DE102016201244A1

DE102016201244A1 - Induktiv gekoppelter transformator mit abstimmbarem impedanzanpassungsnetzwerk

Info

Publication number: DE102016201244A1
Application number: DE102016201244.4A
Authority: DE
Inventors: Bill Agar; EJ Hashimoto; Marvin Marbell
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Wolfspeed Inc
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2016-08-11
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: KR101804657B1; KR20160098068A; US20160233849A1; CN105871343A; CN105871343B; DE102016201244B4; US9589916B2

Abstract

Ein gehäuster HF-Leistungstransistor umfasst eine HF-Eingangsleitung, eine DC-Gatevorspannungsleitung, einen HF-Leistungstransistor, welcher einen Gate-, Source- und Drain-Anschluss umfasst, und ein Eingangsanpassungsnetzwerk. Das Eingangsanpassungsnetzwerk umfasst einen primären Induktor, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden ist, einen sekundären Induktor, der mit dem Gate-Anschluss und mit der DC-Gatevorspannungsleitung elektrisch verbunden ist, und einen Abstimmkondensator, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und vom Gate-Anschluss physisch getrennt ist. Das Eingangsanpassungsnetzwerk ist dazu konfiguriert, Gleichspannungen zwischen der HF-Eingangsleitung und dem Gate-Anschluss zu blockieren und Wechselspannungen in einem definierten Frequenzbereich von der HF-Eingangsleitung zum Gate-Anschluss durchzulassen. Der Abstimmkondensator ist dazu konfiguriert, eine Kapazität des Eingangsanpassungsnetzwerks auf Grundlage einer Veränderung der an die HF-Eingangsleitung angelegten Gleichspannung einzustellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft HF-Leistungstransistoren und insbesondere die Eingangsanpassung für HF-Leistungstransistoren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Hochleistungs-HF-Transistoren wie z. B. LDMOS-Transistoren (”Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor”, Lateral Diffundierter Metall-Oxid-Halbleiter) haben eine Eingangs- und Ausgangsimpedanz deutlich niedriger als 50 Ohm (Impedanz mit hohem Q), doch der arbeitende HF-Schaltkreis muss an 50 Ohm angepasst werden. Um die Impedanzanpassung an 50 Ohm zu erleichtern, wird der HF-Transistor typischerweise mit einem Anpassungsschaltkreis am Eingang und Ausgang des Transistors gestaltet, der in dem gehäusten Transistor integriert ist. Das Anpassungsnetzwerk hilft dabei, das Q des gehäusten Transistors zu reduzieren, was die Anpassung an 50 Ohm erleichtert. Typischerweise kann die Verbesserung der Impedanz nur in einem engen Frequenzbereich erreicht werden. Weiterhin hilft das Anpassungsnetzwerk bei der Formung des Frequenzgangs des Transistors und des Verstärkers, so dass eine hohe Verstärkung an der gewünschten Betriebsfrequenz vorliegt, und die Verstärkung außerhalb dieses Frequenzbereichs unterdrückt ist.
Bekannte Techniken zum Häusen von Hochleistungs-HF-Transistoren schließen das Vorsehen eines Tiefpass-L-C-L-Netzwerks zum Anpassen des Eingangs des HF-Transistors ein. Dieses Tiefpass-L-C-L-Netzwerk passt die Eingangsimpedanz des Transistors über einen bestimmten Frequenzbereich an ein niedrigeres Q an. Dieses Tiefpass-L-C-L-Netzwerk weist diskrete Komponenten und elektrische Verbindungen auf. Typischerweise ist das Tiefpass-L-C-L-Netzwerk unter der Annahme eines nominalen Reaktanzwerts gestaltet, der auf einen bestimmten Frequenzbereich abgestimmt ist. Dieser nominale Reaktanzwert nimmt nominale Komponentenwerte (d. h. Kapazität, Induktivität und Widerstand) für die diskreten Komponenten und elektrischen Verbindungen an. Jedoch können die tatsächlichen Komponentenwerte von den nominalen Komponentenwerten wegen Faktoren wie z. B. Prozessveränderungen abweichen. Tatsächlich können kleinere Veränderungen der Komponentenwerte, wie z. B. eine Zunahme der Kapazität um +/–5 Prozent, einen wesentlichen Einfluss auf die Funktion des Eingangsimpedanznetzwerks haben. In vielen Anwendungen kann diese Abweichung signifikant genug sein, so dass der Teil nicht innerhalb der Spezifikationen liegt und verworfen werden muss. Weiterhin kann diese Abweichung zu einem niedrigeren Wirkungsgrad und einer niedrigeren Ausgangsleistung des Geräts führen. Eine bekannte Technik zum Angehen dieses Punkts ist es, das Gerät während der Herstellung zu testen und dann Korrekturmaßnahmen vorzunehmen, um die Abweichungen von den nominalen Werten kompensieren. Jedoch führen diese Techniken zu höheren Kosten und höherer Komplexität und sind zum Kompensieren jeder möglichen Abweichung von den nominalen Werten schlecht gerüstet.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform ist ein gehäuster HF-Leistungstransistor offenbart. Der gehäuste HF-Leistungstransistor weist eine HF-Eingangsleitung, eine DC-Gatevorspannungsleitung, einen HF-Leistungstransistor mit Gate-, Source- und Drain-Anschluss und ein Eingangsanpassungsnetzwerk auf. Das Eingangsanpassungsnetzwerk weist einen primären Induktor, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden ist, einen sekundären Induktor, der mit dem Gate-Anschluss und mit der DC-Gatevorspannungsleitung elektrisch verbunden ist, und einen Abstimmkondensator auf, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und vom Gate-Anschluss physisch getrennt ist. Das Eingangsanpassungsnetzwerk ist dazu konfiguriert, Gleichspannungen zwischen der HF-Eingangsleitung und dem Gate-Anschluss zu blockieren und Wechselspannungen in einem definierten Frequenzbereich von der HF-Eingangsleitung zum Gate-Anschluss durchzulassen. Der Abstimmkondensator ist dazu konfiguriert, eine Kapazität des Eingangsanpassungsnetzwerks auf Grundlage einer Veränderung der an die HF-Eingangsleitung angelegten Gleichspannung einzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein gehäuster HF-Leistungstransistor offenbart. Der gehäuste HF-Leistungstransistor weist eine HF-Eingangsleitung, eine DC-Gatevorspannungsleitung, einen HF-Leistungstransistor mit Gate-, Source- und Drain-Anschluss und ein Eingangsanpassungsnetzwerk auf. Das Eingangsanpassungsnetzwerk weist einen primären Induktor, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden ist, einen sekundären Induktor, der mit dem Gate-Anschluss und mit der DC-Gatevorspannungsleitung elektrisch verbunden ist, und einen Abstimmkondensator auf, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und vom Gate-Anschluss physisch getrennt ist. Die nominalen Komponentenwerte des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks sind optimiert, so dass eine maximale Verstärkung an einer Mittenfrequenz des definierten Frequenzbereichs realisiert ist. Die tatsächlichen Komponentenwerte des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks weichen von den nominalen Komponentenwerten um einen Prozentsatz ab. Ein Kapazitätswert des Abstimmkondensators ist auf Grundlage einer Veränderung der an die HF-Eingangsleitung angelegten Gleichspannung einstellbar, um so die Abweichung zwischen den nominalen Komponentenwerten und den tatsächlichen Komponentenwerten zu kompensieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum Häusen eines HF-Leistungstransistors offenbart. Das Verfahren umfasst das Vorsehen eines gehäusten HF-Leistungstransistors mit einer HF-Eingangsleitung, einer DC-Gatevorspannungsleitung, einem HF-Leistungstransistor mit einem Gate-, Source- und Drain-Anschluss und einem Eingangsanpassungsnetzwerk. Das Eingangsanpassungsnetzwerk weist einen zwischen der HF-Eingangsleitung und dem Gate-Anschluss angeschlossenen Transformator, der dazu konfiguriert ist, Gleichspannungen zwischen der HF-Eingangsleitung und dem Gate-Anschluss zu blockieren und Wechselspannungen in einem definierten Frequenzbereich von der HF-Eingangsleitung zum Gate-Anschluss durchzulassen, und einen Abstimmkondensator auf, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und vom Gate-Anschluss physisch getrennt ist. Das Verfahren umfasst ferner das Testen des gehäusten HF-Leistungstransistors auf eine Abweichung zwischen den nominalen Komponentenwerten des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks und den tatsächlichen Komponentenwerten des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen einer DC-Vorspannung, die über die HF-Eingangsleitung an den Abstimmkondensator angelegt wird und die die Abweichung zwischen den nominalen Komponentenwerten und den tatsächlichen Komponentenwerten kompensiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der diversen dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, es sei denn, sie schließen sich aus. Die Ausführungsformen sind in den Zeichnungen dargestellt und sind in der folgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt ein elektrisches Schema eines gehäusten HF-Leistungstransistors gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt eine physische Konfiguration eines gehäusten HF-Leistungstransistors gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt ein elektrisches Schema eines gehäusten HF-Leistungstransistors gemäß einer weiteren Ausführungsform.
4 zeigt ein elektrisches Schema eines gehäusten HF-Leistungstransistors gemäß einer weiteren Ausführungsform.
5 zeigt eine physische Konfiguration eines gehäusten HF-Leistungstransistors gemäß einer Ausführungsform.
6 zeigt einen Frequenzgang eines gehäusten HF-Leistungstransistors mit nominalen Komponentenwerten gemäß einer Ausführungsform.
7 zeigt einen Frequenzgang eines gehäusten HF-Leistungstransistors mit tatsächlichen Komponentenwerten vor und nach Kompensation gemäß einer Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen ist ein gehäuster HF-Leistungstransistor 100 mit einem Eingangsanpassungsnetzwerk 102 vorgesehen, das einen Transformator 104 zwischen einer HF-Eingangsleitung und einem Gate 106 des HF-Leistungstransistors 100 aufweist. Der Transformator 104 weist einen primären und einen sekundären Induktor 108, 110 auf, die induktiv gekoppelt, aber physisch voneinander getrennt sind. Somit blockiert der Transformator 104 Gleichspannungen zwischen der HF-Eingangsleitung und dem Gate-Anschluss 106 und lässt Wechselspannungen in einem definierten Frequenzbereich von der HF-Eingangsleitung zum Gate-Anschluss 106 durch.
Das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 weist einen Abstimmkondensator 112 auf, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und vom Gate-Anschluss 106 physisch getrennt ist. Das heißt, der Abstimmkondensator 112 befindet sich auf der Primärseite des Transformators 104. Ein Kapazitätswert des Abstimmkondensators 112 kann durch Variieren einer an die HF-Eingangsleitung angelegten DC-Vorspannung eingestellt werden. Folglich kann der Abstimmkondensator 112 dazu verwendet werden, die Kapazität des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 einzustellen, was wiederum dazu verwendet werden kann, die elektrischen Eigenschaften des gehäusten Geräts 101 einzustellen. Beispiele für diese elektrischen Eigenschaften sind Vorwärtsspannungsverstärkung (S21), Spannungsreflexionskoeffizient am Eingangsanschluss (S11) und Intermodulation dritter Ordnung (IM3).
Der HF-Leistungstransistor 100 und der Abstimmkondensator 112 arbeiten in verschiedenen Gleichspannungsbereichen. Zum Beispiel kann ein HF-Leistungstransistor 100, der für eine Leistungsverstärkung geeignet ist, bei einer Gleichspannung von 3 Volt arbeiten. Dagegen kann der Abstimmkondensator 112 bei Spannungen zwischen 10 und 30 Volt betrieben werden. Diese höheren Gleichspannungen können möglicherweise den HF-Leistungstransistor 100 beschädigen. Da der Abstimmkondensator 112 sich auf der Primärseite des Transformators 104 befindet, besteht vorteilhafterweise keine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Abstimmkondensator 112 und dem Gate 106 des HF-Leistungstransistors 100. Somit ist die an den Abstimmkondensator 112 gelieferte Gleichspannung vom Gate 106 des HF-Leistungstransistors 100 isoliert. Jedoch kann ein Wechselspannungssignal über das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 von der HF-Eingangsleitung zum Gate 106 des HF-Leistungstransistors 100 durchgelassen werden.
In 1 ist ein elektrisches Schema eines gehäusten Geräts 101 gezeigt. Das gehäuste Gerät 101 weist zwei Eingangsanschlüsse auf: eine HF-Eingangsleitung und eine DC-Gatevorspannungsleitung. Die HF-Eingangsleitung ist durch ein Eingangsanpassungsnetzwerk 102 an einen Gate-Anschluss 106 des HF-Leistungstransistors 100 elektrisch angeschlossen. Die DC-Gatevorspannungsleitung ist durch das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 mit dem Gate-Anschluss 106 des HF-Leistungstransistors 100 elektrisch verbunden. Weiterhin weist das gehäuste Gerät 101 einen Ausgangsanschluss auf, der an einen Drain-Anschluss des HF-Leistungstransistors 100 angeschlossen ist. Gemäß einer Ausführungsform ist ein. Source-Anschluss des HF-Leistungstransistors 100 mit Erde elektrisch verbunden.
Das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 ist nominal dazu konfiguriert, eine Impedanzanpassung für den HF-Leistungstransistor 100 in einem definierten Frequenzbereich vorzusehen, welcher eine Mittenfrequenz hat, an welcher die Verstärkung des Geräts maximiert ist. Gemäß einer Ausführungsform weist das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 einen primären Induktor 108, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden ist, und einen sekundären Induktor 110 auf, der mit dem Gate-Anschluss 106 und mit der DC-Gatevorspannungsleitung elektrisch verbunden ist. Der primäre und der sekundäre Induktor 108, 110 sind in einer Transformatorkonfiguration induktiv miteinander gekoppelt. Das heißt, es besteht keine physische Verbindung zwischen dem primären und dem sekundären Induktor 108, 110. Jedoch sind der primäre und der sekundäre Induktor 108, 110 in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet, so dass ein von dem einen erzeugtes Magnetfeld einen Strom in dem anderen induziert und umgekehrt. Eine ausführlichere Erläuterung eines Eingangsanpassungsnetzwerks 102 mit einer Transformatorkonfiguration findet sich in der US-Patentanmeldung 14/069,867 von Marbell, deren Inhalt in seiner Gesamtheit als Bezug aufgenommen ist. Wegen der Transformatorkonfiguration des primären und des sekundären Induktors 108, 110 blockiert der Transformator 104 Gleichspannungen und bestimmte Niederfrequenz-Wechselspannungssignale vom Fortschreiten von der HF-Eingangsleitung zum Gate-Anschluss 106 und erlaubt, dass höherfrequente Wechselspannungen in einem definierten Frequenzbereich von der HF-Eingangsleitung zum Gate-Anschluss 106 durchgelassen werden. Zum Beispiel kann der Transformator 104 Signale mit einer Frequenz von weniger als 100 Megahertz (MHz) blockieren, während Wechselspannungssignale im Bereich von 1,9–2,1 Gigahertz (GHz) passieren können.
Das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 weist ferner einen Abstimmkondensator 112 auf, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden ist. Der Abstimmkondensator 112 ist ein variabler Kondensator (d. h. ein ”Varaktor” oder ”Varicap”) mit einem Kapazitätswert, der auf Grundlage eines Gleichspannungssignals einstellbar ist, das an einen der Anschlüsse des Abstimmkondensators 112 angelegt wird, wobei der andere Anschluss mit Erde verbunden ist. Die elektrische Verbindung zwischen dem Abstimmkondensator 112 und der HF-Eingangsleitung kann durch einen leitenden Bonddraht vorgesehen sein, welcher intrinsisch induktiv ist. Der Abstimmkondensator 112 ist mit dem primären Induktor elektrisch verbunden und ist vom Gate-Anschluss 106 des HF-Leistungstransistors 100 physisch getrennt. Das heißt, es bestehen keine elektrisch leitenden Strukturen, die einen einzelnen Knoten liefern, an welchem die Gleichspannung über dem Abstimmkondensator 112 immer mit der Gleichspannung am Gate-Anschluss 106 identisch ist. Somit wird eine Gleichspannung, die an die HF-Eingangsleitung angelegt wird und am nicht geerdeten Anschluss des Abstimmkondensators 112 vorliegt, vom Gate-Anschluss 106 blockiert. Jedoch gelangt eine Wechselspannungskomponente eines Signals, das an die HF-Eingangsleitung angelegt wird und am nicht geerdeten Anschluss des Abstimmkondensators 112 vorliegt, über die induktive Kopplung des primären und des sekundären Induktors 108, 110 im Transformator 104 zum Gate-Anschluss 106.
Der Abstimmkondensator 112 ist dazu konfiguriert, eine Kapazität des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 auf Grundlage einer Veränderung der an die HF-Eingangsleitung angelegten Gleichspannung einzustellen. Zum Beispiel kann der Abstimmkondensator 112 eine Kapazität von 28 Pikofarad (pF) bei einer DC-Vorspannung von 28 Volt (V) und eine Kapazität von 34 Pikofarad (pF) bei einer DC-Vorspannung von 15 Volt haben. Folglich ist der Frequenzgang des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 einstellbar.
Das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 weist erste und zweite Primärseitenkondensatoren 114, 116 auf. Die Primärseitenkondensatoren 114, 116 sind mit dem primären Induktor 108 elektrisch verbunden. Weiterhin sind die Primärseitenkondensatoren 114, 116 vom sekundären Induktor 110 ebenso wie vom Gate-Anschluss 106 des HF-Transistors physisch getrennt. In der Ausführungsform von 1 ist der erste Primärseitenkondensator 114 als variabler Kondensator konfiguriert und stellt den Abstimmkondensator 112 des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 dar. Das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 weist weiterhin erste und zweite Sekundärseitenkondensatoren 118, 120 auf. Die Sekundärseitenkondensatoren 118, 120 sind mit dem sekundären Induktor 110 elektrisch verbunden. Weiterhin sind die Sekundärseitenkondensatoren 118, 120 vom primären Induktor 108 ebenso wie von der HF-Eingangsleitung physisch getrennt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Abstimmkondensator 112 dazu konfiguriert, bei einer DC-Vorspannung zwischen 0 und 40 Volt zu arbeiten. In diesem Betriebsbereich liefert der Abstimmkondensator 112 die C-U-Eigenschaften eines Kondensators. Weiterhin ist der HF-Leistungstransistor 100 dazu konfiguriert, bei einer DC-Vorspannung zwischen 0 und 4 Volt zu arbeiten. In diesem Betriebsbereich liefert der HF-Leistungstransistor 100 die I-U-Eigenschaften eines Transistors. Außerhalb dieser Betriebsbereiche sind diese Geräte fehleranfällig und liefern nicht notwendigerweise die I-U-Eigenschaften eines Kondensators oder Transistors. Zum Beispiel ist bei Gate-Spannungen von 10 Volt der HF-Leistungstransistor 100 fehleranfällig wegen diverser Phänomene aufgrund hoher elektrischer Feldstärke, wie z. B. Lawinendurchbruch und Spannungsdurchbruch. Vorteilhafterweise erlaubt die Transformatorkonfiguration des Eingangsanpassungsnetzwerks 102, dass der Abstimmkondensator 112 im gesamten Bereich von 0 bis 40 Volt betrieben wird, ohne dass Spannungen, die den HF-Leistungstransistor 100 (d. h. 4 bis 40 Volt) beschädigen, an den HF-Leistungstransistor 100 angelegt werden.
2 zeigt eine strukturelle Konfiguration des gehäusten Geräts 101 gemäß einer Ausführungsform. 2A zeigt eine Draufsicht des gehäusten Geräts 101, 2B zeigt eine Diagonalansicht des gehäusten Geräts 101, und 2C zeigt eine Detailansicht von Bonddrähten und einer segmentierten Kondensatoranordnung 124 in dem gehäusten Gerät 101.
Das Gehäuse des gehäusten Geräts 101 weist ein elektrisch leitendes Substrat 122 auf, das einen Erdanschluss für das gehäuste Gerät 101 liefert. Jede der Komponenten, die am das Gehäuse angeordnet sind, hat einen Oberflächenanschluss, der über eine elektrische Verbindung zum Substrat 122 geerdet werden kann. Zum Beispiel ist der HF-Leistungstransistor 100 eine sogenannte Source-Down-Konfiguration, so dass der Source-Anschluss des Geräts durch eine Verbindung mit dem Substrat 122 geerdet wird.
Wie in 2 gezeigt, weist das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 erste und zweite segmentierte Kondensatoranordnungen 124, 126 auf, die zwischen der HF-Eingangsleitung und dem HF-Leistungstransistor 100 angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform sind die erste und die zweite segmentierte Kondensatoranordnung 124, 126 Halbleitergeräte. Die erste und die zweite segmentierte Kondensatoranordnung 124, 126 weisen mehrere diskrete Kondensatoren auf, die zueinander benachbart in einer länglichen Reihung angeordnet sind. Das heißt, die erste und die zweite segmentierte Kondensatoranordnung 124, 126 sind in einem Einheitszellenformat konfiguriert, so dass eine gewünschte Kapazität durch Verbinden einer Anzahl der diskreten Kondensatoren geliefert werden kann. Folglich bestimmt die Länge der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126, wie viele diskrete Kondensatoren für die Verbindung verfügbar sind, und bestimmt daher eine maximale Kapazität eines Kondensators, der von der ersten oder der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 gebildet ist.
Das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 des gehäusten Geräts 101 weist einen ersten und einen zweiten Satz von Bonddrähten 128, 130 auf. Der erste und der zweite Satz von Bonddrähten 128, 130 werden durch mehrere individuelle Bonddrähte benachbart zueinander in einer parallelen Konfiguration gebildet. Der erste Satz von Bonddrähten 128 ist mit der HF-Eingangsleitung und mit der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 elektrisch verbunden. Jedoch ist der erste Satz von Bonddrähten 128 vom Gate-Anschluss 106 des HF-Leistungstransistors 100 physisch getrennt. Der zweite Satz von Bonddrähten 130 ist mit dem Gate-Anschluss 106 und der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 elektrisch verbunden. Jedoch ist der zweite Satz von Bonddrähten 130 von der HF-Eingangsleitung physisch getrennt.
Der Transformator 104 des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 ist durch Abschnitte des ersten und des zweiten Satzes von Bonddrähten 128, 130 gebildet, die fingerartig ineinander greifen. Insbesondere ist der primäre Induktor 108 durch Abschnitte des ersten Satzes von Bonddrähten 128 gebildet, die sich zwischen der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 erstrecken, und der sekundäre Induktor 110 ist durch Abschnitte des zweiten Satzes von Bonddrähten 130 gebildet, die sich zwischen der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 erstrecken. Der Kopplungskoeffizient des Transformators 104 wird durch eine Vielzahl von physikalischen Parametern der Abschnitte der Bonddrähte bestimmt, wie z. B. Höhe der Drähte, Abstand zwischen den Bonddrähten, Länge der Abschnitte, etc.
Gemäß der Ausführungsform von 2 weist die erste segmentierte Kondensatoranordnung 124 mehrere variable Kondensatoren abwechselnd mit mehreren statischen Kondensatoren auf. Der erste Satz von Bonddrähten 128 ist mit den variablen Kondensatoren in der ersten segmentierten Kondensatoranordnung 124 elektrisch verbunden, um den ersten Primärseitenkondensator 114 zu bilden, wie in 1 dargestellt. Somit ist der Abstimmkondensator 112 des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 aus den variablen Kondensatoren in der ersten segmentierten Kondensatoranordnung 124 gebildet. Weiterhin ist der zweite Satz von Bonddrähten 130 mit den statischen Kondensatoren in der ersten segmentierten Kondensatoranordnung 124 elektrisch verbunden, um den ersten Sekundärseitenkondensator 118 zu bilden, wie in 1 dargestellt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite segmentierte Kondensatoranordnung 126 ausschließlich aus statischen Kondensatoren gebildet. Der erste Satz von Bonddrähten 128 ist mit den statischen Kondensatoren in der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 126 elektrisch verbunden, um den zweiten Primärseitenkondensator 116 zu bilden, wie in 1 dargestellt. Weiterhin ist der zweite Satz von Bonddrähten 130 mit den statischen Kondensatoren in der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 126 elektrisch verbunden, um den zweiten Sekundärseitenkondensator 120 zu bilden, wie in 1 dargestellt.
3 zeigt ein elektrisches Schema eines gehäusten Geräts 101 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der Schaltkreis von 3 ist identisch zum Schaltkreis von 1 konfiguriert, mit der Ausnahme, dass der zweite Primärseitenkondensator 116 kein statischer Kondensator ist. Stattdessen ist der zweite Primärseitenkondensator 116 als variabler Kondensator konfiguriert. Somit weist das Eingangsanpassungsnetzwerk 102 zwei Abstimmkondensatoren 112 auf. Kollektiv können die Abstimmkondensatoren 112 dazu verwendet werden, die Reaktanz des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 unter Verwendung eines Gleichspannungssignals einzustellen und daher Komponentenveränderungen in der vorher beschriebenen Weise zu kompensieren. Da beide der Abstimmkondensatoren 112 auf der Primärseite des Transformators 104 angeschlossen und über den ersten Satz von Bonddrähten 128 direkt mit der HF-Eingangsleitung verbunden sind, wird ein an die HF-Eingangsleitung angelegtes Gleichspannungssignal zu beiden der Abstimmkondensatoren 112 geleitet. Somit hat der Schaltkreis von 3 einen großen Bereich von einstellbaren Kapazitätswerten für das Eingangsanpassungsnetzwerk 102, ohne dass schädigende Gleichspannungen am Gate-Anschluss 106 des HF-Leistungstransistors 100 auftreten.
Das gehäuste Gerät 101 von 3 kann die in 2 gezeigte strukturelle Konfiguration aufweisen. Die beiden Abstimmkondensatoren 112 können durch Konfigurieren sowohl der ersten als auch der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 mit mehreren variablen Kondensatoren abwechselnd mit mehreren statischen Kondensatoren vorgesehen sein. Das heißt, die zweite segmentierte Kondensatoranordnung 126 kann identisch zur ersten segmentierten Kondensatoranordnung 124 konfiguriert sein, wie mit Bezug auf 2 beschrieben. In dieser Konfiguration ist der erste Satz von Bonddrähten 128 mit den variablen Kondensatoren in sowohl der ersten als auch der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 elektrisch verbunden. Der zweite Satz von Bonddrähten 130 ist mit den statischen Kondensatoren in sowohl der ersten als auch der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 elektrisch verbunden.
4 zeigt ein elektrisches Schema eines gehäusten Geräts 101 gemäß einer weiteren Ausführungsform. In der Ausführungsform von 4 ist der Abstimmkondensator 112 getrennt von dem ersten und zweiten Primärseitenkondensator 114, 116 angeordnet. In dieser Konfiguration sind der erste und der zweite Primärseitenkondensator 114, 116 statische Kondensatoren. Der Abstimmkondensator 112 ist mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und befindet sich auf der Primärseite des Transformators 104, so dass eine an die HF-Eingangsleitung angelegte Gleichspannung am Abstimmkondensator 112 vorliegt, aber nicht am Gate-Anschluss 106 des HF-Leistungstransistors 100.
5 zeigt eine strukturelle Konfiguration des gehäusten Geräts 101, das schematisch in 4 dargestellt ist. 5A zeigt eine Draufsicht des gehäusten Geräts 101, und 5B zeigt eine Diagonalansicht des gehäusten Geräts 101. Im Gegensatz zu der Konfiguration von 3 weist das gehäuste Gerät 101 von 5 einen dritten Kondensatorblock 132 auf. Der dritte Kondensatorblock 132 ist zwischen der HF-Eingangsleitung und der ersten segmentierten Kondensatoranordnung 124 angeordnet. Der erste Satz von Bonddrähten 128 ist mit dem dritten Kondensatorblock 132 elektrisch verbunden ebenso wie mit der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126. Der dritte Kondensatorblock 132 ist als variabler Kondensator konfiguriert. Somit ist der Abstimmkondensator 112 von dem variablen Kondensator des dritten Kondensatorblocks 132 gebildet. Weiterhin können in dieser Konfiguration die erste und die zweite segmentierte Kondensatoranordnung 124, 126 derart ausgebildet sein, dass jeder der Kondensatoren ein statischer Kondensator ist.
Die Kompensationswirkung des Abstimmkondensators 112 wird nun diskutiert. Das hierin beschriebene gehäuste Gerät 101 ist gemäß nominalen Komponentenwerten gestaltet und hergestellt. Ein nominaler Komponentenwert ist ein theoretischer elektrischer Parameter, der ein Idealziel des Herstellungsprozesses ist. Dagegen ist ein tatsächlicher Komponentenwert ein elektrischer Parameter, der durch den Herstellungsprozess tatsächlich realisiert wird und der vom nominalen Komponentenwert abweichen kann. Somit beschreibt das Prozessfenster eines bestimmten Herstellungsprozesses die Wahrscheinlichkeit, dass ein tatsächlicher Komponentenwert (oder Komponentenwerte) vom nominalen Komponentenwert (oder Komponentenwerten) abweicht. Beispiele für derartige Komponentenwerte, die probabilistisch von nominalen Werten abweichen, sind (sind aber nicht auf diese beschränkt): Eingangskapazität des HF-Leistungstransistors 100, Ausgangskapazität des HF-Leistungstransistors 100, Kapazität der statischen Kondensatoren im Eingangsanpassungsnetzwerk 102 und Induktivität der Bonddrähte im Eingangsanpassungsnetzwerk 102. Diese Abweichungen treten aus einer Vielzahl von Gründen auf. Zum Beispiel können die Verarbeitungstechniken, die zum Bilden des ersten und des zweiten Satzes von Bonddrähten 128, 130 verwendet werden, schwierig vollständig zu kontrollieren sein. Entsprechend sind die Höhen der Bonddrähte 128, 130 anfällig für Abweichungen. Diese Abweichungen bewirken, dass die Induktivitäten der Bonddrähte 128, 130 variieren. Weiterhin kann der Halbleiterprozess, der zum Bilden der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung 124, 126 und des HF-Leistungstransistors 100 verwendet wird, anfällig für Veränderungen sein. Folglich kann die Kapazität der Primärseitenkondensatoren 114, 116, der Sekundärseitenkondensatoren 118, 120 und des HF-Leistungstransistors 100 variieren.
In 6 ist eine beispielhafte nominale Reaktion des gehäusten Geräts 101 gezeigt. Die Kurven von 6 gehen von einem Eingangsanpassungsnetzwerk 102 und einem Leiterplatten-Anpassungsnetzwerk aus, die zusammen die Eingangsimpedanz des HF-Leistungstransistors 100 in eine 50 Ohm-Last umwandeln. Die nominalen Komponentenwerte des HF-Leistungstransistors 100 und des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 sind optimiert, so dass eine maximale Verstärkung an einer Mittenfrequenz von 2,00 GHz in einem definierten Frequenzbereich von 1,97 bis 2,03 GHz realisiert ist. Außerhalb dieses definierten Frequenzbereichs sind die Verstärkung und der Wirkungsgrad des gehäusten Geräts 101 reduziert.
6A zeigt eine nominale Vorwärtsspannungsverstärkung (S21) des gehäusten HF-Leistungstransistors und einen nominalen Spannungsreflexionskoeffizienten am Eingangsanschluss (S11) gemäß einer Ausführungsform. 6B zeigt eine Verschiebung der nominalen Einfügungsphase, d. h. eine Verzögerung (S21) des gehäusten HF-Leistungstransistors.
In 7, welche 7A und 7B enthält, sind beispielhafte tatsächliche Parameter des gehäusten Geräts 101 vor und nach Kompensation gezeigt. Die tatsächlichen Komponentenwerte des HF-Leistungstransistors 100 und des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 können von den nominalen Eigenschaften um mehrere Prozentsätze abweichen, wie z. B. +/–1%, +/–5%, +/–10% etc. Im Beispiel von 7 ist eine tatsächliche Eingangskapazität des HF-Leistungstransistors 100 um 5 Prozent höher als der nominale Wert, und eine Induktivität eines Gate-Drahtabschnitts 134, der das Gate 106 des HF-Leistungstransistors 100 mit dem Transformator 104 verbindet, ist um 5 Prozent höher als nominal. Die Linien 200, 202, 204 zeigen den Einfluss auf die elektrischen Parameter des gehäusten Geräts 101 wegen dieser Abweichungen. Die Linien 206, 208, 210 zeigen den Einfluss auf die elektrischen Parameter des gehäusten Geräts 101, nachdem eine Kapazität des Abstimmkondensators 112 durch eine an die HF-Eingangsleitung angelegte Gleichspannung eingestellt worden ist.
In 7A zeigt die Linie 200 die tatsächliche Vorwärtsspannungsverstärkung (S21) des gehäusten HF-Leistungstransistors, und die Linie 202 zeigt den tatsächlichen nominalen Spannungsreflexionskoeffizienten am Eingangsanschluss (S11), wobei der Abstimmkondensator 112 eine Kapazität von 35 pF hat. Wie man sehen kann, sind diese Parameter wegen der Abweichung der Komponentenwerte verzerrt, so dass sie nicht perfekt symmetrisch mit Bezug auf die Mittenfrequenz von 2,00 GHz sind. Diese Verzerrung kann bei einer gegebenen Anwendung inakzeptabel sein, so dass bei Abwesenheit von Korrekturmaßnahmen das Teil verworfen werden muss. Jedoch wird diese Verzerrung durch eine Veränderung der Kapazität des Abstimmkondensators 112 wirksam beseitigt. Die Linie 206 zeigt die tatsächliche Vorwärtsspannungsverstärkung (S21) des gehäusten HF-Leistungstransistors, und die Linie 208 zeigt den tatsächlichen Spannungsreflexionskoeffizienten am Eingangsanschluss (S11), wobei der Abstimmkondensator 112 nach unten auf eine Kapazität von 32,7 pF eingestellt ist. Diese Einstellung kann durch geeignete Vorspannung an der HF-Eingangsleitung in der oben beschriebenen Weise durchgeführt werden. Wie man sehen kann, kompensiert die Einstellung der Kapazität des Abstimmkondensators 112 vollständig die Abweichung zwischen den nominalen und tatsächlichen Parameterwerten. Somit können die elektrischen Eigenschaften des gehäusten Geräts 101 dicht an oder genau in Übereinstimmung mit einer nominalen Vorwärtsspannungsverstärkung (S21) und einem nominalen Spannungsreflexionskoeffizienten am Eingangsanschluss (S11) gebracht werden, wie in 6A gezeigt.
In 7B zeigt die Linie 204 die tatsächliche Verschiebung der Einfügungsphase, d. h. der Verzögerung (S21) des gehäusten Geräts 101, wobei der Abstimmkondensator 112 eine Kapazität von 35 pF hat. Wie man sehen kann, resultiert die Abweichung der Komponentenwerte in ungefähr 11 Grad Phasenverschiebung zwischen nominal und tatsächlich für das gehäuste Gerät 101. Diese Verschiebung kann für eine gegebene Anwendung inakzeptabel sein, so dass bei Abwesenheit von Korrekturmaßnahmen das Teil verworfen werden muss. Die Linie 210 zeigt die tatsächliche Verschiebung der Einfügungsphase, d. h. der Verzögerung (S21) des gehäusten Geräts 101, nachdem die Kapazität des Abstimmkondensators 112 auf 32,7 pF in der hier diskutierten Weise eingestellt worden ist (d. h. durch Einstellung einer Gleichspannung an der HF-Eingangsleitung). Wie man sehen kann, kompensiert diese Einstellung der Kapazität des Abstimmkondensators 112 vollständig die Abweichung zwischen den nominalen und tatsächlichen Parameterwerten. Entsprechend kann durch Einstellen der Gleichspannung an der HF-Eingangsleitung der gehäuste HF-Leistungstransistor dicht an oder genau in Übereinstimmung mit der Verschiebung der nominalen Einfügungsphase, d. h. der Verzögerung (S21) des gehäusten Geräts 101 gebracht werden.
Die 6–7 stellen eine beispielhafte Konfiguration eines gehäusten Geräts 101 dar, das auf eine bestimmte Frequenz optimiert ist, jedoch kann das Kompensationsprinzip auf eine Vielzahl von Komponentenwerten angewandt werden. Weiterhin kann das Kompensationsprinzip auf verschiedene Gehäusekonfigurationen angewandt werden, falls das Gehäuse einen Transformator aufweist, der den Abstimmkondensator 112 in der hierin beschriebenen Weise isoliert. Zum Beispiel kann das gehäuste Gerät 101 einen Ausgangsanpassungsschaltkreis aufweisen, der im Wesentlichen ähnlich zu oder identisch mit dem mit Bezug auf 9 der US-Patentanmeldung 14/069,867 von Marbell beschriebenen Ausgangsanpassungsschaltkreis ist.
Ein Verfahren zum Vorsehen eines gehäusten Geräts 101 wird nun diskutiert. Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren das Vorsehen eines gehäusten Geräts 101 gemäß einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen auf. Danach wird das Gerät getestet, um eine Abweichung zwischen den nominalen Komponentenwerten des HF-Leistungstransistors 100 und des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 und den tatsächlichen Komponentenwerten des HF-Leistungstransistors 100 und des Eingangsanpassungsnetzwerks 102 zu detektieren. Dieser Testprozess kann durch individuelles Testen der Komponenten ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Testprozess das Messen mindestens eines von Folgendem umfassen: einer Eingangskapazität des HF-Leistungstransistors 100, einer Ausgangskapazität des HF-Leistungstransistors 100, einer Kapazität mindestens eines der statischen Kondensatoren im Eingangsanpassungsnetzwerk 102 und einer Induktivität mindestens eines der Bonddrähte im Eingangsanpassungsnetzwerk 102. Alternativ kann der Testprozess an den Eingangs-/Ausgangsanschlüssen des gehäusten Geräts 101 ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Testprozess das Messen mindestens eines von Folgendem umfassen: einer Verschiebung der Einfügungsphase des gehäusten Geräts 101, einer tatsächlichen Vorwärtsspannungsverstärkung des gehäusten Geräts 101 und eines Spannungsreflexionskoeffizienten am Eingangsanschluss.
Nach dem Testen wird eine DC-Vorspannung bestimmt, die über die HF-Eingangsleitung an den Abstimmkondensator 112 angelegt wird und die die Abweichung zwischen den nominalen Komponentenwerten und den tatsächlichen Komponentenwerten kompensiert. Diese Bestimmung kann experimentell (d. h. durch Einstellen der DC-Vorspannung und Messen der Reaktion im gehäusten Gerät 101) oder theoretisch (d. h. durch Berechnen einer geeigneten Kapazität für die Abstimmung) durchgeführt werden.
Vorteilhafterweise erlaubt das hierin offenbarte Verfahren die Herstellung eines gehäusten Geräts 101 mit erhöhter Ausbeute und niedrigeren Kosten. Da der Abstimmkondensator 112 als Teil des Geräts hergestellt wird, z. B. unter Verwendung von segmentierten Kondensatoranordnungen, ist die Zeit und der Aufwand zum Kompensieren der Abweichungen zwischen nominalen und tatsächlichen Werten äußerst niedrig im Vergleich mit konventionellen Techniken. Beispiele für konventionelle Techniken für das Kompensieren von Abweichungen zwischen nominalen und tatsächlichen Komponentenwerten sind: Einstellung der Höhen der Bonddrahtschleifen nach dem Testen; und Auswählen von Komponenten (d. h. Transistoren und Kondensatoren) an Stellen in der Nähe auf dem gleichen Wafer, welche wahrscheinlich konsistenter miteinander sind, zur Verwendung in einem einzigen Gehäuse. Diese beiden Techniken sind nicht vollständig wirksam und erhöhen den Aufwand und die Zeit für den Prozess. Vorteilhafterweise eliminiert das hierin beschriebene Verfahren die Notwendigkeit dieser konventionellen Techniken, da das Gerät einfach und wirksam unter Verwendung einer Gleichspannung kompensiert werden kann. Die Schaltung, die das gehäuste Gerät 101 steuert, kann gemäß allgemein bekannten Techniken gestaltet werden, so dass die an die HF-Eingangsleitung angelegte Gleichspannung programmierbar und einstellbar ist.
Der Ausdruck ”elektrisch verbunden” beschreibt eine permanente niederohmige Verbindung zwischen elektrisch verbundenen Elementen, zum Beispiel einen direkten Kontakt zwischen den betreffenden Elementen, oder eine niederohmige Verbindung über ein Metall und/oder einen hoch dotierten Halbleiter. Der Ausdruck ”elektrisch angeschlossen” beinhaltet, dass ein oder mehrere zwischenliegende Elemente, die zur Signalübertragung ausgebildet sind, zwischen den elektrisch angeschlossenen Elementen vorgesehen sein können, zum Beispiel Transformatoren und/oder Transistoren. Eine elektrische Verbindung zwischen zwei Elementen bildet einen Knoten, der trotz Störwirkungen auf einer konstanten Wechsel- und Gleichspannung verbleibt. Dagegen kann, wenn zwei Elemente aneinander elektrisch angeschlossen sind, eine Wechsel- oder Gleichspannung über der elektrischen Kopplung variieren.
Räumliche Bezugsausdrücke wie z. B. ”unter”, ”unterhalb”, ”niedriger”, ”über”, ”oberhalb”, ”höher” und dergleichen zur Vereinfachung der Beschreibung werden verwendet, um die Positionierung eines Elements relativ zu einem zweiten Element zu erläutern. Diese Ausdrücke sollen die verschiedenen Orientierungen des Geräts einschließen, zusätzlich zu den verschiedenen, in den Figuren gezeigten Orientierungen. Weiterhin werden Ausdrücke wie z. B. ”erste”, ”zweite” und dergleichen ebenso verwendet, um diverse Elemente, Bereiche, Abschnitte etc. zu beschreiben, und sollen auch nicht einschränkend wirken. Gleiche Ausdrücke beziehen sich in der Beschreibung auf gleiche Elemente.
Wie hierin verwendet, sind die Ausdrücke ”mit”, ”enthaltend”, ”aufweisend”, ”umfassend” und dergleichen Ausdrücke mit offenem Ende, die das Vorliegen von aufgeführten Elementen oder Merkmalen anzeigen, aber weitere Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die Artikel ”ein”, ”eine” und ”der”, ”die”, ”das” sollen die Mehrzahlformen ebenso wie die Einzahlformen einschließen, außer der Zusammenhang gibt eindeutig etwas Anderes vor.
Berücksichtigt man den obigen Bereich von Veränderungen und Anwendungen, so versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung durch die vorstehende Beschreibung nicht eingeschränkt ist, und sie ist auch durch die beigefügten Zeichnungen nicht eingeschränkt. Stattdessen ist die vorliegende Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche und ihre legalen Äquivalente eingeschränkt.

Claims

Gehäuster HF-Leistungstransistor, welcher Folgendes umfasst: eine HF-Eingangsleitung; eine DC-Gatevorspannungsleitung; einen HF-Leistungstransistor, welcher einen Gate-, Source- und Drain-Anschluss umfasst; und ein Eingangsanpassungsnetzwerk, welches Folgendes umfasst: einen primären Induktor, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden ist; einen sekundären Induktor, der mit dem Gate-Anschluss und der DC-Gatevorspannungsleitung elektrisch verbunden ist; und einen Abstimmkondensator, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und vom Gate-Anschluss physisch getrennt ist; wobei das Eingangsanpassungsnetzwerk dazu konfiguriert ist, Gleichspannungen zwischen der HF-Eingangsleitung und dem Gate-Anschluss zu blockieren und Wechselspannungen in einem definierten Frequenzbereich von der HF-Eingangsleitung zum Gate-Anschluss durchzulassen, und wobei der Abstimmkondensator dazu konfiguriert ist, eine Kapazität des Eingangsanpassungsnetzwerks auf Grundlage einer Veränderung der an die HF-Eingangsleitung angelegten Gleichspannung einzustellen.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach Anspruch 1, wobei der primäre und der sekundäre Induktor in einer Transformatorkonfiguration induktiv miteinander gekoppelt sind, wobei der Transformator dazu konfiguriert ist, Gleichspannungen zu blockieren und Wechselspannungen durchzulassen, und wobei der Abstimmkondensator mit dem primären Induktor elektrisch verbunden ist.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach Anspruch 2, wobei das Eingangsanpassungsnetzwerk Folgendes umfasst: eine erste und eine zweite segmentierte Kondensatoranordnung, die zwischen der HF-Eingangsleitung und dem HF-Leistungstransistor angeordnet sind; einen ersten Satz von Bonddrähten, die mit der HF-Eingangsleitung und mit der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung elektrisch verbunden sind; einen zweiten Satz von Bonddrähten, die mit dem Gate-Anschluss und mit der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung elektrisch verbunden sind, wobei der primäre Induktor durch Abschnitte des ersten Satzes von Bonddrähten gebildet ist, die sich zwischen der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung erstrecken, und wobei der sekundäre Induktor durch Abschnitte des zweiten Satzes von Bonddrähten gebildet ist, die sich zwischen der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung erstrecken.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach Anspruch 3, wobei die erste segmentierte Kondensatoranordnung mehrere variable Kondensatoren abwechselnd mit mehreren statischen Kondensatoren umfasst, wobei der erste Satz von Bonddrähten mit den variablen Kondensatoren in der ersten segmentierten Kondensatoranordnung elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Satz von Bonddrähten mit den statischen Kondensatoren in der ersten segmentierten Kondensatoranordnung elektrisch verbunden ist, und wobei der Abstimmkondensator aus den variablen Kondensatoren in der ersten segmentierten Kondensatoranordnung gebildet ist.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach Anspruch 4, wobei die zweite segmentierte Kondensatoranordnung mehrere variable Kondensatoren abwechselnd mit mehreren statischen Kondensatoren umfasst, wobei der erste Satz von Bonddrähten mit den variablen Kondensatoren in der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Satz von Bonddrähten mit den statischen Kondensatoren in der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung elektrisch verbunden ist, und ferner einen zweiten Abstimmkondensator umfasst, der aus den variablen Kondensatoren in der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung gebildet ist.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Eingangsanpassungsnetzwerk ferner einen dritten Kondensatorblock umfasst, der zwischen der HF-Eingangsleitung und dem HF-Leistungstransistor angeordnet ist und welcher einen variablen Kondensator umfasst, wobei der erste Satz von Bonddrähten mit dem dritten Kondensatorblock elektrisch verbunden ist, und wobei der Abstimmkondensator den variablen Kondensator des dritten Kondensatorblocks umfasst.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach Anspruch 6, wobei jeder der Kondensatoren in der ersten und der zweiten segmentierten Kondensatoranordnung ein statischer Kondensator ist.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Abstimmkondensator dazu konfiguriert ist, bei einer DC-Vorspannung zwischen 0 und 40 Volt zu arbeiten, und wobei der HF-Leistungstransistor dazu konfiguriert ist, bei einer DC-Vorspannung zwischen 0 und 4 Volt zu arbeiten.
Gehäuster HF-Leistungstransistor, welcher Folgendes umfasst: eine HF-Eingangsleitung; eine DC-Gatevorspannungsleitung; einen HF-Leistungstransistor, welcher einen Gate-, Source- und Drain-Anschluss umfasst; und ein Eingangsanpassungsnetzwerk, welches Folgendes umfasst: einen primären Induktor, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden ist; einen sekundären Induktor, der mit dem Gate-Anschluss und mit der DC-Gatevorspannungsleitung elektrisch verbunden ist; und einen Abstimmkondensator, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und vom Gate-Anschluss physisch getrennt ist; wobei die nominalen Komponentenwerte des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks optimiert sind, so dass eine maximale Verstärkung an einer Mittenfrequenz des definierten Frequenzbereichs realisiert ist, wobei die tatsächlichen Komponentenwerte des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks von den nominalen Komponentenwerten um einen Prozentsatz abweichen, und wobei ein Kapazitätswert des Abstimmkondensators auf Grundlage einer Veränderung der an die HF-Eingangsleitung angelegten Gleichspannung einstellbar ist, um so die Abweichung zwischen den nominalen Komponentenwerten und den tatsächlichen Komponentenwerten zu kompensieren.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach Anspruch 9, wobei die nominalen Komponentenwerte des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks mindestens eines von Folgendem umfassen: Eingangskapazität des HF-Leistungstransistors, Ausgangskapazität des HF-Leistungstransistors, eine Kapazität der statischen Kondensatoren im Eingangsanpassungsnetzwerk und eine Induktivität der Bonddrähte im Eingangsanpassungsnetzwerk, und wobei die tatsächlichen Komponentenwerte von den nominalen Komponentenwerten um +/–5 Prozent abweichen.
Gehäuster HF-Leistungstransistor nach Anspruch 10, wobei die tatsächliche Eingangskapazität des HF-Leistungstransistors um 5 Prozent höher als der nominale Komponentenwert ist, wobei die Induktivität eines der Bonddrähte im Eingangsanpassungsnetzwerk um 5 Prozent höher als der nominale Komponentenwert ist, wobei die Abweichung der tatsächlichen Komponentenwerte von den nominalen Komponentenwerten eine Einfügungsphase des gehäusten HF-Leistungstransistors um 11 Prozent verschiebt, und wobei ein Kapazitätswert des Abstimmkondensators einstellbar ist, um die Verschiebung der Einfügungsphase vollständig zu kompensieren.
Verfahren zum Hausen eines HF-Leistungstransistors, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Vorsehen eines gehäusten HF-Leistungstransistors, welcher eine HF-Eingangsleitung, eine DC-Gatevorspannungsleitung, einen HF-Leistungstransistor, welcher einen Gate-, Source- und Drain-Anschluss umfasst, und ein Eingangsanpassungsnetzwerk umfasst, welches Folgendes umfasst: einen zwischen der HF-Eingangsleitung und dem Gate-Anschluss angeschlossenen Transformator, der dazu konfiguriert ist, Gleichspannungen zwischen der HF-Eingangsleitung und dem Gate-Anschluss zu blockieren und Wechselspannungen in einem definierten Frequenzbereich von der HF-Eingangsleitung zum Gate-Anschluss durchzulassen; und einen Abstimmkondensator, der mit der HF-Eingangsleitung elektrisch verbunden und vom Gate-Anschluss physisch getrennt ist; Testen des gehäusten HF-Leistungstransistors auf eine Abweichung zwischen den nominalen Komponentenwerten des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks und den tatsächlichen Komponentenwerten des HF-Leistungstransistors und des Eingangsanpassungsnetzwerks; und Bestimmen einer DC-Vorspannung, die über die HF-Eingangsleitung an den Abstimmkondensator angelegt wird und die die Abweichung zwischen den nominalen Komponentenwerten und den tatsächlichen Komponentenwerten kompensiert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Testen des gehäusten HF-Leistungstransistors das Messen mindestens eines von Folgendem umfasst: einer Eingangskapazität des HF-Leistungstransistors, einer Ausgangskapazität des HF-Leistungstransistors, einer Kapazität mindestens eines der statischen Kondensatoren im Eingangsanpassungsnetzwerk und einer Induktivität mindestens eines der Bonddrähte im Eingangsanpassungsnetzwerk.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Testen des gehäusten HF-Leistungstransistors das Messen einer Einfügungsphase des gehäusten HF-Leistungstransistors umfasst, und wobei das Bestimmen der DC-Vorspannung das Bestimmen eines Kapazitätswerts des Abstimmkondensators umfasst, der die Einfügungsphase näher zu einer nominalen Einfügungsphase verschiebt.