oxide semiconductor)-Leistungsverstärker sein, die durch integrierte CMOS-Schaltkreise (ICs, integrated circuits) mit CMOS-Transistoren ausgebildet sind, oder Heteroübergang-Bipolartransistor (HBT)-Leistungsverstärker, die durch ICs mit HBTs ausgebildet sind. HBTs arbeiten typischerweise mit guter Linearität und hoher Effizienz, so dass HBT-Leistungsverstärker infolgedessen eine gute RF-Performanz mit hoher Zuverlässigkeit bereitstellen können. HBT-Leistungsverstärker sind daher in der Mobilleistungsverstärkerindustrie in breitem Umfang verwendet worden. Jedoch ertragen ICs mit HBT-Leistungsverstärkern eine Anzahl von Nachteilen, einschließlich hoher Wafer-Kosten und komplizierten IC-Herstellungsprozessen aufgrund des komplizierten Aufbaus (oder Konfiguration) der ICs.
- Im Gegensatz dazu weisen CMOS-Leistungsverstärker, die durch ICs mit den CMOS-Transistoren ausgebildet sind, typischerweise niedrige Herstellungskosten auf, können jedoch aufgrund von Leistungsverlust und/oder den nicht-linearen Kennlinien (oder Charakteristiken) von CMOS-Transistoren Nachteile in ihrer Performanz aufweisen. Des Weiteren können, wenn CMOS-Leistungsverstärker zur Verstärkung eines RF-Signals mit einem breiten Frequenzband verwendet werden, aufgrund der hohen parasitären Eingangskapazität von CMOS-Transistoren, insbesondere im Fall von P-Kanal-Metalloxid-Halbleiter (PMOS, P-channel metal oxide semiconductor)-Transistoren Signalstörungen, auftreten.
-
US 2013 / 0 300 505 A1 -
US 2009 / 0 039 966 A1 -
US 7 928 804 B2 offenbart einen Leistungsverstärker, welcher ein Halbleitersubstrat, eine vorangehende Stufen verstärkende Vorrichtung auf dem Halbleitersubstrat, eine nachfolgende Stufen verstärkende Vorrichtung auf dem Halbleitersubstrat und einen internen Stufen anpassenden Schaltkreis aufweist. Hierbei empfängt die vorangehende Stufen verstärkende Vorrichtung ein Eingangssignal und weist einen ersten Feldeffekt Transistor auf, die nachfolgende Stufen verstärkende Vorrichtung verstärkt ein Ausgabesignal von der vorangehenden Stufen verstärkenden Vorrichtung und weist einen Heteroübergang Bipolar Transistor auf und der interne Stufen anpassende Schaltkreis verbindet die vorangehende Stufen verstärkende Vorrichtung mit der nachfolgenden Stufen verstärkenden Vorrichtung und weist eine Kapazitanz galvanische Aufteilung eines Ausgangsanschlusses von der vorangehenden Stufen verstärkenden Vorrichtung zu einem Eingangsanschluss von der nachfolgenden Stufen verstärkende Vorrichtung auf. -
US 2012 / 0 182 086 A1 - Figurenliste
- Die beispielhaften Ausführungsformen werden offensichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gegeben werden, für die gilt:
-
1A zeigt ein Schaltbild eines hybriden RF-Leistungsverstärkers gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
1B zeigt ein Schaltbild eines hybriden RF-Leistungsverstärkers gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
2A zeigt schematisch einen Teil eines hybriden RF-Leistungsverstärkers gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
2B zeigt schematisch einen Teil eines hybriden RF-Leistungsverstärkers gemäß einer anderen repräsentativen Ausführungsform, -
3 zeigt ein Schaltbild eines hybriden RF-Leistungsverstärkers, der mit verschiedenen Arten von RF-Signalen betreibbar ist, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
4 zeigt ein Schaltbild eines hybriden RF-Leistungsverstärkers gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
5 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau eines hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
6 zeigt eine longitudinale Querschnittsansicht, die eine Struktur des in5 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
7A und7B zeigen Schaubilder, die ein Zusammenwirken zwischen einem IC und einem IC des hybriden RF-Leistungsverstärkers, so wie in6 gezeigt, veranschaulichen, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
8 zeigt ein Längsschnittbild, das eine erste Modifizierung des in den5 und6 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
9 zeigt eine longitudinale Querschnittsansicht, die eine zweite Modifizierung des in den5 und6 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
10 zeigt ein Längsschnittbild, das eine dritte Modifizierung des in6 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
11 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
12 zeigt ein Längsschnittbild, das eine Modifizierung des in11 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
13 zeigt ein Schaubild, das ein Zusammenwirken zwischen einem IC und einem IC des in11 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, -
14 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker zeigt, gemäß einer anderen repräsentativen Ausführungsform, -
15 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker zeigt, gemäß noch einer anderen repräsentativen Ausführungsform, -
16 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker zeigt, gemäß noch einer anderen repräsentativen Ausführungsform, und -
17 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker zeigt, gemäß noch einer anderen repräsentativen Ausführungsform. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Nachfolgend werden repräsentative Ausführungsformen in Einzelheiten mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft und sollen nicht dahingehend ausgelegt werden, den Umfang der Erfindung darauf zu beschränken.
- Im Allgemeinen wird verstanden, dass so wie sie hierin in der Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen verwendet werden, die Ausdrücke „ein“, „eine“ und „der/die/das“ sowohl einzelne als auch mehrere Objektverweise umfassen, außer wenn der Zusammenhang dies offensichtlich anderweitig vorgibt. Somit umfasst beispielsweise „eine Einrichtung“ eine Einrichtung und mehrere Einrichtungen.
- So wie sie in der Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen verwendet werden, und zusätzlich zu ihren normalen Bedeutungen, bedeuten die Ausdrücke „wesentlich“, oder „im Wesentlichen“, das etwas innerhalb akzeptierter Begrenzungen oder eines Ausmaßes ist. Beispielsweise bedeutet „im Wesentlichen gestrichen“, dass ein Fachmann die Streichung als akzeptabel betrachtet.
- Die hierin verwendete Terminologie ist lediglich für Zwecke der Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen, und ist nicht gedacht, beschränkend zu sein. Die definierten Ausdrücke sind zusätzlich zu den technischen, wissenschaftlichen oder gewöhnlichen Bedeutungen der definierten Begriffe, so wie diese allgemein verstanden werden und in dem relevanten Zusammenhang akzeptiert sind.
- Relative Ausdrücke, wie etwa „über“, „unter“, „oben“, „unten“, „oberer“ und „unterer“ können verwendet werden, um die Beziehungen der verschiedenen Elemente zueinander zu beschreiben, so wie das in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist. Diese relativen Ausdrücke sind dazu gedacht, verschiedene Orientierungen der Einrichtung und/oder der Elemente zu umfassen, zusätzlich zu der in den Zeichnungen gezeigten Orientierung. Wenn beispielsweise die Einrichtung im Hinblick auf die Ansicht in den Zeichnungen invertiert wäre, dann würde ein Element, das als „oberhalb“ eines anderen Elements beschrieben worden ist, beispielsweise unterhalb des anderen Elements sein. Auch können andere relative Ausdrücke verwendet werden, um die relative Anordnung von bestimmten Merkmalen entlang eines Pfads, wie einem Signalpfad, anzuzeigen. Beispielsweise kann ein zweites Merkmal so angesehen werden, dass es einem ersten Merkmal entlang eines Signalpfades „folgt“, wenn ein über den Pfad übertragenes Signal das erste Merkmal vor dem zweiten Merkmal erreicht.
- Wie in der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen und zusätzlich zu ihrer gewöhnlichen Bedeutung verwendet, bedeutet der Ausdruck „näherungsweise“, dass etwas innerhalb einer akzeptierten Begrenzung oder Ausmaßes für einen Fachmann ist. Beispielsweise bedeutet „näherungsweise dasselbe“, dass ein Fachmann die Gegenstände, die verglichen werden, als dieselben ansieht.
- Im Allgemeinen beziehen sich die vorliegenden Lehren auf Leistungsverstärker, und genauer gesagt auf einen hybriden Leistungsverstärker, der einen Heteroübergang-Bipolartransistor (HBT, heterojunction bipolar transistor) umfasst. In repräsentativen Ausführungsformen ist der hybride Leistungsverstärker ein Radiofrequenz (RF)-Leistungsverstärker.
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1A zeigt ein Schaltbild eines hybridartigen Heteroübergang-Bipolartransistor (HBT, heterojunction bipolar transistor) Radiofrequenz (RF)-Leistungsverstärkers gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. - Der in
1A gezeigte, hybride RF-Leistungsverstärker10 (der nachfolgend als ein Leistungsverstärker bezeichnet wird), umfasst einen integrierten Schaltkreis (IC) A (manchmal nachfolgend als eine erste Einrichtung bezeichnet). Der IC A umfasst komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS, complementary metal-oxide semiconductor)-Einrichtungen. Der hybride RF-Leistungsverstärker10 umfasst auch einen IC B (nachfolgend manchmal auch als eine zweite Einrichtung bezeichnet), der mit dem IC A über ein Verbindungsmedium50 , wie etwa eine Kupfersäule oder Drahtbond(en) elektrisch verbunden ist. Insbesondere können bestimmte Aspekte von Kupfersäulen, oder allgemeiner, elektrisch und thermisch leitfähige Säulen, von repräsentativen Ausführungsformen in einem der folgenden, gemeinsam besessenen US Patentanmeldungsoffenlegungsschriften gefunden werden:US 2012 / 0 025 269 A1 US 2012 / 0 025 370 A1 US 2012 / 0 049 345 A1 - So wie das unten vollständiger beschrieben werden wird, umfasst der IC B einen HBT und dazugehörige Schaltkreise und Komponenten für den Betrieb des HBT(s) in einem gewünschten Betriebsmodus. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der IC B über dem IC A gestapelt sein oder angeordnet sein und kann mit dem IC A über das Verbindungsmedium
50 , das Kupfersäulen oder Drahtbonden sein kann, elektrisch verbunden sein. In einer weiteren repräsentativen Ausführungsform kann der IC B neben dem IC A angeordnet sein und kann mit dem IC A über Drahtbonden elektrisch verbunden sein. Das Verbindungsmedium50 stellt nicht nur die elektrische Verbindung zwischen dem IC B und dem IC A bereit, sondern leitet auch Wärme dahindurch ab. In alternativer Weise kann die elektrische Verbindung zwischen dem IC A und dem IC B durch eine Streckenführung (routing) einer gedruckten Leiterplatine (PCB, printed circuit board) hergestellt sein, so dass Verbindungspunkte des IC A und des IC B, die zur elektrischen Verbindung zwischen diesen benötigt werden, miteinander verbunden sind. - Der IC A kann folgendes aufweisen: ein Substrat
100 , einen Eingangsanschluss102 (RF-Eingangsanschluss), der auf dem Substrat100 zum Empfangen eines RF-Signals ausgebildet ist, eine Vortreiberstufe110 zum Verstärken des über den Eingangsanschluss102 empfangenen RF-Signals, ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk120 (erstes Anpassungsnetzwerk), das mit einem Ausgang der Vortreiberstufe110 verbunden ist, einen Ausgangsanschluss104 (RF-Ausgangsanschluss), ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk130 (zweites Anpassungsnetzwerk), das ein mit dem Ausgangsanschluss104 verbundenes Ende aufweist, und einen Steuerungsschaltkreis140 zum Steuern des gesamten Betriebs des hybriden RF-Leistungsverstärkers10 . Der Steuerungsschaltkreis140 kann ein Prozessor oder ein maßgeschneiderter Schaltkreis sein. Der Steuerungsschaltkreis140 kann auf Befehlssignale reagieren, die von einer Quelle (nicht gezeigt), die intern oder extern zu dem hybriden RF-Leistungsverstärker10 ist, bereitgestellt werden. Die Vortreiberstufe110 kann CMOS-Transistoren115 umfassen und das Substrat100 kann ein Halbleiter-Wafer sein, der für CMOS-Verarbeitung geeignet ist und der darüber ausgebildete CMOS-Einrichtungen aufweist. Als eine Alternative kann ein IC A verwendet werden, der ein Silizium-auf-Isolator (SOI, silicon-on-insulator)-Substrat, das die Vortreiberstufe110 mit den CMOS-Transistoren115 aufweist. - In einer repräsentativen Ausführungsform umfasst das Substrat
100 Silizium oder ein ähnliches Halbleitermaterial (z.B. Silizium-Germanium (Si-Ge)). So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann das Substrat100 Bereiche umfassen, die dotiert sind, um Komponenten von verschiedenen Einrichtungen auszubilden. Als solches hat das Substrat100 einen höheren Grad von elektrischer Leitfähigkeit als ein nicht-dotiertes Halbleiter-(z.B. Silizium)-Substrat. Des Weiteren stellt Silizium einen vergleichsweise verbesserten Grad von thermischer Leitfähigkeit bereit. Als solches kann das Substrat100 ein Material umfassen, das in zweckdienlicher Weise eine geeignete elektrische und thermische Leitfähigkeit bereitstellt, um gewünschte Ergebnisse einer verbesserten elektrischen Leistungsfähigkeit (Performanz) und Wärmeableitung zu erfüllen. Der IC B kann ein Substrat200 und einen differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 , der ein Paar von über dem Substrat200 ausgebildeten HBTs215 umfasst, aufweisen. Das Substrat200 kann ein Halbleiter-Wafer sein, der für eine Verarbeitung geeignet ist, um darüber HBTs auszubilden. In einer repräsentativen Ausführungsform kann das Substrat200 eines aus einer Anzahl von Halbleitermaterialien aus der Gruppe III-V umfassen, wie beispielsweise etwa Galliumarsenid (GaAs). Der differentielle HBT-Verstärkerschaltkreis210 kann als eine Verstärkungseinheit der Hauptstufe des hybriden RF-Leistungsverstärkers10 dienen, die die HBT-Einrichtungen und CMOS-Einrichtungen umfasst, und kann einen Aufbau eines Differenzverstärkers aufweisen. - Das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk
120 ist zwischen dem Ausgang der Vortreiberstufe110 und dem Eingang des differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreises210 bereitgestellt und kann die Übertragung des RF-Signals und die Impedanzanpassung zwischen der Vortreiberstufe110 und dem differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 ausführen. Entsprechende Verbindungsmedien50 sind bereitgestellt, um das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk120 mit den Basen (oder Fundamenten) der HBTs215 zu verbinden. Das Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk130 hat ein Ende, das mit dem Ausgangsanschluss104 verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit dem Ausgang des differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreises210 verbunden ist, und kann die Übertragung des RF-Signals und die Impedanzanpassung zwischen dem differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 und dem Ausgangsanschluss104 ausführen. Entsprechende Verbindungsmedien50 sind bereitgestellt, um die Kollektoren der HBTs215 mit dem Ausgangs-Anpassungsnetzwerk130 zu verbinden. So wie dies des Weiteren gezeigt wird, sind die Emitter der HBTs215 mittels Verbindungsmedien50 mit Masse verbunden. - In einer repräsentativen Ausführungsform kann der IC B ein einzelner, monolithischer, integrierter Mikrowellenschaltkreis (MMIC, monolithic microwave integrated circuit) sein.
- Eine RF-Signalverarbeitung des hybriden RF-Leistungsverstärkers
10 , der so konfiguriert ist, wie das oben beschrieben ist, wird nun erläutert. Wenn das RF-Signal über den Eingangsanschluss102 des IC A empfangen wird, wird das RF-Signal von der Vortreiberstufe110 , die die CMOS-Transistoren115 umfasst, in Antwort auf ein Steuersignal, das von dem Steuerungsschaltkreis140 bereitgestellt wird, insoweit verstärkt, dass das RF-Signal von der Hauptstufe bearbeitet werden kann. Das von der Vortreiberstufe110 ausgegebene RF-Signal wird über das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk120 dem differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 des IC B eingegeben, der die Hauptstufe des hybriden RF-Leistungsverstärkers10 ist, und wird von dem differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 in Antwort auf ein Steuerungssignal, das durch den Steuerungsschaltkreis140 bereitgestellt wird, verstärkt. Das von dem differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 verstärkte RF-Signal wird über das Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk130 zu dem Ausgangsanschluss104 ausgegeben. - Insbesondere wird die Verstärkung in der Hauptstufe des hybriden RF-Leistungsverstärkers
10 von dem differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 , der den Aufbau eines aus einem Paar von HBTs215 bestehenden Differenzverstärkers aufweist, ausgeführt. Dadurch kann aufgrund der relativ kleinen parasitären Kapazität der HBT-Einrichtung eine breite Bandbreite erreicht werden, und kann aufgrund der hohen Durchbruchsspannung der HBT eine hohe Zuverlässigkeit sichergestellt werden. - Des Weiteren, weil das Substrat
100 ein Halbleiter-Wafer, der für CMOS-Verarbeitung und die Herstellung von CMOS-Einrichtungen darüber geeignet ist, oder ein SOI-Substrat, das in ähnlicher Weise geeignet ist, sein kann, kann ein viel größerer Teil des hybriden RF-Leistungsverstärkers10 auf dem IC A anstatt auf dem IC B aufgebaut werden, und folglich kann der hybride RF-Leistungsverstärker10 mit niedrigeren Kosten als bekannte HBT-Leistungsverstärker hergestellt werden. Das heißt, eine große Anzahl von Komponenten einschließlich der Vortreiberstufe110 , des Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerks120 , des Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerks130 , des Steuerungsschaltkreises140 und dergleichen, werden auf dem Substrat100 ausgebildet, so dass der hybride RF-Leistungsverstärker10 einfacher als bekannte differentielle HBT-Leistungsverstärker-Strukturen entworfen sein kann. - In bestimmten repräsentativen Ausführungsformen umfassen die im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen beschriebenen hybriden RF-Leistungsverstärker differentielle Konfigurationen. Es wird angemerkt, dass dies lediglich veranschaulichend ist. Allgemeiner könnten die Schaltkreisstufen der verschiedenen repräsentativen Ausführungsformen unsymmetrisch (single-ended) oder differentiell (differential) sein, mit geeigneten Transformatoren, die dazu ausgebildet sind, eine Umwandlung von unsymmetrischen Signalen in differentielle Signale und umgekehrt bereitzustellen.
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1B zeigt ein Schaltkreisdiagramm eines hybridartigen Heteroübergang-Bipolartransistor (HBT) Radiofrequenz (RF)-Leistungsverstärkers10 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. So wie das gewertschätzt werden kann, ist der RF-Leistungsverstärker eine unsymmetrische (single-ended) Konfiguration. Der in1B gezeigte hybride RF-Leistungsverstärker10 umfasst einen integrierten Schaltkreis (IC) A (der nachfolgend manchmal als eine erste Einrichtung bezeichnet wird). Der IC A umfasst komplementäre Metalloxid-Halbleiter-(CMOS)-Einrichtungen. Der hybride RF-Leistungsverstärker10 umfasst auch einen IC B (der nachfolgend manchmal als eine zweite Einrichtung bezeichnet wird), der mit dem IC A über ein Verbindungsmedium50 , wie etwa eine Kupfersäule oder Drahtbond(en), elektrisch verbunden ist. So wie das unten vollständiger beschrieben wird, umfasst der IC B einen HBT und zugehörige Schaltkreise und Komponenten für den Betrieb des HBT(s) in einem gewünschten Betriebsmodus. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der IC B gestapelt sein auf oder angeordnet sein über dem IC A, und kann mit dem IC A durch das Verbindungsmedium50 , das Kupfersäulen oder Drahtbonden sein können, elektrisch verbunden sein. In einer weiteren repräsentativen Ausführungsform kann der IC B neben dem IC A angeordnet sein und kann über Drahtverbindungen mit dem IC A elektrisch verbunden sein. In vorteilhafter Weise und so wie das oben erläutert worden ist, stellt das Verbindungsmedium50 nicht nur eine elektrische Verbindung zwischen dem IC B und dem IC A bereit, sondern leitet auch Wärme da hindurch ab. In alternativer Weise kann die elektrische Verbindung zwischen dem IC A und dem IC B durch eine Streckenführung einer gedruckten Leiterplatine (PCB) ausgeführt sein, so dass Verbindungspunkte des IC A und des IC B, die für die elektrische Verbindung zwischen diesen benötigt werden, miteinander verbunden sind. - Der IC A kann folgendes umfassen: ein Substrat
100 , einen Eingangsanschluss102 (RF-Eingangsanschluss), der auf dem Substrat100 zum Empfangen eines RF-Signals ausgebildet ist, ein Impedanzanpassungsnetzwerk111 (erstes Anpassungsnetzwerk), das mit einer Vortreiberstufe110 verbunden ist, die das über den Eingangsanschluss102 empfangene RF-Signal verstärkt, ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk120 (zweites Anpassungsnetzwerk), das mit einem Ausgang der Vortreiberstufe110 verbunden ist, einen Ausgangsanschluss104 (RF-Ausgangsanschluss), ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk130 (drittes Anpassungsnetzwerk), das ein mit dem Ausgangsanschluss104 verbundenes Ende aufweist, und einen Steuerungsschaltkreis140 zum Steuern des gesamten Betriebs des hybriden RF-Leistungsverstärkers10 . Insbesondere sind die in dem Impedanzanpassungsnetzwerk110 , dem Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk120 und dem Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk130 gezeigten Schaltkreise lediglich veranschaulichend und es können andere Schaltkreise vorgesehen werden, die zur Verwendung als diese Anpassungsnetzwerke geeignet sind und die innerhalb des Überblicks von einem Fachmann sind, der den Vorteil der vorliegenden Offenbarung hat. - Der Steuerungsschaltkreis
140 kann ein Prozessor oder ein maßgeschneiderter Schaltkreis sein. Der Steuerungsschaltkreis140 kann auf Befehlssignale reagieren, die von einer Quelle (nicht gezeigt), die intern oder extern zu dem hybriden RF-Leistungsverstärker10 ist, bereitgestellt wird. Die Vortreiberstufe110 kann CMOS-Transistoren115 umfassen, und das Substrat100 kann ein Halbleiter-Wafer sein, der für eine CMOS-Verarbeitung geeignet ist und der darüber ausgebildete CMOS-Einrichtungen aufweist. Als eine Alternative umfasst der IC A ein Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat, das die Vortreiberstufe110 mit CMOS-Transistoren115 umfasst. - Des Weiteren könnten die Schaltkreisstufen der verschiedenen repräsentativen Ausführungsformen unsymmetrisch (single-ended) oder differentiell (differential) sein, mit geeigneten Transformatoren, die dazu ausgebildet sind, eine Umwandlung von unsymmetrischen Signalen in differentielle Signale und umgekehrt bereitzustellen.
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2A zeigt schematisch einen Teil eines hybriden HBT RF-Leistungsverstärkers gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie diejenigen, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A und1B beschrieben sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit der2A beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Der IC A des in
2A gezeigten hybriden RF-Leistungsverstärkers10 umfasst ferner einen darüber angeordneten Detektorschaltkreis150 . Der Detektorschaltkreis150 ist dazu ausgebildet, den differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 davor zu schützen, aufgrund eines Betriebs in extremen Situationen eine signifikante Beschädigung (z.B. durch ESD, electrostatic discharge) oder Versagen (Durchbruch, breakdown) zu erleiden. Der Detektorschaltkreis150 detektiert eine Ausgabe des differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreises210 und koppelt einen Strom-Spannungs-Zustand des differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreises210 zu dem Steuerungsschaltkreis140 zurück. Dann steuert der Steuerungsschaltkreis140 , auf der Grundlage der Rückkopplung aus dem Detektorschaltkreis150 , den Vorspannungsschaltkreis260 in geeigneter Weise, so dass der differentielle HBT-Verstärkerschaltkreis210 in einem sicheren Betriebsbereich (SOA, safe operation area) betrieben werden kann. Der Detektorschaltkreis150 kann einen ESD-Schutzschaltkreis zum Schützen der Hauptstufe gegen ESD umfassen. Der Detektorschaltkreis150 kann auf dem Substrat100 ausgebildet sein, und kann Widerstände, Dioden, RC-Filter oder andere gemeinsame Schaltkreisblöcke, die zur Spannungs- oder Stromdetektion verwendet werden, und Signalbegrenzungsschaltkreise umfassen. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann der Detektorschaltkreis150 in anderen repräsentativen Ausführungsformen über dem Substrat200 des IC B ausgebildet sein, oder kann sowohl über dem Substrat100 als auch über dem Substrat200 ausgebildet sein. - Der IC B des in
2A gezeigten hybriden RF-Leistungsverstärkers10 kann ferner einen Vorspannungsschaltkreis260 umfassen, der dazu ausgebildet ist, den differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 des IC B unter eine Vorspannung zu setzen. Der Vorspannungsschaltkreis260 kann über dem Substrat200 ausgebildet sein und kann eine Spannungsquelle (nicht gezeigt) umfassen, die von einer Spannungsdifferenz, wie etwa einer Bandlückenreferenz, abgeleitet ist und die von einem Emitterfolgerschaltkreis gepuffert wird, oder die von einem Strom, der mit einem Stromspiegel aus einer Stromreferenz erzeugt wird, abgeleitet ist. Der Betrieb des Vorspannungsschaltkreises260 wird von dem Steuerungsschaltkreis140 des IC A gesteuert. Die Emitter der HBTs215 des differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreises210 können über Verbindungsmedien500 , die Drahtbonden oder Kupfersäulen umfassen können, mit Masse verbunden sein. Insbesondere können die Emitter der HBTs215 über das Verbindungsmedium50 mit der Masse des IC A elektrisch verbunden sein. Das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk120 kann Batzen (lump) von Widerständen, Induktivitäten und Kondensatoren umfassen und ist so gezeigt, dass er über Kondensatoren204 mit den Basen (oder Fundamenten) der HBTs215 verbunden ist. -
2B zeigt schematisch einen Teil eines HBT-artigen RF-Leistungsverstärkers gemäß einer anderen repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Teilen, wie die, die in Bezug auf die1A und1B beschrieben worden sind, können aus dem Nachfolgenden ausgelassen werden. - Ein IC A des in
2B gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers10 kann einen Detektorschaltkreis150 , um den differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis210 aufgrund eines Betriebs in extremen Situationen vor dem Erleiden einer wesentlichen Beschädigung (z.B. über ESD (elektrostatische Entladung) oder über ein Versagen (Durchbruch, break down)) zu schützen, durch Detektieren einer Ausgangsspannung des differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreises210 und Rückkoppeln der detektierten Ausgangsspannung an den Steuerungsschaltkreis140 . Der Detektorschaltkreis150 kann auf dem Substrat100 ausgebildet sein. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann der Detektorschaltkreis150 in anderen repräsentativen Ausführungsformen über dem Substrat200 ausgebildet sein, oder er kann sowohl über dem Substrat100 als auch über dem Substrat200 ausgebildet sein. - In dieser repräsentativen Ausführungsform kann das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk
120 einen Transformator umfassen, der eine primäre Spule und eine sekundäre Spule aufweist. Beide Enden der primären Spule des Transformators können mit den Ausgangsanschlüssen der Vortreiberstufe110 verbunden sein, und beide Enden der sekundären Spule können über das Verbindungsmedium50 mit den Basen des HBTs215 verbunden sein. - Der IC A des in
2 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers10 kann ferner einen Vorspannungsschaltkreis160 umfassen, der über dem Substrat100 ausgebildet ist, um die HBTs215 unter Vorspannung zu setzen. Der Betrieb des Vorspannungsschaltkreises160 wird von dem auf dem Substrat100 ausgebildeten Steuerungsschaltkreis140 gesteuert. Der Vorspannungsschaltkreis160 kann betriebsfähig dazu sein, die HBTs215 zu treiben, indem ein Vorspannungssignal über das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk120 , d.h. das wesentliche Zentrum der sekundären Spule des in2B gezeigten Transformators, übertragen wird. Mit einem derartigen Aufbau zum Übertragen des Vorspannungssignals zu den HBTs215 über die sekundäre Spule des Transformators, der als ein Teil des Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerks120 enthalten ist, können die HBTs215 ohne die in2A gezeigten Widerstände202 oder Kondensatoren204 betrieben werden, was im Hinblick auf das Verringern der Größe und der Kosten effektiv ist. In einer repräsentativen Ausführungsform, die ein erforderliches Vorschaltgerät (ballasting) umfasst, können zwischen dem Ausgang des Vorspannungsschaltkreises160 und dem sekundären zentralen Abgriff des Transformators in dem Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk120 Widerstände202 in Serie hinzugefügt werden, oder können Widerstände in Serie mit den Basen oder Emittern der HBT215 angeordnet werden. Die Emitteranschlüsse der HBTs215 des differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreises210 können über das Verbindungsmedium50 , das Drahtbonden oder Kupfersäulen sein kann, geerdet sein. Insbesondere können die Emitter mit der Masse des IC A elektrisch verbunden sein. -
3 zeigt ein Schaltkreisdiagramm eines HBT-artigen RF-Leistungsverstärkers, der mit verschiedenen Arten von RF-Signalen betreibbar ist, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten, wie die, die im Zusammenhang mit der repräsentativen Ausführungsformen der1A bis2B beschrieben worden sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit der3 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Der in
3 gezeigte, hybride RF-Leistungsverstärker10' kann einen einzelnen IC A' und einen einzelnen IC B' umfassen. Ähnlich wie in den oben beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen umfasst ein IC A' CMOS-Einrichtungen, und umfasst ein IC B' einen HBT und zugehörige Schaltkreise und Komponenten zum Betrieb des HBT(s) in einem gewünschten Betriebsmodus. - Der IC A' kann mit dem IC B' über das Verbindungsmedium
50 , das Drahtbonden oder Kupfersäulen umfassen kann, elektrisch verbunden sein. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der IC B gestapelt werden über, oder anderweitig angeordnet werden über, den IC A' und kann mit dem IC A'über das Verbindungsmedium50 elektrisch verbunden werden. In einer weiteren repräsentativen Ausführungsform kann der IC B' benachbart zu dem IC A' angeordnet werden und kann mit dem IC A' beispielsweise über Drahtverbindungen elektrisch verbunden werden. Das Verbindungsmedium50 kann nicht nur verwendet werden, um eine Wärmeableitung von den Substraten300 ,400 (unten beschrieben) zu bewirken, sondern auch um elektrische Verbindungen zwischen dem IC B' und dem IC A' bereitzustellen. Alternativ können der IC A' und der IC B' über eine Streckenführung (routing) einer gedruckten Leiterplatine (PCB, printed circuit board) verbunden werden, so dass Verbindungspunkte des IC A' und des IC B', die zum elektrischen Verbinden zwischen diesen benötigt werden, miteinander verbunden sind. - Der IC A' kann folgendes umfassen: ein Substrat
300 , das ein einzelner Wafer sein kann, eine Anzahl n von Eingangsanschlüssen302 zum Empfangen von entsprechenden RF-Signalen, eine Anzahl n von Vortreiberstufen310 , die über dem Substrat300 ausgebildet sind, zum Empfangen, Verstärken und Steuern, respektive, der RF-Signale, die über die Eingangsanschlüsse empfangen werden, eine Anzahl n von Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerken320 , die mit den Ausgängen der Vortreiberstufen310 , respektive, verbunden sind, eine Anzahl n von Ausgangsanschlüssen304 , eine Anzahl n von Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerken330 , die mit der Anzahl n von Ausgangsanschlüssen304 , respektive, verbunden sind, und einen Steuerungsschaltkreis340 zum Steuern des gesamten Betriebs des hybriden RF-Leistungsverstärkers10' . Der Steuerungsschaltkreis340 kann ein Prozessor oder ein maßgeschneiderter Schaltkreis sein. Der Steuerungsschaltkreis340 kann auf Befehle reagieren, die von einer Quelle (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, die innerhalb oder außerhalb des hybriden RF-Leistungsverstärkers10' ist. Jede der Vortreiberstufen310 kann CMOS-Transistoren umfassen, und das Substrat300 kann ein Halbleiter-Wafer sein, der für CMOS-Verarbeitung geeignet ist und der darüber ausgebildeten CMOS-Einrichtungen aufweist. Als eine Alternative umfasst der IC A' ein Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat, das die Vortreiberstufen310 und die CMOS-Transistoren115 aufweist. - Der IC B' ist in oder über einem Substrat
400 angeordnet. Der IC B' umfasst auch eine Anzahl n von differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreisen410 , die über dem Substrat400 ausgebildet sind. Das Substrat400 kann ein Halbleiter-Wafer sein, der für eine Verarbeitung geeignet ist, um darüber HBTs auszubilden. In einer repräsentativen Ausführungsform kann das Substrat400 eines von einer Anzahl von Halbleitermaterialien aus der Gruppe III-V umfassen, wie beispielsweise etwa Galliumarsenid (GaAs). Der differentielle HBT-Verstärkerschaltkreis410 kann als eine Verstärkungseinheit der Hauptstufe des hybriden RF-Leistungsverstärkers10' dienen und kann eine Struktur eines differentiellen Verstärkers (Differenzverstärkers) aufweisen. Die Eingangsanschlüsse der Anzahl n von differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreisen410 können mit der Anzahl n von Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerken320 , respektive, über das Verbindungsmedium50 , das Drahtbonden oder Kupfersäulen sein kann, elektrisch verbunden sein. Die Ausgangsanschlüsse der Anzahl n von differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreisen410 können mit der Anzahl n von Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerken330 , respektive, über das Verbindungsmedium50 elektrisch verbunden sein. Alternativ umfasst der hybride RF-Leistungsverstärker10' eine Anzahl n von CMOS-Transistoren und eine Anzahl n von HBTs auf einer gedruckten Leiterplatine (PCB) (nicht gezeigt), die die elektrischen Verbindungen zwischen den verschiedenen Komponenten bereitstellt. Als solche sind, über die PCB, die Eingangsanschlüsse der Anzahl n der differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreise410 mit der Anzahl n der Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerke320 elektrisch verbunden, und die Ausgangsanschlüsse der Anzahl n der differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreise410 sind mit der Anzahl n der Ausgänge der Impedanzanpassungsnetzwerke330 verbunden. Infolgedessen kann der hybride RF-Leistungsverstärker10' eine Anzahl n von elektrisch verbundenen RF-Signalpfaden aufweisen, von denen jeder eine einzelne Vortreiberstufe310 , ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk320 , einen differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreis410 und ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk330 aufweist. Jeder der differentiellen HBT-Verstärkerschaltkreise410 kann ein Paar von HBTs415 umfassen und kann als eine Verstärkungseinheit der Hauptstufe des hybriden RF-Leistungsverstärkers10' dienen. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der IC B' ein monolithischer, integrierter Mikrowellenschaltkreis (MMIC, monolithic microwave integrated circuit) sein. - In dem hybriden RF-Leistungsverstärker
10' , der so aufgebaut ist, wie das oben mit Bezug auf3 beschrieben ist, kann, wenn dem IC A'ein RF-Signal eingegeben wird, ein einzelner RF-Signalpfad gemäß einer Art des eingegebenen RF-Signals ausgewählt werden, und es werden lediglich die Vortreiberstufe310 und der differentielle HBT-Verstärkerschaltkreis410 in dem ausgewählten Pfad in Reaktion auf den Steuerungsschaltkreis340 getrieben. Mit dem obigen Aufbau können von einzelnen hybriden RF-Leistungsverstärkern10' , die verschiedene Frequenzbandbreiten aufweisen, wie etwa UMTS (universal mobile telecommunications system) Band1 , UMTS-Band5 , GSM HB (global system for mobile communications high band) und GSM LB (global system for mobile communications low band), verschiedenartige RF-Signale verarbeitet werden. - In einer repräsentativen Ausführungsform können die in
3 gezeigten Eingangsanschlüsse302 oder Ausgangsanschlüsse304 als ein einzelner gemeinsamer Anschluss oder als mehrere Anschlüsse implementiert werden, indem ein RF-Schalter (nicht gezeigt) an der Eingangsseite der Vortreiberstufe310 oder an der Ausgangsseite des Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerks330 des hybriden RF-Leistungsverstärkers10' bereitgestellt wird. Des Weiteren kann die Anzahl n von Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerken330 des hybriden RF-Leistungsverstärkers10' verwendet werden, während diese mit einer Antenne oder einem Antennenschaltmodul über eine Anzahl n von Duplexern oder Filtern, die an den Ausgangsseiten der Anzahl n der Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerke330 bereitgestellt sind, verbunden sind. -
4 zeigt ein Schaltkreisdiagramm eines hybriden RF-Leistungsverstärkers70 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten, wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis3 beschrieben worden sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit4 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Der in
4 gezeigte, hybride RF-Leistungsverstärker70 umfasst einen IC700 (untenstehend manchmal als eine erste Einrichtung bezeichnet). Der IC700 kann aus einem Halbleiter-Wafer (in4 nicht gezeigt) hergestellt werden, der für CMOS-Verarbeitung geeignet ist und darüber ausgebildete CMOS-Einrichtungen aufweist. Als solcher umfasst der IC700 komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS)-Einrichtungen. Als eine Alternative kann der IC700 über einem Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat (in4 nicht gezeigt) hergestellt werden. Die Verwendung eines SOI-Substrats kann zu einer weiteren Verbesserung der Leistungsfähigkeit des RF-Leistungsverstärkers über die Verwendung eines anderen Substrats (z.B. ein Siliziumsubstrat, das in den CMOS-Anwendungen typischerweise verwendet wird) führen. - Der hybride RF-Leistungsverstärker
70 umfasst auch einen IC800 (untenstehend manchmal als eine zweite Einrichtung bezeichnet), die mit dem IC70 über ein Verbindungsmedium50 , wie etwa eine Kupfersäule oder Drahtbonden, elektrisch verbunden ist. So wie das untenstehend ausführlicher beschrieben werden wird, umfasst der IC800 einen HBT und zugehörige Schaltkreise für den Betrieb des HBT(s) in einem gewünschten Betriebsmodus. Der IC800 kann aus oder über einem Halbleiter-Wafer (in4 nicht gezeigt), der zum Verarbeiten zum Ausbilden von HBTs darüber geeignet ist, ausgebildet werden. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der Halbleiter-Wafer ein Halbleitermaterial aus einer Anzahl von Halbleitermaterialien der Gruppe III-V umfassen, wie beispielsweise etwa Galliumarsenid (GaAs). Der differentielle HBT-Verstärkerschaltkreis410 kann als eine Verstärkungseinheit der Hauptstufe des hybriden RF-Leistungsverstärkers10' dienen und kann einen Aufbau eines differentiellen Verstärkers (Differenzverstärkers) aufweisen. - In einer repräsentativen Ausführungsform kann der IC
800 gestapelt werden auf, oder angeordnet werden über, dem IC700 , der über einem Substrat900 angeordnet ist. Der IC800 kann mit dem IC700 über das Verbindungsmedium50 , das Kupfersäulen oder Drahtbonden sein kann, elektrisch verbunden sein. In einer weiteren repräsentativen Ausführungsform kann der IC800 benachbart zu dem IC700 und über dem Substrat900 angeordnet sein. In einer solchen Konfiguration kann der IC800 mit dem IC700 über Drahtverbindungen elektrisch verbunden sein. In einer repräsentativen Ausführungsform kann das Substrat900 eines aus einer Anzahl von gedruckten Leiterplatinen, einschließlich verschiedener Arten von Mehrschicht-Leiterplatinen, oder ein Leiterrahmen sein. - So wie das oben angemerkt wurde, stellt das Verbindungsmedium
50 nicht nur eine elektrische Verbindung zwischen dem IC700 und dem IC800 bereit, sondern kann dahindurch auch Wärme ableiten. Alternativ können der IC700 und der IC800 zusätzlich über eine Streckenführung (routing) einer gedruckte Leiterplatine (PCB) verbunden sein, so dass Verbindungspunkte des IC700 und des IC800 , die für die elektrische Verbindung dazwischen benötigt werden, miteinander verbunden sind. - Der IC
800 kann einen HBT-Verstärkerschaltkreis810 und einen Vorspannungsschaltkreis820 umfassen, die beide auf dem Halbleiter-Wafer, der zur Verarbeitung zum Ausbilden von HBTs darüber geeignet ist, ausgebildet sind. In anderen repräsentativen Ausführungsformen kann der IC800 ein MMIC sein. - Der IC
700 und der IC800 können über ein oder mehrere Verbindungsmedien50 , wie etwa Kupfersäulen und/oder Verbindungsdrähte, elektrisch verbunden sein. Der IC700 und das Substrat900 können auch über ein oder mehrere Verbindungsmedien50 , wie etwa Kupfersäulen und/oder Verbindungsdrähte, elektrisch miteinander verbunden sein. Zusätzlich zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung kann das Verbindungsmedium50 auch Wärme ableiten. Ein detaillierter Aufbau dieser Verbindungen wird nachfolgend beschrieben. - Der CMOS-Verstärkerschaltkreis
710 kann einen CMOS-Transistor umfassen und kann als eine Vortreiberstufe zum Verstärken eines RF-Eingangssignals, das über die RF-Eingangsanschlüsse709 IN empfangen wird, betrieben werden. Eine Ausgabe (oder Ausgang) des CMOS-Verstärkerschaltkreises710 wird zu dem Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 übertragen. Das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 ist zwischen dem CMOS-Verstärkerschaltkreis710 und dem HBT-Verstärkerschaltkreis810 angeordnet und führt eine Impedanzanpassung zwischen diesen aus. - Der HBT-Verstärkerschaltkreis
810 umfasst einen HBT-Transistor und kann als eine Hauptstufe zum Verstärken eines Signals, das aus dem Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 empfangen wird, betrieben werden. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der HBT-Verstärkerschaltkreis810 ein ein Paar von HBTs811 und812 aufweisender, differentieller Verstärkerschaltkreis mit gemeinsamen Emittern sein. Kondensatoren804 und806 können mit entsprechenden Basen des Paars der HBTs811 und812 elektrisch verbunden sein. In anderen repräsentativen Ausführungsformen kann der HBT-Verstärkerschaltkreis810 ein differentieller Verstärkerschaltkreis sein, der eine Mehrzahl von Paaren von HBTs umfasst. Eine Ausgangsstufe des HBT-Verstärkerschaltkreises810 (d.h. die Kollektoren der HBTs) ist mit dem Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 elektrisch verbunden. - Das Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk
730 führt eine Impedanzanpassung zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis810 und dem RF-Ausgangsanschluss712 OUT aus. Das Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 kann einen Transformator umfassen, der eine primäre Spule (oder Wicklungen)731 , die mit den Kollektoren der HBTs811 und812 des HBT-Verstärkerschaltkreises810 verbunden sind, und eine sekundäre Spule732 , die mit dem RF-Ausgangsanschluss712 OUT verbunden ist, umfasst, und der die Impedanzanpassung ausführt. Die Gleichstrom-Leistungsversorgung des HBT-Verstärkerschaltkreises810 wird über einen Mittenabgriff in der primären Spule713 zugeführt. Das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 kann in einer ähnlichen Weise konfiguriert (oder ausgebildet) sein. In repräsentativen Ausführungsformen kann der RF-Ausgangsanschluss712 OUT mit einem SOI-IC, einer integrierten passiven Einrichtung (IPD, integrated passive device) oder dem Substrat900 elektrisch verbunden sein. - Der Vorspannungsschaltkreis
820 kann mit den Basen der HBTs811 und812 des HBT-Verstärkerschaltkreises810 verbunden sein. Der Vorspannungsschaltkreis820 setzt den HBT-Verstärkerschaltkreis810 in Antwort auf ein Steuerungssignal aus dem Steuerungsschaltkreis740 unter eine Vorspannung. In repräsentativen Ausführungsformen kann der Vorspannungsschaltkreis820 auf dem IC700 anstatt auf dem IC800 ausgebildet sein. Der Steuerungsschaltkreis740 ist mit dem Vorspannungsschaltkreis820 elektrisch verbunden und steuert den HBT-Verstärkerschaltkreis810 , indem er den Vorspannungsschaltkreis820 steuert. - Um zu verhindern, dass der HBT-Verstärkerschaltkreis
810 eine signifikante Beschädigung (z.B. über ESD (elektrostatische Entladung) oder Versagen (Durchbruch, break down)) aufgrund eines Betriebs in extremen Situationen erleidet, detektiert der Detektorschaltkreis750 eine Ausgabe (oder Ausgang) des HBT-Verstärkerschaltkreises810 und koppelt einen Strom-Spannungs-Zustand des HBT-Verstärkerschaltkreises810 an den Steuerungsschaltkreis740 zurück. Dann steuert der Steuerungsschaltkreis740 auf der Grundlage der Rückkopplung aus dem Detektorschaltkreis750 den Vorspannungsschaltkreis820 in geeigneter Weise, so dass der HBT-Verstärkerschaltkreis810 in einem sicheren Betriebsbereich (SOA, safe operation area) betrieben werden kann. Der Detektorschaltkreis750 kann einen ESD-Schutzschaltkreis umfassen, wie etwa ESD-Dioden-Reihen (strings), um die Hauptstufe gegen ESD und ebenso gegenüber Versagen (oder Durchbruch) zu schützen. Obwohl der Detektorschaltkreis750 in4 so gezeigt ist, dass er auf dem IC700 ausgebildet ist, kann der Detektorschaltkreis750 in anderen repräsentativen Ausführungsformen auf dem IC800 oder sowohl auf dem IC700 als auch auf dem IC800 ausgebildet sein. - In dieser repräsentativen Ausführungsform kann das Substrat
900 ein Laminat-Substrat sein. In anderen repräsentativen Ausführungsformen kann der IC700 mit einer Platine anstatt mit dem Substrat900 direkt verbunden sein. - Wie oben beschrieben und gemäß einer repräsentativen Ausführungsform wird der Betrieb der Hauptstufe (d.h. der HBT-Verstärkerschaltkreis
810 ) des in4 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers70 in dem IC800 ausgeführt, und die Betriebe (oder Betriebsarten) der meisten anderen Komponenten außer der Hauptstufe werden in dem IC700 ausgeführt. Weil die RF-Performanz eines Verstärkers hauptsächlich von der Hauptstufe abhängt, kann der hybride RF-Leistungsverstärker70 , der den in dem IC800 enthaltenen HBT-Verstärkerschaltkreis810 als die Hauptstufe umfasst, RF-Performanzen aufweisen, die zu derjenigen eines HBT-Leistungsverstärkers vergleichbar sind. Des Weiteren kann der hybride RF-Leistungsverstärker70 auch eine hohe Linearität, eine niedrige parasitäre Eingangskapazität, eine große Bandbreite und eine hohe Zuverlässigkeit sicherstellen. Andererseits kann, weil der Steuerungsschaltkreis740 des hybriden RF-Leistungsverstärkers70 in dem IC700 enthalten ist, der Steuerungsschaltkreis740 den hybriden RF-Leistungsverstärker70 in einfacher Weise steuern, so als ob es ein CMOS-Leistungsverstärker wäre. Des Weiteren können, weil die meisten, den hybriden RF-Leistungsverstärker70 ausbildenden Komponenten in dem IC700 enthalten sind, die Herstellungskosten weiter verringert werden als im Vergleich zu den mit einem HBT-Leistungsverstärker verbundenen Kosten. - Nachfolgend wird hierin ein ausführlicher Aufbau des hybriden RF-Leistungsverstärkers
70 beschrieben. -
5 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau eines hybriden RF-Leistungsverstärkers gemäß einer repräsentativen Ausführungsform zeigt.6 zeigt ein Längsschnittbild, das einen Aufbau des in5 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten, wie diejenigen, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis4 beschrieben worden sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit den5 und6 beschriebenen, repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Mit Verweis auf die
5 und6 weist der hybride RF-Leistungsverstärker einen Aufbau auf, in dem der IC700 (der als eine erste Einrichtung gekennzeichnet werden kann) über dem Substrat900 montiert ist und der IC800 (der als eine zweite Einrichtung gekennzeichnet werden kann) gestapelt auf oder angeordnet über dem IC700 sein kann. Der IC700 und der IC800 können miteinander über leitfähige Säulen500 , die zwischen der unteren Oberfläche des IC800 und der oberen Oberfläche des IC700 angeordnet sind, elektrisch verbunden sein. Des Weiteren können der IC700 und das Substrat900 über Verbindungsdrähte600 elektrisch miteinander verbunden sein. Das Zusammenspiel (engagement) des IC700 und des IC800 wird unten in größerer Einzelheit mit Verweis auf die7A und7B beschrieben werden. - Gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfassen die leitfähigen Säulen
500 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Verwendungen ausreichen, können andere Materialien vorgesehen werden. Als solche stellen die leitfähigen Säulen500 einen Pfad bereit, um die von dem IC800 erzeugte Wärme zu einer thermischen Senke (nicht gezeigt) abzuleiten. In derartigen Ausführungsformen kann das Substrat900 ein Material oder Komponenten aufweisen, die thermisch und elektrisch leitfähig sind, um diese Wärmeableitung zu unterstützen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die leitfähige Säule ein Metall, wie etwa Kupfer, oder eine Metalllegierung. Des Weiteren und wie oben angemerkt, können, während die leitfähigen Säulen500 zum Bereitstellen der gewünschten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit nützlich sind, andere Konfigurationen vorgesehen werden. Beispielsweise könnte ein thermisch und elektrisch leitfähiges Material, wie etwa bestimmte Epoxyharze, anstelle der leitfähigen Säulen500 verwendet werden. Schließlich und wiederum wie oben erwähnt, könnte das Substrat, von dem der IC700 hergestellt wird, dotiertes Silizium umfassen, was eine vergleichsweise erhöhte thermische und elektrische Leitfähigkeit bereitstellt. - Die
7A und7B zeigen Schaubilder, die das Zusammenwirken zwischen dem IC700 und dem IC800 des hybriden RF-Leistungsverstärkers, wie den in6 gezeigten, zeigen, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis6 beschrieben worden sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit den7A und7B beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. -
7A zeigt die untere Oberfläche des IC800 und7B zeigt die obere Oberfläche des IC700 . Das heißt, Elemente des IC800 können auf der unteren Oberfläche des IC800 ausgebildet sein, und Elemente des IC700 können auf der oberen Oberfläche des IC700 ausgebildet sein. - Mit Verweis auf die
7A und7B sind erste HBT-Verbindungspunkte (oder Verbindungspads, bonding pads)870 , die mit einer Eingangsstufe des HBT-Verstärkerschaltkreises810 (d.h. einer Basis B der HBTs811 und812 ) elektrisch verbunden sind, auf der unteren Oberfläche des IC800 ausgebildet. Erste CMOS-Verbindungspunkte (oder -pads)770 , die mit dem Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 elektrisch verbunden sind, sind auf der oberen Oberfläche des IC700 entsprechend den Positionen der ersten HBT-Verbindungspads870 ausgebildet. Die ersten HBT-Verbindungspunkte870 und die ersten CMOS-Verbindungspunkte770 sind über leitfähige Säulen501 (z.B. aus Kupfer oder anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Materialien) elektrisch miteinander verbunden. Somit können das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 des IC700 und der HBT-Verstärkerschaltkreis810 des IC800 elektrisch miteinander verbunden werden. Gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst die Säule501 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern das auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Verwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. - Gleichermaßen sind zweite HBT-Verbindungspunkte (oder -pads) 880, die mit einer Ausgangsstufe des HBT-Verstärkerschaltkreises
810 (d.h. Kollektoren C der HBTs811 und812 ) elektrisch verbunden sind, auf der unteren Oberfläche des IC800 ausgebildet. Zweite CMOS-Verbindungspunkte780 , die mit dem Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 elektrisch verbunden sind, sind entsprechend den Positionen der zweiten HBT-Verbindungspunkte880 auf der oberen Oberfläche des IC700 ausgebildet. Die zweiten HBT-Verbindungspunkte880 und die zweiten CMOS-Verbindungspunkte780 sind über leitfähige Säulen502 (z.B. aus Kupfer oder anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Materialien) elektrisch miteinander verbunden. Demgemäß können das Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 des IC700 und der HBT-Verstärkerschaltkreis810 des IC800 miteinander elektrisch verbunden sein. Obwohl in den7A und7B die Verbindungspunkte (oder -pads)770 ,780 ,870 und880 allgemein so gezeigt sind, dass sie im Wesentlichen rechteckförmig sind, so ist dies lediglich veranschaulichend. In anderen repräsentativen Ausführungsformen können die Verbindungspunkte770 ,780 ,870 und880 verschiedene Formen aufweisen, wie etwa eine kreisförmige oder elliptische Form im Querschnitt. Des Weiteren umfassen die Säulen502 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Verwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. - Emitter E der HBTs
811 und812 des HBT-Verstärkerschaltkreises810 des IC800 sind, wie in7A gezeigt, mit einem Masseknoten, der auf der oberen Oberfläche des IC700 ausgebildet ist, über eine leitfähige (z.B. Kupfer oder ein anderes geeignetes elektrisch leitfähiges Material) Säule503 elektrisch verbunden. Des Weiteren und gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst die Säule503 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. - In anderen repräsentativen Ausführungsformen kann anstelle der einzelnen Säule
503 eine Mehrzahl von Kupfersäulen verwendet werden. In anderen repräsentativen Ausführungsformen können die Positionen der Verbindungspunkte770 ,780 ,870 und880 in geeigneter Weise abgeändert sein. -
8 zeigt ein Längsschnittbild, das eine erste Modifikation des in den5 und6 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis7B beschrieben worden sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit8 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. In dieser repräsentativen Ausführungsform sind die Elemente eines IC701 auf der unteren Oberfläche des IC701 und die Elemente eines IC801 auf der unteren Oberfläche des IC801 ausgebildet. - Der IC
701 kann aus einem Halbleiter-Wafer (in8 nicht gezeigt), der für CMOS-Verarbeitung geeignet ist und darüber ausgebildete CMOS-Einrichtungen aufweist, hergestellt werden. Als solcher umfasst der IC701 komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS)-Einrichtungen. Als eine Alternative kann der IC701 über einem Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat (in8 nicht gezeigt) hergestellt werden. Die Verwendung eines SOI-Substrats kann zu weiteren Verbesserungen der Performanz des RF-Leistungsverstärkers oder anderer Schaltkreisblöcke (wie etwa RF-Schalter) über der Verwendung eines anderen Substrats (z.B. ein Silizium-Substrat, das typischerweise in den CMOS-Anwendungen verwendet wird) führen. - Der IC
801 kann von oder über einem Halbleiter-Wafer (in8 nicht gezeigt), der zur Verarbeitung zum Ausbilden von HBTs darüber geeignet ist, ausgebildet werden. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der Halbleiter-Wafer eines aus einer Anzahl von Halbleitermaterialien der Gruppe III-V umfassen, wie beispielsweise etwa Galliumarsenid (GaAS). - Mit Verweis auf
8 ist in dem IC701 zumindest ein Durchloch790 , das in einer Dickenrichtung durch den IC701 hindurchläuft, ausgebildet, und ist innerhalb des zumindest einen Durchlochs790 eine Durchkontaktierung (oder Via) durch Silizium (TSV, through-silicone-via)791 (die als eine leitfähige Durchkontaktierung gekennzeichnet werden kann) ausgebildet, die die obere Oberfläche und die untere Oberfläche des ICs701 elektrisch verbindet. Eine leitfähige Säule511 (z.B. aus Kupfer oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material) ist zwischen der oberen Oberfläche des TSV791 und der unteren Oberfläche des IC801 ausgebildet, und eine leitfähige Säule512 (z.B. aus Kupfer oder einem anderen geeigneten elektrisches leitfähigen Material) ist zwischen der unteren Oberfläche des TSV791 und einer oberen Oberfläche eines Substrats709 ausgebildet. Demgemäß sind die auf der unteren Oberfläche des IC801 angeordneten Elemente über die Säule511 , den TSV (leitfähige Durchkontaktierung)791 und die (leitfähige) Säule512 aus Kupfer mit der oberen Oberfläche des Substrats901 elektrisch verbunden. Zusätzlich zum Bereitstellen von elektrischen Verbindungen leitet die TSV791 Wärme von dem IC801 ab, in diesem Fall mittels der Säulen511 und512 zu dem Substrat901 . Als solche und gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst jede der Säulen511 und512 Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. - Des Weiteren und so wie das ferner in
8 gezeigt ist, ist in dem IC701 zumindest ein anderes Durchloch799 , das durch den IC701 in einer Dickenrichtung hindurchläuft, ausgebildet und ist eine leitfähige Durchkontaktierung (oder Via)796 in dem Durchloch799 , dass die obere Oberfläche und die untere Oberfläche des IC701 elektrisch miteinander verbindet, ausgebildet. Insbesondere umfasst die leitfähige Durchkontaktierung796 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Wie oben angemerkt, während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. Folglich und in vorteilhafter Weise stellt die leitfähige Durchkontaktierung796 eine elektrische Verbindung und eine thermische Verbindung bereit. Eine leitfähige Säule513 (z.B. aus Kupfer oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material) ist zwischen der oberen Oberfläche der leitfähigen Durchkontaktierung796 und der unteren Oberfläche des IC801 ausgebildet. Folglich sind die auf der unteren Oberfläche des IC701 ausgebildeten Elemente über die leitfähige Durchkontaktierung796 und die Säule513 mit den auf der unteren Oberfläche des IC801 ausgebildeten Elementen elektrisch verbunden. Auch sind die untere Oberfläche des IC701 und die obere Oberfläche des Substrats901 über eine leitfähige Säule514 (z.B. aus Kupfer oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material), die dazwischen ausgebildet ist, elektrisch miteinander verbunden. Des Weiteren und gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfassen die Säulen513 und514 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. - In anderen repräsentativen Ausführungsformen können mehr als eine Säule
514 umfasst sein, um die untere Oberfläche des IC701 mit der oberen Oberfläche des Substrats901 elektrisch zu verbinden. -
9 zeigt ein Längsschnittbild, das eine zweite Modifikation des in den5 und6 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten, wie diejenigen, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis8 beschrieben sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit der9 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - In dieser repräsentativen Ausführungsform sind die Elemente des IC
701 auf der oberen Oberfläche des IC702 ausgebildet und sind die Elemente des IC802 auf der unteren Oberfläche des IC802 ausgebildet. - Der IC
702 kann aus einem Halbleiter-Wafer (in9 nicht gezeigt), der zur CMOS-Verarbeitung geeignet ist und darüber ausgebildete CMOS-Einrichtungen aufweist, hergestellt werden. Als solcher umfasst der IC702 komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS)-Einrichtungen. Als eine Alternative kann der IC702 über einem Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat (in9 nicht gezeigt) hergestellt werden. Die Verwendung eines SOI-Substrats kann zu weiteren Verbesserungen der Performanz des RF-Leistungsverstärkers oder anderer Schaltkreisblöcke (wie etwa RF-Schalter) über der Verwendung von anderen Substraten (z.B. einem Silizium-Substrat, das in den CMOS-Anwendungen typischerweise verwendet wird) führen. - Der IC
802 kann von oder über einem Halbleiter-Wafer (in9 nicht gezeigt), der zur Verarbeitung zum Ausbilden von HBTs darüber geeignet ist, ausgebildet werden. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der Halbleiter-Wafer eines von einer Anzahl von Halbleitermaterialien aus der Gruppe III-V umfassen, wie beispielsweise etwa Galliumarsenid (GaAs). - Mit Verweis auf
9 und in der Weise, die mit Verweis auf8 beschrieben und gezeigt ist, sind die auf einer unteren Oberfläche eines IC802 ausgebildeten Elemente mit einer oberen Oberfläche eines Substrats902 über zumindest einen Satz von einer leitfähigen Säule521 (z.B. aus Kupfer), einem TSV792 und einer leitfähigen Säule522 (z.B. aus Kupfer oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material) elektrisch verbunden. So wie das in9 des Weiteren gezeigt ist, sind die auf der unteren Oberfläche des IC802 ausgebildeten Elemente und die auf der oberen Oberfläche des IC702 ausgebildeten Elemente über zumindest eine leitfähige Säule523 (z.B. aus Kupfer oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material), die zwischen diesen ausgebildet ist, elektrisch miteinander verbunden. Des Weiteren und gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst die Säule521 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. - Des Weiteren und wie dies in
9 ebenfalls gezeigt ist, ist in dem IC702 zumindest ein Durchloch795 , dass den IC702 in einer Dickenrichtung durchläuft, ausgebildet und ist innerhalb des zumindest einen Durchlochs795 eine leitfähige Durchkontaktierung797 , die die obere Oberfläche und die untere Oberfläche des IC702 elektrisch miteinander verbindet, ausgebildet. Insbesondere umfasst die leitfähige Durchkontaktierung797 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. In vorteilhafter Weise stellt daher die leitfähige Durchkontaktierung797 eine elektrische Verbindung und eine thermische Verbindung bereit. - Zumindest eine leitfähige Säule
524 (z.B. aus Kupfer oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material) ist zwischen der unteren Oberfläche der inneren Elektrode797 und der oberen Oberfläche des Substrats902 ausgebildet. Demgemäß sind die auf der oberen Oberfläche des IC702 ausgebildeten Elemente mit der oberen Oberfläche des Substrats902 über die leitfähige Durchkontaktierung797 und die Säule524 elektrisch verbunden. Des Weiteren und gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst die Säule524 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. -
10 zeigt ein Längsschnittbild, das eine dritte Modifizierung des in den5 und6 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie diejenigen, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis9 beschrieben sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit der10 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - In dieser repräsentativen Ausführungsform sind die Elemente des IC
703 auf der oberen Oberfläche des IC703 ausgebildet und sind die Elemente des IC803 auf der oberen Oberfläche des IC803 ausgebildet. - Der IC
703 kann von einem Halbleiter-Wafer (in10 nicht gezeigt), der zur CMOS-Verarbeitung geeignet ist und darüber ausgebildete CMOS-Einrichtungen aufweist, hergestellt werden. Als solches umfasst der IC703 komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS)-Einrichtungen. Als eine Alternative kann der IC703 über einem Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat (in10 nicht gezeigt) hergestellt werden. Die Verwendung eines SOI-Substrats kann zu weiteren Verbesserungen der Performanz des RF-Leistungsverstärkers oder anderer Schaltkreisblöcke (wie etwa RF-Schalter) über der Verwendung eines anderen Substrats (z.B. ein Silizium-Substrat, das in den CMOS-Anwendungen typischerweise verwendet wird) führen. - Der IC
803 kann von oder über einem Halbleiter-Wafer (in10 nicht gezeigt), der zur Verarbeitung zum Ausbilden von HBTs darüber geeignet ist, ausgebildet werden. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der Halbleiter-Wafer eines von einer Anzahl von Halbleitermaterialien aus der Gruppe III-V umfassen, wie beispielsweise etwa Galliumarsenid (GaAs). - Mit Verweis auf
10 ist in dem IC803 zumindest ein Durchloch894 , das durch den IC803 in einer Dickenrichtung hindurchläuft, ausgebildet, und ist innerhalb des zumindest einen Durchlochs894 eine leitfähige Durchkontaktierung896 , die die obere Oberfläche und die untere Oberfläche des IC803 miteinander verbindet, ausgebildet. Insbesondere umfasst die leitfähige Durchkontaktierung896 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. In vorteilhafter Weise stellt daher die leitfähige Durchkontaktierung896 eine elektrische Verbindung und eine thermische Verbindung bereit. - Die Elemente, die auf der oberen Oberfläche des IC
803 ausgebildet sind, sind über die leitfähige Durchkontaktierung896 und zumindest einen Verbindungsdraht631 mit den Elementen, die auf der oberen Oberfläche des IC703 ausgebildet sind, elektrisch verbunden. Die Elemente auf der oberen Oberfläche des IC803 können einen HBT-Verstärkerschaltkreis, wie etwa den in4 gezeigten HBT-Verstärkerschaltkreis810 enthalten. Der IC803 kann ein IC von der Art mit einer rückseitigen Durchkontaktierung (backside-via type IC) sein. Auf der unteren Oberfläche des IC803 kann eine Masseebene ausgebildet sein. Des Weiteren kann der IC803 mit einem Masseknoten des IC703 über die leitfähige Durchkontaktierung896 elektrisch verbunden sein. Des Weiteren können die auf der oberen Oberfläche des IC703 ausgebildeten Elemente über zumindest einen Verbindungsdraht632 mit einer oberen Oberfläche eines Substrats903 elektrisch verbunden sein. In einer repräsentativen Ausführungsform kann ein Epoxyharz zwischen dem IC703 und dem IC803 und/oder zwischen dem IC703 und dem Substrat903 ausgebildet sein. -
11 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker gemäß einer repräsentativen Ausführungsform zeigt. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis10 beschrieben sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit der11 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Mit Verweis auf
11 umfasst der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß dieser repräsentativen Ausführungsform einen ersten IC704 (der als eine erste Einrichtung gekennzeichnet werden kann), einen zweiten IC704' (der als eine dritte Einrichtung gekennzeichnet werden kann) und einen IC805 (der als eine zweite Einrichtung gekennzeichnet werden kann), die alle gesondert auf einem Substrat904 montiert sind. - Die ICs
704 ,704' können aus einem Halbleiter-Wafer (in11 nicht gezeigt), der zur CMOS-Verarbeitung geeignet ist und darüber ausgebildete CMOS-Einrichtungen aufweist, hergestellt werden. Als solcher umfassen der erste und zweite IC704 ,704' komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS)-Einrichtungen. Als eine Alternative können der erste und der zweite IC704 ,704' über einem Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat (in11 nicht gezeigt) hergestellt werden. Die Verwendung eines SOI-Substrats kann zu weiteren Verbesserungen der Performanz des RF-Leistungsverstärkers oder anderer Schaltkreisblöcke (wie etwa RF-Schalter) über der Verwendung von anderen Substraten (z.B. ein Silizium-Substrat, das in den CMOS-Anwendungen typischerweise verwendet wird) führen. - Der IC
805 kann von oder über einem Halbleiter-Wafer (in11 nicht gezeigt), der zur Verarbeitung zum Ausbilden von HBTs darüber geeignet ist, ausgebildet sein. In einer repräsentativen Ausführungsform kann der Halbleiter-Wafer eines von einer Anzahl von Halbleitermaterialien aus der Gruppe III-V umfassen, wie beispielsweise etwa Galliumarsenid (GaAs). - In dieser repräsentativen Ausführungsform ist ein IC, wie etwa der in
4 gezeigte IC700 , in den ersten IC704 und den zweiten IC704' aufgeteilt. Beispielsweise können eine RF-Eingangsstufe, ein CMOS-Verstärkerschaltkreis und ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk, wie etwa ein RF-Eingangsanschluss709 IN, ein CMOS-Verstärkerschaltkreis710 und ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 , wie etwa ein in4 gezeigtes, in dem in11 gezeigten ersten IC704 enthalten sein. Auch können ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk, ein Steuerungsschaltkreis und ein Detektorschaltkreis, wie etwa ein Ausgangs-Anpassungsnetzwerk730 , ein Steuerungsschaltkreis740 und ein Detektorschaltkreis750 , wie etwa ein in4 gezeigter, in dem in11 gezeigten zweiten IC704' enthalten sein. Es sollte verstanden werden, dass in anderen repräsentativen Ausführungsformen der Steuerungsschaltkreis und der Detektorschaltkreis in dem in11 gezeigten ersten IC704 enthalten sein können. - Der in
11 gezeigte IC805 ist ein IC von der Art mit einer rückseitigen Durchkontaktierung, die zumindest eine leitfähige Durchkontaktierung897 aufweist, die die obere Oberfläche und die untere Oberfläche des IC805 elektrisch miteinander verbindet. Insbesondere umfasst die leitfähige Durchkontaktierung796 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. In vorteilhafter Weise stellt daher die leitfähige Durchkontaktierung796 eine elektrische Verbindung und eine thermische Verbindung bereit. - Elemente auf der oberen Oberfläche des IC
805 , wie etwa der in4 gezeigte HBT-Verstärkerschaltkreis810 , können über die leitfähige Durchkontaktierung897 mit dem Substrat904 elektrisch verbunden sein. Elemente, die auf der oberen Oberfläche des IC805 ausgebildet sind, können mit der oberen Oberfläche des ersten IC704 und der oberen Oberfläche des zweiten IC704' , respektive, über zumindest einen Verbindungsdraht642 und zumindest einen Verbindungsdraht643 elektrisch verbunden sein. Auf der unteren Oberfläche des IC805 kann eine Masseebene ausgebildet sein. Des Weiteren kann der IC805 über die leitfähige Durchkontaktierung897 mit einem Masseknoten des Substrats904 elektrisch verbunden sein. Auch können der erste IC704 und der zweite IC704' mit dem Substrat904 , respektive, über zumindest einem Verbindungsdraht641 und zumindest einem Verbindungsdraht644 elektrisch verbunden sein. In anderen repräsentativen Ausführungsformen kann der erste IC704 durch einen SOI-IC ersetzt werden, und der zweite IC704' kann durch einen SOI-IC oder einen IPD ersetzt werden. -
12 zeigt ein Längsschnittbild, das eine Modifikation des in11 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis11 beschrieben sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit12 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Mit Verweis auf
12 enthält der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß dieser repräsentativen Ausführungsform einen ersten IC705 , einen zweiten IC705' und einen IC805 , die alle auf einem Substrat905 montiert sind. Der erste IC705 , der zweite IC705' und der IC805 entsprechen, und sind im Wesentlichen die gleichen wie, der erste IC704 , der zweite IC704' und der IC805 , die in11 gezeigt sind, und weitere Beschreibungen dieser Elemente werden im Folgenden ausgelassen. Der erste IC705 ist über zumindest einen Verbindungsdraht652 mit dem IC805 elektrisch verbunden, und der zweite IC705' ist über zumindest einen Verbindungsdraht654 mit dem IC805 elektrisch verbunden. - In dieser repräsentativen Ausführungsform und wie in
12 gezeigt, ist der IC805 auf einem gestuften Abschnitt915 des Substrats905 montiert, so dass eine obere Oberfläche des IC805 im Wesentlichen auf demselben relativen Niveau sein kann wie die oberen Oberflächen des ersten IC705 und des zweiten IC705' . Infolgedessen können die Längen der Verbindungsdrähte652 und654 verkürzt werden, was folglich und in vorteilhafter Weise die Induktivitäten der Verbindungsdrähte verringert. Der gestufte Abschnitt915 stellt auch bereit, und fördert, die Steuerung des Flusses von flüssigem Chip-Verbindungsmaterial (nicht gezeigt) während des Zusammenbaus des hybriden RF-Leistungsverstärkers. -
13 zeigt ein Schaubild, das das Zusammenwirken zwischen einem IC und einem IC des in11 gezeigten, hybriden RF-Leistungsverstärkers gemäß einer repräsentativen Ausführungsform zeigt. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis12 beschrieben worden sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit13 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Mit Verweis auf
13 und wie gezeigt, können eine Ausgangsstufe774 des Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerks (wie beispielsweise etwa das in4 gezeigte, Zwischenstufenanpassungsnetzwerk720 ) des ersten IC704 über Verbindungsdrähte642 mit einer Eingangsstufe874 des HBT-Verstärkerschaltkreises des IC805 elektrisch verbunden sein. Die Ausgangsstufe774 kann eine Mehrzahl von Verbindungspunkten (bonding pads) aufweisen, die im Wesentlichen und wie gezeigt rechteckförmig sein können, oder die in anderen repräsentativen Ausführungsformen irgendeine andere verschiedenartige Form haben kann. Des Weiteren kann eine Ausgangsstufe884 des HBT-Verstärkerschaltkreises des IC805 über Verbindungsdrähte643 mit einer Eingangsstufe784 des Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerks (wie etwa das beispielsweise in4 gezeigte Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 ) des zweiten IC704 'elektrisch verbunden sein. Die Eingangsstufe784 kann eine Mehrzahl von Verbindungspunkten enthalten, die im Wesentlichen und wie gezeigt rechteckförmig sein können, oder die in anderen repräsentativen Ausführungsformen irgendeine verschiedenartige Form haben kann. In dieser in13 gezeigten repräsentativen Ausführungsform und wie mit Verweis auf11 beschrieben, sind der erste IC704 , der zweite IC704' und der IC805 gesondert über einem Substrat, wie dem in11 gezeigten Substrat904 , montiert. Der IC805 ist zwischen dem ersten IC704 und dem zweiten IC704' montiert. In anderen repräsentativen Ausführungsformen können die Positionen des ersten IC704 , des zweiten IC704' und des IC805 , so wie diese gesondert auf dem Substrat montiert sind, verändert werden. Elemente, die auf der oberen Oberfläche des IC805 ausgebildet sind, können über die leitfähige Durchkontaktierung897 mit der oberen Oberfläche des Substrats904 elektrisch verbunden sein. -
14 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker gemäß einer anderen repräsentativen Ausführungsform zeigt. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis13 beschrieben sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit14 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Mit Verweis auf
14 umfasst der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß dieser repräsentativen Ausführungsform einen ersten IC706 , einen zweiten IC706' , einen IC805 und ein Substrat906 . In dieser repräsentativen Ausführungsform sind Elemente des ersten IC706 auf oder über der unteren Oberfläche des ersten IC706 ausgebildet, und sind Elemente des zweiten IC706' auf oder über der unteren Oberfläche des zweiten IC706' ausgebildet. Des Weiteren sind Elemente des IC805 auf oder über der unteren Oberfläche des IC805 , der als ein IC von der Flip-Chip-Art gekennzeichnet sein kann, ausgebildet. Beispielsweise können in dem in14 gezeigten ersten IC706 eine RF-Eingangsstufe, ein CMOS-Verstärkerschaltkreis und ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk, wie etwa ein RF-Eingangsanschluss709 IN, ein CMOS-Verstärkerschaltkreis710 und ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 enthalten sein, wie in4 gezeigt. Auch können in dem in14 gezeigten zweiten IC706' ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk, ein Steuerungsschaltkreis, ein Detektorschaltkreis und eine RF-Ausgangsstufe (wie etwa ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 , ein Steuerungsschaltkreis704 , ein Detektorschaltkreis750 und ein RF-Ausgangsanschluss712 OUT, wie in4 gezeigt) enthalten sein. Der erste IC706 kann über zumindest eine leitfähige Säule551 (z.B. aus Kupfer oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material) mit dem Substrat906 elektrisch verbunden sein. Gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst die Säule551 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. Der zweite IC706' kann elektrisch verbunden sein mit einem Substrat706 über zumindest einer leitfähigen (z.B. Kupfer oder ein anderes geeignetes elektrisch leitfähiges Material) Säule553 . Gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst die Säule553 ein Material, das nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch thermisch leitfähig ist. Während viele Metalle und Legierungen für diese gewünschten Anwendungen ausreichen, werden andere Materialien in Betracht gezogen. -
15 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker gemäß noch einer anderen repräsentativen Ausführungsform zeigt. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis14 beschrieben worden sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit15 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Mit Verweis auf
15 umfasst der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß dieser repräsentativen Ausführungsform einen IC707 , einen IC807 und ein Substrat907 . In dieser repräsentativen Ausführungsform sind Elemente des IC707 auf oder über einer oberen Oberfläche des IC707 ausgebildet und sind Elemente des IC807 auf oder über einer oberen Oberfläche des IC807 ausgebildet. Beispielsweise können in dem in15 gezeigten IC707 eine RF-Eingangsstufe, ein CMOS-Verstärkerschaltkreis, ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk, ein Steuerungsschaltkreis und ein Detektorschaltkreis, wie etwa der RF-Eingangsanschluss708 IN, der CMOS-Verstärkerschaltkreis710 , das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 , der Steuerungsschaltkreis740 und der Detektorschaltkreis750 , die in4 gezeigt sind, enthalten sein. Auch kann in dem in15 gezeigten Substrat907 ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk und eine RF-Ausgangsstufe, wie etwa das Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 und der RF-Ausgangsanschluss712 OUT, die in4 gezeigt sind, bereitgestellt werden. Der IC707 und der IC807 sind auf dem Substrat907 gesondert montiert. Der IC807 kann mit einem Substrat907 über zumindest einen Verbindungsdraht661 direkt verbunden sein. Elemente, die auf der oberen Oberfläche des IC807 ausgebildet sind, können ebenfalls über die zumindest eine leitfähige Durchkontaktierung897 mit der oberen Oberfläche des Substrats906 elektrisch verbunden sein. Auch können Elemente, die auf der oberen Oberfläche des IC807 ausgebildet sind, über zumindest einen Verbindungsdraht mit der oberen Oberfläche des IC707 652 verbunden sein. In dieser repräsentativen Ausführungsform ist eine Ausgangsstufe eines HBT-Verstärkerschaltkreises, der in dem IC807 enthalten ist, über Verbindungsdrähte661 mit einem Eingangsanschluss des Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerks, das in dem Substrat907 enthalten ist, elektrisch verbunden. Die in dem Substrat907 bereitgestellte RF-Ausgangsstufe (nicht gezeigt) kann mi einer Ausgangsstufe des Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerks verbunden sein. Der Steuerungsschaltkreis (nicht gezeigt), wie in dem IC707 enthalten, kann dazu ausgebildet sein, den in dem IC807 enthaltenen HBT-Verstärkerschaltkreis zu steuern. Auch kann zumindest ein Verbindungsdraht654 enthalten sein, um die obere Oberfläche des IC707 und die obere Oberfläche des Substrats907 elektrisch zu verbinden. Hinsichtlich anderer repräsentativer Ausführungsformen sollte verstanden werden, dass der IC807 über eine Kupfersäule (leitfähige Säule) mit dem Substrat907 elektrisch verbunden werden kann. -
16 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker zeigt, gemäß einer noch weiteren repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis15 beschrieben sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit16 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Mit Verweis auf
16 umfasst der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß dieser repräsentativen Ausführungsform einen IC708 , einen IC808 und ein Substrat908 . In dieser repräsentativen Ausführungsform sind Elemente des IC708 auf oder über der unteren Oberfläche des IC708 ausgebildet. Elemente des IC808 sind auf oder über der unteren Oberfläche des IC808 , der als ein IC von der Flip-Chip-Art gekennzeichnet werden kann, ausgebildet. Der IC708 und der IC808 sind auf oder über dem Substrat908 gesondert montiert. Beispielsweise können in dem in16 gezeigten IC708 eine RF-Eingangsstufe, ein CMOS-Verstärkerschaltkreis, ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk, ein Steuerungsschaltkreis, ein Detektorschaltkreis, ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk und eine RF-Ausgangsstufe, wie etwa der RF-Eingangsanschluss709 IN, der CMOS-Verstärkerschaltkreis710 , das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 , der Steuerungsschaltkreis740 , der Detektorschaltkreis750 , das Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 und der RF-Ausgangsanschluss712 OUT, wie etwa die in4 gezeigten, enthalten sein. Der IC708 kann mit dem Substrat908 über zumindest eine Säule551 elektrisch verbunden sein. Der IC808 kann mit dem Substrat908 über Säulen553 elektrisch verbunden sein. Auch können die Elemente des IC708 mit dem IC808 über Säulen551 und Säulen553 elektrisch verbunden sein. -
17 zeigt ein Längsschnittbild, das einen hybriden RF-Leistungsverstärker zeigt, gemäß einer noch weiteren repräsentativen Ausführungsform. Die Beschreibung von ähnlichen Aspekten und Komponenten wie die, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der1A bis16 beschrieben sind, können aus der Beschreibung der im Zusammenhang mit17 beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen ausgelassen werden. - Mit Verweis auf
17 umfasst der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß dieser repräsentativen Ausführungsform einen IC711 , einen IC813 und ein Substrat911 . In dieser repräsentativen Ausführungsform sind Elemente des IC711 auf oder über einer oberen Oberfläche des IC711 ausgebildet. Elemente des IC814 sind auf oder über einer unteren Oberfläche des IC813 , der als ein IC von der Flip-Chip-Art gekennzeichnet werden kann, ausgebildet. Beispielsweise können in dem in17 gezeigten IC711 eine RF-Eingangsstufe, ein CMOS-Verstärkerschaltkreis, ein Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk, ein Steuerungsschaltkreis und ein Detektorschaltkreis, wie etwa der RF-Eingangsanschluss709 IN, der CMOS-Verstärkerschaltkreis710 , das Zwischenstufenimpedanzanpassungsnetzwerk720 , der Steuerungsschaltkreis740 und der Detektorschaltkreis750 , wie etwa die in4 gezeigten, enthalten sein. Auch kann in dem in17 gezeigten Substrat911 ein Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk und eine RF-Ausgangsstufe, wie etwa das Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerk730 und der RF-Ausgangsanschluss712 OUT, wie etwa die in4 gezeigten, bereitgestellt sein. Der IC711 und der IC813 sind auf oder über dem Substrat911 gesondert montiert. Der IC813 kann über Säulen553 mit dem Substrat911 elektrisch verbunden sein. Elemente, die auf der oberen Oberfläche des IC711 ausgebildet sind, können über zumindest einem Verbindungsdraht654 mit der oberen Oberfläche des Substrats911 elektrisch verbunden sein. In dieser repräsentativen Ausführungsform kann eine in den IC813 enthaltene Ausgangsstufe eines HBT-Verstärkers über Säulen553 mit einer in dem Substrat911 enthaltenen Eingangsstufe des Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerks elektrisch verbunden sein. Die in dem Substrat911 bereitgestellte RF-Ausgangsstufe (nicht gezeigt) kann mit einer Ausgangsstufe des Ausgangsimpedanzanpassungsnetzwerks verbunden sein. Der Steuerungsschaltkreis (nicht gezeigt), so wie er in dem IC711 enthalten ist, kann dazu ausgebildet sein, den in dem IC814 enthaltenen HBT-Verstärkerschaltkreis über Verbindungsdrähte654 und Säulen553 zu steuern. - Im Hinblick auf diese Offenbarung wird angemerkt, dass die verschiedenen Halbleiter-Strukturen und aktiven Halbleiter-Einrichtungen in einer Variation und Vielzahl von Materialien und variierenden Strukturen implementiert sein können. Des Weiteren sind die verschiedenen Materialien, Strukturen und Parameter lediglich als Beispiele und nicht in irgendeinem beschränkenden Sinn enthalten. Im Hinblick auf diese Offenbarung können Fachleute die vorliegenden Lehren implementieren, wobei sie ihre eigenen Anwendungen und benötigten Materialien und Ausrüstung zum Implementieren dieser Anwendungen bestimmen, während sie innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche bleiben.
- Während die Erfindung mit Verweis auf die bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, so wird von Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen ausgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, so wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist, abzuweichen.
Claims (43)
- Ein hybrider Radiofrequenz, RF, -Leistungsverstärker, der folgendes aufweist: eine erste Einrichtung, die über einem Substrat angeordnet ist, wobei die erste Einrichtung folgendes aufweist: einen RF-Eingangsanschluss, einen RF-Ausgangsanschluss, eine Vortreiberstufe, die dazu ausgebildet ist, ein über den RF-Eingangsanschluss empfangenes RF-Eingangssignal zu verstärken, ein erstes Anpassungsnetzwerk, ein zweites Anpassungsnetzwerk und einen Steuerungsschaltkreis, und eine zweite Einrichtung, die über der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei die zweite Einrichtung einen Heteroübergang-Bipolartransistor, HBT, - Verstärkerschaltkreis umfasst, wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis von dem Steuerungsschaltkreis gesteuert wird, und eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung, und eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und dem Substrat, wobei die elektrische und thermische Verbindung eine Säule aufweist, die zwischen einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung und einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei das zweite Anpassungsnetzwerk zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und einer RF-Ausgangsstufe elektrisch verbunden ist, und wobei der Steuerungsschaltkreis dazu ausgebildet ist, den HBT-Verstärkerschaltkreis zu steuern.
- Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 1 , wobei die elektrische und thermische Verbindung ein thermisch und elektrisch leitfähiges Material umfasst, das zwischen einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung und einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 1 bis2 , wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des ersten Anpassungsnetzwerks zu verstärken. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei eine Ausgabe des HBT-Verstärkerschaltkreises dem zweiten Anpassungsnetzwerk zugeführt wird, und wobei das erste Anpassungsnetzwerk zwischen der Vortreiberstufe und dem HBT-Verstärkerschaltkreis elektrisch verbunden ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 1 bis4 , wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis über einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung angeordnet ist, wobei die Vortreiberstufe der ersten Einrichtung über einer unteren Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist, und wobei die untere Oberfläche der zweiten Einrichtung einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung gegenüberliegt. - Ein hybrider Radiofrequenz, RF, -Leistungsverstärker, der folgendes aufweist: eine erste Einrichtung, die über einem Substrat angeordnet ist, wobei die erste Einrichtung folgendes aufweist: einen RF-Eingangsanschluss, einen RF-Ausgangsanschluss, eine Vortreiberstufe, die dazu ausgebildet ist, ein über den RF-Eingangsanschluss empfangenes RF-Eingangssignal zu verstärken, ein erstes Anpassungsnetzwerk, ein zweites Anpassungsnetzwerk und einen Steuerungsschaltkreis, eine zweite Einrichtung, die über der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei die zweite Einrichtung einen Heteroübergang-Bipolartransistor, HBT, - Verstärkerschaltkreis aufweist, wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis von dem Steuerungsschaltkreis gesteuert wird und über einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung angeordnet ist, wobei die Vortreiberstufe der ersten Einrichtung über einer unteren Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist und die untere Oberfläche der zweiten Einrichtung einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung gegenüberliegt, eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der zweiten Einrichtung und dem Substrat, und eine erste Säule zwischen einer leitfähigen Durchkontaktierung und der zweiten Einrichtung, und eine zweite Säule zwischen der leitfähigen Durchkontaktierung und dem Substrat.
- Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 6 , wobei die elektrische und thermische Verbindung zumindest ein erstes Durchloch mit einer leitfähigen Durchkontaktierung darin aufweist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 6 oder7 , wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des ersten Anpassungsnetzwerks zu verstärken. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 6 bis8 , wobei eine Ausgabe des HBT-Verstärkerschaltkreises dem zweiten Anpassungsnetzwerk zugeführt wird, und wobei das erste Anpassungsnetzwerk zwischen der Vortreiberstufe und dem HBT-Verstärkerschaltkreis elektrisch verbunden ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 6 bis9 , wobei das zweite Anpassungsnetzwerk zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und einer RF-Ausgangsstufe elektrisch verbunden ist, und wobei der Steuerungsschaltkreis dazu ausgebildet ist, den HBT-Verstärkerschaltkreis zu steuern. - Ein hybrider Radiofrequenz, RF, -Leistungsverstärker, der folgendes aufweist: eine erste Einrichtung, die über einem Substrat angeordnet ist, wobei die erste Einrichtung folgendes aufweist: einen RF-Eingangsanschluss, einen RF-Ausgangsanschluss, eine Vortreiberstufe, die dazu ausgebildet ist, ein über den RF-Eingangsanschluss empfangenes RF-Eingangssignal zu verstärken, ein erstes Anpassungsnetzwerk, ein zweites Anpassungsnetzwerk und einen Steuerungsschaltkreis, eine zweite Einrichtung, die über der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei die zweite Einrichtung einen Heteroübergang-Bipolartransistor, HBT, - Verstärkerschaltkreis aufweist, wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis von dem Steuerungsschaltkreis gesteuert wird und über einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung angeordnet ist, wobei die Vortreiberstufe der ersten Einrichtung über einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet sind, und wobei die untere Oberfläche der zweiten Einrichtung der oberen Oberfläche der ersten Einrichtung gegenüberliegt, eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der zweiten Einrichtung und dem Substrat, und eine erste Säule zwischen einer leitfähigen Durchkontaktierung und der zweiten Einrichtung und eine zweite Säule zwischen der leitfähigen Durchkontaktierung und dem Substrat.
- Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 11 , wobei die leitfähige Durchkontaktierung eine erste leitfähige Durchkontaktierung ist und die erste Einrichtung ferner zumindest ein zweites Durchloch mit einer zweiten leitfähigen Durchkontaktierung darin aufweist, und wobei die zweite leitfähige Durchkontaktierung dazu ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Einrichtung und der Vortreiberstufe der ersten Einrichtung bereitzustellen. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 12 , ferner aufweisend eine erste Säule zwischen der zweiten leitfähigen Durchkontaktierung und der zweiten Einrichtung. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 11 bis13 , ferner aufweisend zumindest eine dritte Säule zwischen der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 11 bis14 , wobei die leitfähige Durchkontaktierung eine erste leitfähige Durchkontaktierung ist, und wobei die erste Einrichtung ferner zumindest ein zweites Durchloch mit einer zweiten leitfähigen Durchkontaktierung darin aufweist, wobei die zweite leitfähige Durchkontaktierung dazu ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem Substrat und der Vortreiberstufe der ersten Einrichtung bereitzustellen. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 15 , ferner aufweisend zumindest eine dritte Säule zwischen der zweiten leitfähigen Durchkontaktierung und dem Substrat. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 11 bis16 , wobei die erste Einrichtung in oder über einem Silizium-Substrat bereitgestellt ist und wobei die zweite Einrichtung in oder über einem Gruppe III-V Substrat bereitgestellt ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 17 , wobei das Gruppe III-V Substrat ein Galliumarsenid, GaAs, -Substrat ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 11 bis18 , wobei die erste Einrichtung eine komplementäre Metalloxid-Silizium, CMOS, - Einrichtung aufweist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 11 bis19 , wobei die erste Einrichtung in oder über einem Silizium-auf-Isolator, SOI, -Substrat bereitgestellt ist. - Ein Radiofrequenz, RF, -Leistungsverstärker, der folgendes aufweist: eine erste Einrichtung, die folgendes aufweist: einen RF-Eingangsanschluss, einen RF-Ausgangsanschluss, eine Vortreiberstufe, die dazu ausgebildet ist, ein über den RF-Eingangsanschluss empfangenes RF-Eingangssignal zu verstärken, ein erstes Anpassungsnetzwerk, ein zweites Anpassungsnetzwerk und einen Steuerungsschaltkreis, wobei die Vortreiberstufe der ersten Einrichtung über einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist, eine zweite Einrichtung, die einen Heteroübergang-Bipolartransistor, HBT, -Verstärkerschaltkreis aufweist, der über einer oberen Oberfläche der zweiten Einrichtung angeordnet ist, ein Substrat, eine elektrische und thermische Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung und aufweisend eine Säule, die zwischen einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung und einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei das erste Anpassungsnetzwerk zwischen der Vortreiberstufe und dem HBT-Verstärkerschaltkreis elektrisch verbunden ist, wobei das zweite Anpassungsnetzwerk zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und dem RF-Ausgangsanschluss elektrisch verbunden ist, und wobei der Steuerungsschaltkreis dazu ausgebildet ist, den HBT-Verstärkerschaltkreis zu steuern, und wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des ersten Anpassungsnetzwerks zu verstärken, wobei eine Ausgabe des HBT-Verstärkerschaltkreises dem zweiten Anpassungsnetzwerk zugeführt wird, wobei die zweite Einrichtung über der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei die erste Einrichtung über dem Substrat angeordnet ist, und wobei eine untere Oberfläche der zweiten Einrichtung der oberen Oberfläche der ersten Einrichtung gegenüberliegt.
- Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 21 , wobei die elektrische und thermische Verbindung ein thermisch und elektrisch leitfähiges Material aufweist, das zwischen einer unteren Oberfläche der zweiten Einrichtung und einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 21 bis22 , wobei die zweite Einrichtung ferner zumindest ein erstes Durchloch mit einer leitfähigen Durchkontaktierung darin aufweist, und wobei die leitfähige Durchkontaktierung dazu ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und der Vortreiberstufe der ersten Einrichtung bereitzustellen. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 21 bis23 , ferner aufweisend Verbindungsdrähte, die dazu ausgebildet sind, eine elektrische Verbindung zwischen der oberen Oberfläche der ersten Einrichtung und der oberen Oberfläche der zweiten Einrichtung bereitzustellen. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 21 bis24 , ferner aufweisend Verbindungsdrähte, die dazu ausgebildet sind, eine elektrische Verbindung zwischen der oberen Oberfläche der ersten Einrichtung und einer oberen Oberfläche des Substrats bereitzustellen. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 21 bis25 , wobei die erste Einrichtung in oder über einem Silizium-Substrat bereitgestellt ist und wobei die zweite Einrichtung in oder über einem Galliumarsenid, GaAs, - Substrat bereitgestellt ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 21 bis26 , wobei die erste Einrichtung eine komplementäre Metalloxid-Silizium, CMOS, - Einrichtung aufweist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 21 bis26 , wobei die erste Einrichtung in oder über einem Silizium-auf-Isolator, SOI, -Substrat bereitgestellt ist. - Ein Radiofrequenz, RF, -Leistungsverstärker, der folgendes aufweist: eine erste Einrichtung, die folgendes aufweist: eine RF-Eingangsstufe, eine Vortreiberstufe, die dazu ausgebildet ist, ein über einen RF-Eingangsanschluss empfangenes RF-Eingangssignal zu verstärken, und ein erstes Anpassungsnetzwerk, wobei die Vortreiberstufe der ersten Einrichtung über einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet ist, eine zweite Einrichtung, die einen Heteroverbindung-Bipolartransistor, HBT, -Verstärkerschaltkreis aufweist, der über einer oberen Oberfläche der zweiten Einrichtung angeordnet ist, wobei das erste Anpassungsnetzwerk zwischen der Vortreiberstufe und dem HBT-Verstärkerschaltkreis elektrisch verbunden ist, eine dritte Einrichtung, die folgendes aufweist: einen RF-Ausgangsanschluss, ein zweites Anpassungsnetzwerk, das zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und dem RF-Ausgangsanschluss elektrisch verbunden ist, und einen Steuerungsschaltkreis, der dazu ausgebildet ist, den HBT-Verstärkerschaltkreis zu steuern, und ein Substrat, eine erste Säule zwischen der leitfähigen Durchkontaktierung und dem Substrat, und zweite leitfähige Säulen zwischen der ersten Einrichtung und dem Substrat, und dritte leitfähige Säulen zwischen der dritten Einrichtung und dem Substrat, wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des ersten Anpassungsnetzwerks zu verstärken, wobei eine Ausgabe des HBT-Verstärkerschaltkreises dem zweiten Anpassungsnetzwerk zugeführt wird, und wobei die erste, zweite und dritte Einrichtung jeweils gesondert über dem Substrat angeordnet ist.
- Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 29 , wobei die zweite Einrichtung ferner zumindest ein erstes Durchloch mit einer leitfähigen Durchkontaktierung darin aufweist, wobei die leitfähige Durchkontaktierung dazu ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und dem Substrat bereitzustellen. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 29 oder30 , ferner aufweisend Verbindungsdrähte, die dazu ausgebildet sind, die erste und dritte Einrichtung mit der zweiten Einrichtung elektrisch zu verbinden. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 29 bis31 , ferner aufweisend Verbindungsdrähte, die dazu ausgebildet sind, die erste und dritte Einrichtung mit dem Substrat elektrisch zu verbinden. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 20 bis32 , wobei das Substrat einen gestuften Abschnitt aufweist, wobei die zweite Einrichtung über dem gestuften Abschnitt angeordnet ist, und wobei die obere Oberfläche der zweiten Einrichtung im Wesentlichen auf einem selben relativen Niveau wie die oberen Oberflächen der ersten und der dritten Einrichtung angeordnet ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 29 bis33 , wobei die erste Einrichtung in oder über einem Silizium-Substrat bereitgestellt ist, und wobei die zweite Einrichtung in oder über einem Galliumarsenid, GaAs, - Substrat bereitgestellt ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 29 bis34 , wobei die erste Einrichtung eine komplementäre Metalloxid-Silizium, CMOS, - Einrichtung aufweist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 29 bis35 , wobei die erste Einrichtung in oder über einem Silizium-auf-Isolator, SOI, -Substrat bereitgestellt ist. - Ein Radiofrequenz, RF, -Leistungsverstärker, der folgendes aufweist: eine erste Einrichtung, die folgendes aufweist: einen RF-Eingangsanschluss, eine Vortreiberstufe, die dazu ausgebildet ist, ein über die RF-Eingangsstufe empfangenes RF-Eingangssignal zu verstärken, ein erstes Anpassungsnetzwerk und einen Steuerungsschaltkreis, wobei der RF-Eingangsanschluss, die Vortreiberstufe und die RF-Eingangsstufe der ersten Einrichtung über einer oberen Oberfläche der ersten Einrichtung angeordnet sind, eine zweite Einrichtung, die einen Heteroübergang-Bipolartransistor, HBT, -Verstärkerschaltkreis aufweist, der über einer oberen Oberfläche der zweiten Einrichtung angeordnet ist, ein Substrat, das einen RF-Ausgangsanschluss und ein zweites Anpassungsnetzwerk, das zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und dem RF-Ausgangsanschluss elektrisch verbunden ist, aufweist, wobei der Anschluss und der Schaltkreis des Substrats über einer oberen Oberfläche des Substrats angeordnet sind, erste Verbindungsdrähte, die dazu ausgebildet sind, die obere Oberfläche der zweiten Einrichtung mit dem Substrat elektrisch zu verbinden, und eine leitfähige Säule angeordnet zwischen einer leitfähigen Durchkontaktierung und dem Substrat, wobei das erste Anpassungsnetzwerk zwischen der Vortreiberstufe und dem HBT-Verstärkerschaltkreis elektrisch verbunden ist, wobei der Steuerungsschaltkreis dazu ausgebildet ist, den HBT-Verstärkerschaltkreis zu steuern, wobei der HBT-Verstärkerschaltkreis dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des ersten Anpassungsnetzwerks zu verstärken, wobei eine Ausgabe des HBT-Verstärkerschaltkreises dem zweiten Anpassungsnetzwerk zugeführt wird, und wobei die erste und die zweite Einrichtung gesondert über dem Substrat angeordnet sind.
- Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 37 , ferner aufweisend eine elektrische und thermische Verbindung zwischen dem HBT-Verstärkerschaltkreis und dem Substrat. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß
Anspruch 37 oder38 , wobei die elektrische und thermische Verbindung zumindest ein erstes Durchloch mit einer leitfähigen Durchkontaktierung darin, das in der zweiten Einrichtung angeordnet ist, aufweist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 37 bis39 , ferner aufweisend zweite Verbindungsdrähte, die dazu ausgebildet sind, die obere Oberfläche der ersten Einrichtung mit der oberen Oberfläche der zweiten Einrichtung elektrisch zu verbinden, und dritte Verbindungsdrähte, die dazu ausgebildet sind, die obere Oberfläche der ersten Einrichtung mit dem Substrat elektrisch zu verbinden. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 37 bis40 , wobei die erste Einrichtung in oder über einem Silizium-Substrat bereitgestellt ist und wobei die zweite Einrichtung in oder über einem Galliumarsenid, GaAs, - Substrat bereitgestellt ist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 37 bis41 , wobei die erste Einrichtung eine komplementäre Metalloxid-Silizium, CMOS, - Einrichtung aufweist. - Der hybride RF-Leistungsverstärker gemäß einem der
Ansprüche 37 bis42 , wobei die erste Einrichtung in oder über einem Silizium-auf-Isolator, SOI, -Substrat bereitgestellt ist.
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