DE10297355B4

DE10297355B4 - Breitbandhochfrequenz-Signalverstärker

Info

Publication number: DE10297355B4
Application number: DE10297355T
Authority: DE
Inventors: Larry Scottsdale Leighton; Thomas Gilroy Moller; Prasanth Gilbert Perugupalli
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: WO2003036716A1; US20030076173A1; DE10297355T5; US6614308B2

Abstract

Ein Breitbandhochfrequenz (HF)-Signalverstärker, umfassend:
eine Mehrzahl von Transistoren, die auf einer Oberfläche eines Sockels angebracht sind, wobei jeder Transistor einen Eingang und einen Ausgang aufweist und wobei der Sockel eine Stützstruktur, eine Referenzmasse und eine Wärmesenke für die Transistoren umfasst;
einen HF-Eingangspfad, der elektrisch mit den Transistoreingängen verbunden ist, wobei der Eingangspfad einen Verteiler einschließt, der gestaltet ist, um ein HF-Eingangssignal in eine Mehrzahl von Komponenteneingangssignalen aufzuteilen, wobei eine Mehrzahl von Eingangsanpassungsnetzwerken gestaltet ist, um die entsprechenden Komponenteneingangssignale mit den Transistoreingängen bei einer Eingangsimpedanz zu koppeln und wobei eine Mehrzahl von Eingangsgleichstrom-(dc)-Vorspannungsnetzwerken gestaltet ist, um die Transistoreingänge auf einem Eingangsarbeitspunkt vorzuspannen, und wobei der Verteiler, die Eingangsanpassungsnetzwerke und die Eingangsvorspannungsnetzwerke mindestens teilweise in einer mehrlagigen Leiterplatte realisiert sind; und
einen HF-Ausgangspfad, der elektrisch mit den Transistorausgängen verbunden ist, wobei der Ausgangspfad einen Kombinator einschließt, der gestaltet ist, um die Komponentenausgangssignale, die an den Transistorausgängen empfangen werden, in...

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Hochfrequenz-(HF)-Leistungstransistorbauteile und insbesondere Hochfrequenz-, Hochleistungssignalverstärker, die in drahtlosen Kommunikationsanwendungen benutzt werden.
Hintergrund
Der Gebrauch von Hochfrequenz-Leistungstransistorbauteilen als Signalverstärker in drahtlosen Kommunikationsanwendungen ist allgemein bekannt. Mit dem neuen Wachstum in der Nachfrage für drahtlose Dienste, wie persönliche Kommunikationsdienste, ist die Betriebsfrequenz für drahtlose Netzwerke dramatisch angestiegen und befindet sich nun weit im Gigahertzbereich. Zum Beispiel werden Hochfrequenzleistungstransistoren allgemein in Verstärkerstufen für Radiobasisstationsverstärker in drahtlosen Kommunikationsnetzwerken verwendet. Derartige Leistungstransistoren sind auch in anderen hochfrequenzbezogenen Anwendungen weit verbreitet, wie in zellularen Telefonen, Paging-Systemen, Navigationssystemen, Fernsehen, Avionik und militärischen Anwendungen.

Aus der US 6,078,101 A ist eine Hochleistungs-Mikrowellenhybrid integrierte Schaltung auf einem Substrat bekannt, wobei das Substrat auf einer Seite eine abschirmende Metallisierung aufweist. Auf der anderen Seite des Substrats ist eine Anzahl von Halbleiterbauteilen aufgebracht, die durch Bonddrähte mit Kontaktanschlussflächen einer Verdrahtungsstruktur verbunden sind.

Die US 5,629,648 A offenbart einen Leistungssignalverstärkerschaltkreis mit mehreren Heterojunction-Bipolartransistoren. Der Schaltkreis umfasst eine Anzahl von Verstärkern, von denen jeder einen Basiswiderstand, einen Heterojunction-Bipolartransistor und eine Basiskapazität aufweist. Der Input der Basiskapazität ist mit einem Hochfrequenz-Inputknotenpunkt und der Output der Basiskapazität ist mit der Transistorbasis verbunden.

Eine Herstellung von Hochfrequenzleistungstransistoren auf einer großvolumigen Basis ist traditionell problematisch, wegen der natürlichen Variablen, welche die individuellen Transistorelemente besitzen. Zum Beispiel weisen Transistorbauteile natürliche Varianzen in der Eingangskapazität, dem Verstärkungsfaktor und der Phasenverschiebung auf. In kommerziellen Anwendungen wird ein signifikanter Zeitaufwand und eine Anstrengung benötigt, um erstens ein besonderes Transistorbauteil zu charakterisieren über einem Bereich von erwarteten Betriebsfrequenzen und Spannungen, und dann zu versuchen, weitere Bauteile zu bauen, indem ähnliches Material verwendet werden, welche eine ähnlich erwünschte Qualität liefern. Aufgrund der Variation der Transistoren und unterschiedlicher anderer Elemente bei identischen Betriebsfrequenzen und Spannungen ist jedoch die Befähigung, erfolgreich Transistorbauteile auf einer Herstellungsbasis in großem Maßstab abzustimmen, begrenzt.

Derartige Probleme mit einer Herstellung in großem Maßstab von Leistungstransistorbauteilen und Verstärkern in Hochfrequenzanwendungen sind verbunden mit ständig sich erweiternden Betriebsleistungsbereichen und sehr breiten Bandbreiten der sich entwickelnden drahtlosen Anwendungen, wie derartige, die in einer dritten Generation ("3G") eines drahtlosen Netzwerks gefordert werden. Insbesondere wird die Impedanzanpassung von Eingang und Ausgang sehr schwierig über derart weite Leistungsbereiche und hohe Frequenzen und selbst kleine Änderungen in der Bauteilkonstruktion können Instabilität und Fehlfunktion verursachen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Breitbandhochfrequenz-Signalverstärker anzugeben, der auch über weite Leistungsbereiche und hohe Frequenzen eine hohe Stabilität aufweist und gleichzeitig eine einfache Herstellung auf einer großvolumigen Basis erlaubt.

Zusammenfassung der Erfindungen

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Gemäß einem allgemeinen Aspekt richten sich die Erfindungen, die hier offenbart und beschrieben werden, auf Hochfrequenz-, Hochleistungs- (hiernach "Breitband")-Hochfrequenzsignalverstärker, die entworfen und konstruiert sind, um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden und eine leichtere Herstellung in großem Maßstab und eine gleichbleibende Qualität zu ermöglichen.

In einer Ausführungsform umfasst der Breitbandhochfrequenzverstärker mehrere Leistungstransistoren, die auf einer Oberfläche eines Sockels angebracht sind, wobei jeder Transistor einen Eingang und einen Ausgang aufweist. Ein Hochfrequenzeingangspfad, der elektrisch mit den jeweiligen Transistoreingängen verbunden ist, schließt einen passiven Verteiler ein, der in einer mehrschichtigen Leiterplatte ("PCB") verwirklicht und konfiguriert ist, um ein Hochfrequenzeingangssignal in mehrere Komponenteneingangssignale aufzuteilen. Eine entsprechende Mehrzahl von Eingangsanpassungsnetzwerken, die ¼-Wellenlänge-Übertragungsleitungen verwenden, die in der PCB realisiert sind, koppeln die entsprechenden Komponenteneingangssignale mit den Transistoreingängen bei einer Eingangsimpedanz. Ein Hochfrequenzausgangspfad, der elektrisch mit den jeweiligen Transistorausgängen verbunden, umfasst einen passiven Kombinator, der in der PCB realisiert und konfiguriert ist, um die Komponentenausgangssignale an den Transistorausgängen in ein Hochfrequenzausgangssignal zusammen zu setzen. Eine entsprechende Mehrzahl von Ausgangsanpassungsnetzwerken, die ein ¼-Wellenlänge-Übertragungsleitungen, die in der PCB realisiert sind, verwenden, koppeln die jeweiligen Komponentenausgangssignale an den Transistorausgängen mit einer Ausgangsimpedanz.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die PCB eine Öffnung auf, die bemessen ist, um den Sockel unterzubringen, so dass entsprechende Eingangs- und Ausgangsreferenzmasseansätze, die in der PCB realisiert sind, benachbart zu einer Sockeloberfläche angeordnet sind, auf der die Leistungstransistoren angebracht sind. Entsprechende Bonddrahtsätze verbinden elektrisch die Eingangs- und Ausgangsreferenzmasseansätze mit der Sockeloberfläche, wobei die Eingangs- und Aus gangsreferenzmasseansätze und die Sockeloberfläche ausreichend nahe beieinander angeordnet sind, so dass die Bonddrähte eine relativ niedrige Induktivität der Übertragungspfade bereitstellen.

Durch Verteilen des Hochfrequenzeingangssignals in individuelle verstärkende Komponenten, die dann zusammengeführt werden, kann der Betriebspunkt von jedem Transistor relativ niedrig sein, was für die Eingangsimpedanz an jedem Transistor ermöglicht, relativ hoch zu sein. Dieses wiederum stellt eine größere Stabilität über den vollen Betriebsbereich des Breitbandverstärkers bereit, was weiterhin die notwendigen Funktionscharakteristiken bereitstellt. Eine bevorzugte Ausführungsform des Breitbandverstärkers wird wirkungsvoll durch ein Realisieren der Eingangs- und Ausgangsanpassung und der Gleichstromvorspannungsnetzwerke in einem mehrlagigen PCB-Modul erreicht. Übertragungsleitungen von entsprechender Anpassung und Vorspannungsnetzwerke werden mit den Leistungstransistoren gekoppelt, die auf einem separaten Sockel angeordnet sind und eine gemeinsame Bezugsmasse mit der PCB teilen.

Andere Aspekte und Merkmale der Erfindung, die hierin offenbart werden, werden hiernach sichtbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen stellen sowohl den Entwurf als auch einen Gebrauch der bevorzugten Ausführungsformen der offenbarten Erfindungen dar, bei denen auf ähnliche Elemente in unterschiedlichen Ausführungsformen durch die gleichen Bezugsnummern zum vereinfachen der Darstellung Bezug genommen wird, und wobei:
1 ein kombiniertes funktionales/physisches Layout eines Breitbandverstärkers darstellt;
2 ein Querschnitt des Verstärkers der 1 ist, der mit einer Wärmesenke gekoppelt gezeigt wird;
3 eine schematische Darstellung eines Vorverstärkerabschnitts des Verstärkers der 1 ist;
4 eine Draufsicht ist, die eine detailliertere Darstellung des physischen Layouts und der Bonddrahtverbindungen des Verstärkerabschnitts des 3 ist;
5 eine schematische Darstellung eines alternativen Vorverstärkerabschnitts ist.
6 eine Draufsicht ist, die eine detailliertere Darstellung des physischen Layouts und der Bonddrahtverbindungen des Verstärkerabschnitts der 5 ist.
7 eine physische/funktionale schematische Darstellung des Verstärkers der 1 ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt ein kombiniertes funktionales/physisches Layout eines Hochfrequenz-, Hochleistungs-("Breitband")- Breitbandverstärkers 90, der gemäß einem Aspekt der Erfindung konstruiert ist. Der Verstärker 90 umfasst im Allgemeinen eine Leiterplatte (PCB) 180 und einen Leistungstransistorsockel 190. Die PCB 180 weist einen HF-Leistungseingang 171 für den Empfang eines HF-Eingangssignals auf und einen HF-Leistungsausgang 172 für ein Ausgeben eines verstärkten HF-Ausgangssignals. Der Sockel 190 weist eine Oberfläche 199 mit einer Mehrzahl von Leistungstransistorschaltungen ("Leistungstransistoren") 101–106 auf, die darauf angeordnet sind. Die Leistungstransistoren 101–106 verstärken jeder ein Phasenkomponentensignal des HF-Eingangssignals, um dadurch den Leistungspegel des HF-Leistungseingangs 171 zu dem HF-Leistungsausgang 172 zu verstärken.
Der Sockel 190 stellt eine Unterstützung für die Schaltungskomponenten der jeweiligen Leistungstransistoren 101–106 bereit; er stellt eine hohe elektrische Leitfähigkeit für ein Leiten der gemeinsamen Ströme bereit, und er stellt eine hohe thermische Leitfähigkeit für ein Kühlen bereit. Ein bevorzugtes Material für den Sockel 119 ist Kupfer oder eine Kupferlegierung mit Eigenschaften, die für eine thermische Leitfähigkeit und eine elektrische Leitfähigkeit bei den Betriebsfrequenzen des Verstärkers 90 optimiert sind.
Wie in größerem Detail hierin beschrieben wird, umfassen die Leistungstransistoren 101–106 vorzugsweise Feldeffekttransistoren, die einen Eingang (gate), einen Ausgang (drain) und einen gemeinsamen Element-(source) -Anschluss aufweisen, die auf einem Halbleiterchip, der auf der Sockeloberfläche 199 angebracht ist, gebildet werden. In einer Ausführungsform sind die Transistoren vorzugsweise lateral diffundierte Metalloxidhalbleiter (LDMOS)-Transistoren, wobei der Source-Anschluss auf einer Rückseite des Chips gebildet ist, das heißt direkt auf der Sockeloberfläche 199 angebracht ist. Jede der Leistungstransistorschaltungen 101–106 weist weiterhin einen oder mehrere Eingangs- und Ausgangsanpassungskondensa toren (nicht in 1 gezeigt) auf, die auf der Sockeloberfläche 199 angebracht sind.
Die PCB 180 ist vorzugsweise ein mehrschichtiges Modul, wie es in dem US-Patent 6,099,677 von Logothetis et al. gelehrt wird, wobei die Offenbarung vollständig hierin eingeschlossen ist, und Komponenten umfasst, die unterschiedliche elektrische Funktionen durchführen. Diese Komponenten umfassen einen passiven Verteiler 120, eine Mehrzahl von Eingangsanpassungs(d.h. Impedanzübertragungs-)Netzwerken 131–136, eine Mehrzahl von Eingangsgleichstrom-(dc)-Vorspannungsnetzwerken 71–76, einen passiven Kombinator 150, eine Mehrzahl von Ausgangsanpassungsnetzwerken 141–146, eine Mehrzahl von Ausgangs-dc-Vorspannungsnetzwerken 81–86, einen Eingangsmasseansatz 181 und einen Ausgangsmasseansatz 182.
In der gezeigten Ausführungsform weist die PCB 180 eine Öffnung 198 unmittelbar an einem Mittelpunkt auf und bemessen, um den Sockel 190 unterzubringen, mit einem ersten Abschnitt der PCB 180 benachbart zu einer Eingangsseite des Sockels 190, die verwendet wird, um einen Eingangspfad für eine Schaltungsanordnung zu realisieren und mit einem zweiten Abschnitt der PCB 180, die benachbart zu einer Ausgangsseite des Sockels 190 ist, die verwendet wird, um einen Ausgangspfad für eine Schaltungsanordnung zu realisieren. Wie mit der gegebenen vorliegenden Offenbarung anzuerkennen ist, sind in alternativen Ausführungsformen unterschiedliche PCB-Sockelanordnungen möglich und sind innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung zu betrachten.
Der Verteiler 120, der die Koppler 121–125 und die Endwiderstände 111–115 einschließt, teilt ein HF-Eingangssignal, das an dem HF-Leistungseingang 171 empfangen wird, in mehrere Phasenkomponenteneingangssignale auf, so dass die Leistung, die jeden der Leistungstransistoren 101–106 treibt, ausgeglichen ist. Der Verteiler 120 teilt das HF-Eingangssignal in sechs separate Komponenteneingangssignale von gleicher Phase auf. Durch Teilen des HF-Eingangssignals in entsprechende Komponenteneingangssignale, ist der Betriebspunkt (am Eingang) von jedem Leistungstransistor 101–106 relativ niedrig, und somit die Eingangsimpedanz relativ hoch, verglichen mit einem Verstärker mit einem einzelnen Leistungstransistor, der zum Verstärken des gesamten HF-Eingangssignals verwendet wird. Der Verteiler 120 ist in die PCB mit Mikrostreifen und Streifenleiterbahnen realisiert, was in der Technik gut bekannt sind. In alternativen Ausführungsformen können Verteilerkonfigurationen und eine sich ergebende Anzahl von Komponenteneingangssignalen verwendet werden.
Die Eingangsanpassungsnetzwerke 131–136 koppeln wirkungsvoll die jeweiligen Komponenteneingangssignale von dem Verteiler 120 mit den entsprechenden Transistoreingängen (gates) in den entsprechenden Leistungstransistoren 101–106. Die Eingangsvorspannungsnetzwerke 71–76 stellen eine Gleichstromgatevorspannung zur Verfügung, um den Arbeitspunkt des jeweiligen Leistungstransistors 101–106 einzustellen. Die Eingangsanpassungs- und Gleichstromvorspannungsnetzwerke 131–136 und 71–76 werden in dem Eingangsabschnitt der PCB 180 unter Verwendung von Mikrostreifen und Streifenleiterbahnen realisiert.
Der Kombinator 150, der die Koppler 152–156 und die Endwiderstände 162–166 einschließt, kombiniert die verstärkten Signale der jeweiligen Transistorausgänge in den jeweiligen Leistungstransistoren 101–106 in Kooperation mit den jeweiligen Ausgangsanpassungsnetzwerken 141–146. Die Ausgangsanpassungsnetzwerke 141–146 liefern eine wirkungsvolle Übertragung der HF-Leistung von den jeweiligen Transistorausgängen der Leistungstransistoren 101–106 zu dem Kombinator 150. Die Ausgangsgleichstrom Vorspannungsnetzwerke 81–86 liefern die Gleichstromvorspannungsleistung zu den jeweiligen Transistorausgängen der Leistungstransistoren 101–106. Der Kombinator 150, die Ausgangsanpassungsnetzwerke 141–146 und die Ausgangsgleichstrom Vorspannungsnetzwerke 81–86 sind jeweils in dem Ausgangspfadabschnitt der PCB 180 unter Verwendung von Mikrostreifen und Streifenleiterbahnen realisiert.
Mit Bezugnahme auch auf 2 wirkt eine interne leitende Schicht 183 innerhalb des Eingangspfadabschnitts der PCB 180 als eine Referenzmasse für unterschiedliche Übertragungsleitungen (die in größerem Detail hier beschrieben werden) in den Eingangsanpassungs- und den Eingangsgleichstrom-Vorspannungsnetzwerken 131–136 und 71–76. Ein freiliegender Abschnitt der leitenden Schicht 183 bildet einen Eingangsmasseansatz 181 nahe bei dem Sockel 190, welche eine Anzahl Bondkontaktflächenstellen für eine Vielzahl von Bonddrähten bereitstellt, welche die Eingangsreferenzmasse (die leitende Schicht 183) mit dem Sockel 190 elektrisch verbinden.
Auf ähnliche Weise wirkt eine leitende Schicht 184 in dem Ausgangspfadabschnitt der PCB 180 als Referenzmasse für unterschiedliche Übertragungsleitungen (die in größerem Detail später hier beschrieben werden) in der Ausgangsanpassung und in den Ausgangsgleichstrom-Vorspannungsnetzwerken 141–146 und 81–86. Ein freiliegender Abschnitt der leitenden Schicht 148 bildet einen Ausgangsmasseansatz 182 nahe die dem Sockel 190, die zahlreiche Bondkontaktflächenstellen für eine Vielzahl von Bonddrähten bereitstellt, welche die Ausgangsreferenzmasse (die leitende Schicht 184) mit dem Sockel 190 elektrisch verbinden. Bemerkenswerterweise kann die Eingangsreferenzmas se (die leitende Schicht 183) elektrisch mit der Ausgangsreferenzmasse (leitende Schicht 184) elektrisch gekoppelt sein und tatsächlich kann die gleiche leitende Schicht in der PCB 180 vorhanden sein.
Wie in 2 zu sehen ist, umfasst der Sockel 190 im Allgemeinen einen angehobenen Flanschabschnitt 193, der sich von einem Ausbreitungsabschnitt 194 erstreckt. Wie durch eine gestrichelte Linie 196 gezeigt, können der angehobene Flansch und die Ausbreitungsabschnitte 193 und 194 ein einziges Stück, nämlich ein integrales Stück, sein oder können zwei oder mehrere zusammengestellte Stücke umfassen. Der Ausbreitungsabschnitt 194 ist mit einer Wärmesenke 192 über eine thermische Grenzschicht 191 für eine wirkungsvolle Übertragung von Wärme von den jeweiligen Leistungstransistoren 101–106 zu der Umgebung thermisch gekoppelt. Obgleich die Wärmesenke 192 als ein geripptes Teil gezeigt wird, ist die Wärmeübertragung an die Umgebung durch zahlreiche anderer Mittel, die in der Technik gut bekannt sind, möglich.
Der Sockel 190 stellt eine gemeinsame Tragstruktur und eine gemeinsame Referenzmasse sowohl für die PCB 180 als auch für die Leistungstransistoren 101–106 (die als typische Leistungstransistoren 100 in 2 gezeigt sind) bereit. Eine elektrische Leitung der gemeinsamen Ströme fließt von den Transistoren über den Flanschabschnitt 193 und durch die leitenden Pfade (nicht gezeigt) in die PCB 180 zu Bodenleitungsschichten 186 und 187 und in den Ausbreitungsabschnitt 194. Die leitenden Schichten 186 und 187 umfassen vorzugsweise eine Metallfolie oder ein Kupferband, und befinden sich vorzugsweise in elektrischem Festkörperkontakt mit dem Ausbreitungsabschnitt 194 des Sockels 190.
Der Eingangsmasseabsatz 181 ist in der Nähe der Eingangsanpassungsnetzwerke 131–136 und der Eingangsgleichstrom-Vorspannungsnetzwerke 71–76 (die als typisches Eingangsanpassungsnetzwerk 130 und Vorspannungsnetzwerk 70 in 2 gezeigt werden) in dem Eingangspfadabschnitt der PCB 180 angeordnet. Die PCB 180 und der Sockel 190 sind vorzugsweise mit Bezug aufeinander so angeordnet, dass der Eingangsmasseansatz 181 annähernd koplanar mit der Montageoberfläche 199 des Sockels 190 ist. Der Ansatz 181 weist eine Metallisierung auf, die freiliegend von der Eingangspfadmasseebene (nämlich der leitenden Schicht 183) zum Anbringen der Mehrzahl der Bonddrähte 221 an dem Eingangsmasseabsatz zu der Sockeloberfläche 199 ist. Der Eingangsmasseansatz 181 und die Sockeloberfläche 199 sind vorzugsweise ausreichend nahe beieinander, so dass die Bonddrähte 221 einen niedrigen Induktivitätspfad zwischen der Eingangspfadmasseebene (der leitenden Schicht 183) und dem Sockel 190 bereitstellen.
In ähnlicher Weise ist der Ausgangsmasseansatz 181 in der Nähe der Ausgangsanpassungsnetzwerke 141 bis 146 und der Ausgangsgleichstrom-Vorspannungsnetzwerke 81–86 (die als typische Ausgangsanpassungsnetzwerke 140 und Vorspannungsnetzwerk 80 in 2 gezeigt werden) in dem Ausgangspfadabschnitt der PCB 180 angeordnet. Die PCB 180 und der Sockel 190 sind vorzugsweise mit Bezug aufeinander so angeordnet, dass der Ausgangsmasseansatz 182 ungefähr koplanar mit der Montageoberfläche 199 des Sockels 190 ist. Der Ansatz 182 weist eine Metallisierung auf, die von der Eingangspfadmasseebene (nämlich der leitenden Schicht 184) zum Anbringen der Vielzahl von Bonddrähten 222 des Ausgangsmasseansatzes zu dem Sockel 199 frei liegt. Der Ausgangsmasseansatz 182 und die Sockeloberfläche 199 sind vorzugsweise ausreichend nahe, dass die Bonddrähte 222 einen niedrigen Induktivitätspfad zwischen der Ausgangspfadmasseebene (der leitenden Schicht 184) und dem Sockel 190 bereitstellen.
3 ist ein Schema eines typischen "Verstärkungsabschnitts" des Verstärkers 90, der zum Zwecke der Erörterung hierin ein entsprechendes Eingangsanpassungsnetzwerk 130, ein Gatevorspannungsnetzwerk 70, einen Leistungstransistor 100, ein Ausgangsanpassungsnetzwerk 180 und Drainvorspannungsnetzwerk 80 umfasst. Zum Beispiel umfasst bei dieser Konvention der erste Verstärkerabschnitt ein Eingangsanpassungsnetzwerk 131, ein Gatevorspannungsnetzwerk 71, einen Leistungstransistor 101, ein Ausgangsanpassungsnetzwerk 141 und ein Drainvorspannungsnetzwerk 81. Während der dargestellte Verstärker 90 mit sechs Verstärkerabschnitten realisiert wird, kann ein Fachmann erkennen, dass eine alternative Ausführungsform mit zwei oder mehr Verstärkerabschnitten gemäß den erfinderischen Aspekten, die hierin gelehrt und beschrieben werden realisiert werden kann.
In dem Verstärkerabschnitt der 3 empfängt das Eingangsanpassungsnetzwerk 130 Hochfrequenzleistung in Form von einem Komponenteneingangssignal von einem entsprechenden Ausgang des Verteilers 120 (der als "HF-Versorgung" bezeichnet ist), um das Gate eines entsprechenden Transistorbauteils 219 in dem Leistungstransistor 100 anzuregen. Das Gatevorspannungsnetzwerk 70 empfängt eine Gleichstromvorspannung von einer Eingangsvorspannungsquelle (die als "Gatevorspannungsversorgung" bezeichnet ist), welche verwendet wird, um den Arbeitspunkt des Transistorbauteils 219 einzustellen. Der Leistungstransistor 100 empfängt eine HF-Leistung (nämlich als entsprechendes Komponenteneingangssignal) von dem Eingangsanpassungsnetzwerk 130 und die Gleichstromvorspannung von dem Gatevorspannungsnetzwerk 70 und erzeugt ein Hochleistungs-HF- Ausgangskomponentensignal, welches das Ausgangsanpassungsnetzwerk 140 ansteuert. Der entsprechende Eingang zu dem Kombinator 150 (der als "HF-Treiber" gekennzeichnet ist) empfängt das Hochleistungsausgangs-Komponentensignal von dem Ausgangsanpassungsnetzwerk 140. Die Leistungsversorgung für das Hochleistungsausgangs-Komponentensignal wird von dem Drainvorspannungsnetzwerk 80 (das als "Drainvorspannungsversorgung" bezeichnet ist) geliefert.
Das Eingangsanpassungsnetzwerk 130 umfasst einen Eingangssperrkondensator 236, eine erste Eingangsübertragungsleitung 231 und eine zweite Eingangsübertragungsleitung 232. Der Eingangssperrkondensator 236 verhindert einen Eingang der Gleichspannung von dem Gatevorspannungsnetzwerk in den Verteiler 120. Er verhindert auch, dass Streuquellen der Gleichstromspannung das Gate erreichen. Die erste Eingangsübertragungsleitung 231 kooperiert mit der zweiten Eingangsübertragungsleitung 232, um wirkungsvoll ein Koppeln der HF-Leistung von dem Verteiler 120 zu dem Leistungstransistoreingang 210 durch Anpassung von Quellen- und Lastimpedanz bereitzustellen. Die Quellenimpedanz des Verteilers 120 ist vorzugsweise 50 Ohm. Um eine wirkungsvolle Kopplung dieser Quelle der HF-Leistung in die erste Eingangsübertragungsleitung 231 zu erhalten, muss die Impedanz, welche in die Leitung 231 sieht, auch 50 Ohm sein.
Die zweite Eingangsübertragungsleitung 232 ist vorzugsweise 6,25 Ohm zum Ankoppeln an den Leistungsverstärkereingang 210, und deshalb stellt sie eine Lastimpedanz von 6,25 Ohm dar. Die Übertragungsleitungstheorie sagt voraus, dass eine verlustfreie Impedanzübertragung stattfindet mit einer ¼-Wellenlängen-Übertragungsleitung. Wenn die Impedanz der Übertragungsleitung ZO ist, die Lastimpedanz ZL ist und die Quel lenimpedanz ZS ist, dann ist ZO = SQRT(ZL·ZS), wobei SQRT eine Quadratwurzelberechnung bezeichnet. Unter Verwendung der bevorzugten Werte für ZL (50 Ohm) und ZS (6,25 Ohm) ergibt die Berechnung den Wert für ZO = 17,7 Ohm. Deshalb wird die erste Eingangsübertragungsleitung 231 gebildet, um 17,7 Ohm und ¼ der Wellenlänge der Betriebsfrequenz des Verstärkers zu sein und führt die Impedanztransformation von 50 Ohm auf 6,25 Ohm durch.
Das Gatevorspannungsnetzwerk umfasst einen Gatevorspannungsentkopplungskondensator 235, eine Gatevorspannungsübertragungsleitung 233 und einen Gatevorspannungsbonddraht 234. Eine Quelle der Gleichstromspannung stellt die Gatevorspannungsversorgung bereit und betreibt den Kondensator 235. Ein Bonddraht (oder Bonddrähte) 234 koppelt die Leitung 233 mit der Schaltung, die eine Gleichstromvorspannung an dem Gate des Bauteils 219 bereitstellt.
Die Übertragungsleitungstheorie sagt voraus, dass die Eingangsimpedanz einer ¼-Wellenlängen-Übertragungsleitung, die mit einem Kurzschlussschaltkreis abgeschlossen wird, ein offener Schaltkreis ist. Als ein praktischer Gegenstand stellt eine ¼-Wellenlängen-Übertragungsleitung, die mit einer relativ niedrigen Impedanz abgeschlossen ist, eine hohe Impedanz für die Quelle dar. Der Entkopplungskondensator 235 ist mit der Gleichstromquelle, welche die Gatevorspannungsversorgung bereitstellt, parallel geschaltet und stellt eine sehr niedrige Impedanz am Ende der Leitung 233 bereit, wo sie gekoppelt werden. Die Impedanz, die in die Leitung 233 am Ende sieht, das mit dem Bonddraht (oder Bonddrähten) 234 gekoppelt ist, ist eine relativ hohe Impedanz, die einem offenen Schaltkreis nahe kommt. Dieses verhindert, dass eine HF-Leistung, die auf das Gate gerichtet ist, einen Kriechstrom in das Gatevorspannungsnetzwerk, und stellt ein Verfahren zum Koppeln einer Gleichstromspannung zu dem aktiven Bauteil bereit, ohne die Impedanzanspassungsstrukturen zu stören.
Der Leistungstransistor 100 umfasst ein HF-Leistungstransistorbauteil 219 in einer gemeinsamen Source-Konfiguration, die mit dem Sockel 190 gekoppelt ist. Der Leistungstransistor 100 weist einen Eingang 210, einen Ausgang 220, ein Gateanpassungsnetzwerk 223 und ein Drainanpassungsnetzwerk 224 auf. Der Leistungstransistoreingang 210 empfängt HF-Eingangsleistung von dem Eingangsanpassungsnetzwerk 130, um den Leistungstransistor 100 anzuregen. Die HF-Ausgangsleistung, die durch den Leistungstransistor 100 entwickelt wird, wird an das Ausgangsanpassungsnetzwerk 140 von dem Leistungstransistorausgang 220 geliefert.
Die Bonddrähte, die verwendet werden, um den Leistungstransistor 100 mit externen Knoten auf der PCB 180 zu verbinden, und um die Komponenten des Leistungstransistors 100, die auf dem Sockel 190 angeordnet sind, untereinander zu verbinden, haben eine Selbstinduktivität, die nicht bei den typischen Betriebsfrequenzen vernachlässigt werden kann. Verschiedene Impedanztransformations- und Abstimmungsnetzwerke sind erforderlich, um wirkungsvoll die HF-Leistung, die von dem Verteiler 120 kommt, mit dem Gate des Transistorbauteils 219 zu koppeln. Sämtliche Impedanztransformationen und Abstimmungsnetzwerke sind auch erforderlich, um wirkungsvoll HF-Leistung, die von dem Drain des Transistorbauteils 219 kommt, mit dem Kombinator 150 zu koppeln.
Gegen Ende stellt ein Gateabstimmungsnetzwerk 223 eine Kompensation für die Bonddrahtinduktionen sowie für die Eingangskapazitäten, die mit dem Gate des Transistorbauteils 219 verbunden sind, bereit. Das Gateanpassungsnetzwerk 223 schließt ein "T-Netzwerk" und ein "Nebenschlußnetzwerk" ein. Das T-Netzwerk umfasst eine erste Bonddrahtinduktivität 211, die mit dem Leistungstransistoreingang 210 gekoppelt ist, eine zweite Bonddrahtinduktivität 212, die mit dem Gate des Transistorbauteils 219 gekoppelt ist, und einen ersten Anpassungskondensator 216, der mit der Masse des Sockels 190 gekoppelt ist, wobei jedes mit einem zentralen Knoten verbunden ist. Das T-Netzwerk transformiert die Impedanz, die in dem Transistoreingangsanschluss bei der Grundfrequenz in die 6,25 Ohm "hineinschaut".
Das Nebenschlußnetzwerk bzw. "Shunt-Netzwerk" schließt eine dritte Bonddrahtinduktivität 213 ein, die mit einer Sperrkapazität 217 gekoppelt ist, welche die Induktivität 213 vom Kurzschließen des Transistorgates auf Masse verhindert. Weil die Kapazität 217 einen Wert aufweisen muss, ist sie ein Teil des Eingangsanpassungsnetzwerks 130 und wird hier als ein zweiter Eingangsanpassungskondensator bezeichnet. Die dritte Bonddrahtinduktivität 313 ist mit dem Gate des Transistorbauteils 219 gekoppelt und der zweite Eingangskondensator 217 ist mit der Masse des Sockels 190 gekoppelt. Das Nebenschlussnetzwerk stellt eine Resonanz bei der Grundsignalfrequenz bereit, während es die Gateimpedanzen negiert.
Ein Drainabstimmungsnetzwerk 224 umfasst sowohl eine Kompensation für die Bonddrahtinduktionen, als auch für die Kapazität, die mit dem Drain des Transistorbauteils 219 assoziiert ist. Das Drainabstimmungsnetzwerk 224 umfasst ein Nebenschlussnetzwerk und eine serielle Induktivität. Die serielle Induktivität ist ein Ergebnis eines fünften Bonddrahtes 215, der die Drain des Bauteils 219 mit dem Ausgangsanpassungsnetzwerk 140 verbindet. Das Nebenschlussnetzwerk umfasst eine vierte Bonddrahtinduktivität 214, die mit einem Ausgangsanpassungskondensator 218 gekoppelt ist. Die vierte Bonddrahtinduktivität 214 ist mit dem Drain des Transistorbauteils 219 gekoppelt und der Ausgangsanpassungskondensator 218, der Teil des Ausgangsanpassungsnetzwerks 140 ist, ist mit der Masse des Sockels 190 verbunden. Diese Komponenten stellen eine Breitbandanpassung bei einer bestimmten Lastimpedanz bereit, um einen gewünschten Leistungspegel für einen optimalen Verstärkungswirkungsgrad bereitzustellen.
Das Ausgangsanpassungsnetzwerk 140 umfasst eine erste Ausgangsübertragungsleitung 241, eine zweite Ausgangsübertragungsleitung 242 und einen Ausgangssperrkondensator 246. Das Ausgangsanpassungsnetzwerk 140 funktioniert im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie das Eingangsanpassungsnetzwerk 130, aber mit Funktionen, die in umgekehrter Reihenfolge angewandt werden. Die Impedanz der ersten Ausgangsübertragungsleitung 242 ist vorzugsweise 6,25 Ohm für ein Koppeln mit dem Leistungsverstärkerausgang 220 und ergibt deshalb eine Lastimpedanz von 6,25 Ohm für den Transistorausgangsanschluss.
Die zweite Ausgangsübertragungsleitung 241 kooperiert mit der ersten Übertragungsleitung 242, um ein wirkungsvolles Koppeln der HF-Leistung von dem Leistungsverstärkerausgang 220 zu dem entsprechenden Eingang des Kombinators 150 durch Anpassen der Quellen- und Lastimpedanz bereitzustellen.
Die Lastimpedanz, die den Kombinator 150 sieht, ist vorzugsweise 50 Ohm. Die Quellenimpedanz der Leitung 242 ist vorzugsweise 6,25 Ohm. Um ein wirkungsvolles Koppeln dieser Quelle der HF-Leistung in die zweite Ausgangsübertragungsleitung 241 zu erhalten, muss die Impedanz, welche die Leitung 241 sieht, auch 6,25 Ohm sein.
Unter Verwendung der Gleichung für verlustlose Impedanztransformation einer ¼-Wellenlängen-Übertragungsleitung mit bevorzugten Werten für ZS (6,25 Ohm) und ZL (50 Ohm) ergibt sich eine Transmissionsleitungsimpedanz ZO von 17,7 Ohm. Deshalb wird die erste Übertragungsleitung 241 für 17,7 Ohm und für -Wellenlänge bei der Betriebsfrequenz des Verstärkers ausgelegt und führt die Impedanztransformation von 50 Ohm auf 6,25 Ohm durch. Der Ausgangskondensator 246 hindert die Gleichstromspannung daran, von dem Drainvorspannungsnetzwerk in den Kombinator 150 zu gelangen. Auch hindert er Streuquellen der Gleichstromspannung in die Drainschaltung einzudringen.
Das Drainvorspannungsnetzwerk 80 umfasst einen Drainvorspannungsentkopplungskondensator 245, eine Drainvorspannungsübertragungsleitung 243 und einen Drainvorspannungsbonddraht (Bonddrähte) 244. Eine Quelle der Gleichstromspannung stellt die Drainvorspannungsversorgung und den Treiberkondensator 245 bereit. Der Bonddraht (die Bonddrähte) 244 koppelt die Leitung 243 mit dem Schaltkreis, der eine Gleichstromspannung zu dem Drain des Bauteils 219 bereitstellt. Ähnlich dem Gatevorspannungsnetzwerk 70 ist die Drainvorspannungsübertragungsleitung 243 eine ¼-Wellenlängenleitung. Der Drainentkopplungskondensator 254 parallel mit der Gleichstromquelle, die die Drainvorspannungsversorgung bereitstellt, stellt eine sehr niedrige Impedanz am Ende der Leitung 243, wo sie eingekoppelt werden, dar. Die Impedanz, die in die Leitung 243 am Ende hineinsieht, das mit dem Bonddraht 244 gekoppelt ist, ist eine sehr hohe Impedanz, die näherungsweise ein offener Schaltkreis ist. Dieses verhindert, dass HF-Leistung, die in Richtung auf das Drain gerichtet ist, in das Drainvorspannungsnetzwerk einstreut und lokalisiert das HF-Signal. Obgleich der dargestellte Leistungsverstärker 100 mit nominalen Komponentenwerten realisiert ist, wird ein geschulter Praktiker anerkennen, dass der Wert der Komponenten 211 bis 219 eingestellt werden kann, um eine Abstimmung für eine optimale Güte für den Verstärker 100 zu erreichen.
4 ist eine Draufsicht, die eine detailliertere Darstellung des physischen Layouts und der Bonddrahtverbindungen 211, 212, 213, 214, 215, 221 und 222 des Verstärkerabschnitts der 3 bereitstellt. Obgleich die Bonddrähte 211, 212, 213, 214, 215 als einzelne Leitungen von minimaler Länge gezeigt werden, wird ein Fachmann erkennen, dass jeder Leitungspfad mit einem oder mehreren Bonddrähten gebildet werden kann. Die Auswahl der Anzahl der Bonddrähte, die parallel eingesetzt werden können und die Länge der Bonddrähte ermöglichen, die Induktivität des Leitungspfades zu steuern und auf zufriedenstellende Werte einzustellen.
5 ist ein Schema eines alternativen Vorverstärkungsabschnitts 100 mit alternierender Gatevorspannung und Drain-Vorspannungsnetzwerkrealisierung. In dieser Ausführungsform sind die Gatevorspannungsbonddrähte 234 direkt mit dem Eingangsnebenschlussnetzwerk eher verbunden als mit der zweiten Eingangsübertragungsleitung 232, so dass die Gatevorspannung an den Übergang der Induktivität 213 und des Kondensators 217 angeschlossen ist. Auf ähnliche Weise sind die Drainvorspannungsbonddrähte 244 direkt mit dem Ausgangsnebenschlussnetzwerk eher verbunden als die erste Ausgangsübertragungsleitung 242. Die Drainvorspannung wird an den Übergang der Induktivität 214 und des Kondensators 218 in dieser alternierenden Ausführungsform angeschlossen. Einen Vorteil des alternierenden Gate- und Drainvorspannungsnetzwerkes zeigt 5, indem durch direktes Koppeln des Gates und der Drainvorspannung mit den jeweiligen Eingangs- und Ausgangsnebenschlusskonden satoren die ¼-Wellenlängen-Übertragungsleitung in den jeweiligen Netzwerken eliminiert werden kann, und somit ein wesentlicher Raum auf der PCB 180 eingespart wird.
6 ist eine Draufsicht, die eine detailliertere Darstellung des physischen Layouts und der Bondverbindungen 211, 212, 213, 214, 215, 221 und 222 des Verstärkungsabschnitts der 5 bereitstellt. Wieder wird ein Fachmann, während die Bonddrähte 211, 212, 213, 214, 215 als einzelne Leitungen von minimaler Länge gezeigt werden, erkennen, dass jeder Leitungspfad mit einem oder mehreren Bonddrähten gebildet sein kann. Eine Auswahl der Anzahl der Bonddrähte, die parallel verwendet werden, und der Länge der Bonddrähte ermöglicht es, die Selbstinduktivität der Leitungspfade zu steuern und auf zufriedenstellende Werte einzustellen.
7 ist eine physisch/funktionale schematische Darstellung des Verstärkers 90, welche die Vielzahl der Verstärkungsabschnitte, die parallel arbeiten, zeigt. Jeder Leistungstransistor 101–106 hat ein entsprechendes Anpassungsnetzwerk 131–136, ein Gatevorspannungsnetzwerk 71–76, ein Ausgangsanpassungsnetzwerk 141–146 und ein Drainvorspannungsnetzwerk 81–86. Jedes Eingangsanpassungsnetzwerk 131–136 umfasst einen Eingangssperrkondensator 236, eine erste Eingangsübertragungsleitung 231 und eine zweite Eingangsübertragungsleitung 232. Die Gatevorspannungsnetzwerke umfassen jeweils einen Gatevorspannungsentkopplungskondensator 235, eine Gatevorspannungsübertragungsleitung 233 und einen Gatebonddraht 234. Das Ausgangsanpassungsnetzwerk umfasst eine erste Ausgangsübertragungsleitung 241, eine zweite Ausgangsübertragungsleitung 242 und einen Ausgangssperrkondensator 246. Das Drainvorspannungsnetzwerk umfasst einen Drain vorspannungsentkopplungskondensator 245, eine Vorspannungsübertragungsleitung 243 und einen Vorspannungsbonddraht 244.
Die Verstärkerabschnitte kooperieren parallel, um den Leistungspegel des HF-Leistungseingangs 171 zu dem HF-Leistungsausgang 172 zu verstärken. Die Eingangsleistung, die von dem HF-Eingang 171 kommt, wird durch den Verteiler in annähernd gleiche Phasenkomponenteneingangssignale geteilt, welche die jeweiligen Verstärkungsabschnitte versorgen. Jeder Verstärkungsabschnitt weist eine Leistungsverstärkung auf und stellt zusätzlich einen HF-Treiber bereit. Der HF-Treiber von jedem Verstärkungsabschnitt wird kombiniert, um den HF-Ausgang 172 bereitzustellen, der eine Summe des Beitrags von jedem Verstärkungsabschnitt ist.
Der Verteiler 120, der die Koppler 121–125 einschließt, die Verteilereingangsübertragungsleitung 129 und die Endwiderstände 111–151 teilt die HF-Eingangsleistung ungefähr gleichmäßig unter den Leistungstransistoren 101–106 auf. Wenn die HF-Eingangsleistung entlang der Verteilungsübertragungsleitung 129 läuft, verteilen die Koppler 121–125 ungefähr gleiche Abschnitte der Eingangsleistung an die entsprechenden Verstärkungsabschnitte. Es ist anzumerken, dass kein Koppler für den Endverstärkungsabschnitt am Ende der Übertragungsleitung 129 erforderlich ist, weil an diesem Punkt 5/6 der Leistung, die am Hochfrequenzeingang 171 eingegangen sind, bereits abgezogen wurden und 1/6 der Leistung für eine direkte Ansteuerung des letzten Verstärkerabschnitts übrig bleiben.
Eine HF-Leistung, die über einen Sperrkondensator 236 in einen Verstärkungsabschnitt eintritt, wird durch den Verstärkungsabschnitt verstärkt, der eine erhöhte HF-Leistung erzeugt, die über den Ausgangssperrkondensator 246 austritt.
Der HF-Treiber von jedem Verstärkungsabschnitt wird durch den Kombinator 150 kombiniert, der in im Wesentlichen auf gleiche Weise wie der Verteiler 120, jedoch umgekehrt arbeitet. Die HF-Ausgangsleistung von jedem Verstärkungsabschnitt geht in eine Kombinatorübertragungsleitung 159 über. Die Koppler 152–156 liefern etwa gleiche Abschnitte der Ausgangsleitung von jedem entsprechenden Verstärkungsabschnitt. Wiederum ist kein Koppler notwendig für den ersten Verstärkungsabschnitt an dem Eingangsende der Übertragungsleitung 159, mit dem Leistungstransistor 101, der 1/6 der gesamten Ausgangsleistung beiträgt. Die Koppler 152–156 liefern die verbleibenden 5/6 der gesamten Ausgangsleistung, die an den HF-Ausgang 172 geliefert wird.

Claims

Ein Breitbandhochfrequenz (HF)-Signalverstärker, umfassend: eine Mehrzahl von Transistoren, die auf einer Oberfläche eines Sockels angebracht sind, wobei jeder Transistor einen Eingang und einen Ausgang aufweist und wobei der Sockel eine Stützstruktur, eine Referenzmasse und eine Wärmesenke für die Transistoren umfasst; einen HF-Eingangspfad, der elektrisch mit den Transistoreingängen verbunden ist, wobei der Eingangspfad einen Verteiler einschließt, der gestaltet ist, um ein HF-Eingangssignal in eine Mehrzahl von Komponenteneingangssignalen aufzuteilen, wobei eine Mehrzahl von Eingangsanpassungsnetzwerken gestaltet ist, um die entsprechenden Komponenteneingangssignale mit den Transistoreingängen bei einer Eingangsimpedanz zu koppeln und wobei eine Mehrzahl von Eingangsgleichstrom-(dc)-Vorspannungsnetzwerken gestaltet ist, um die Transistoreingänge auf einem Eingangsarbeitspunkt vorzuspannen, und wobei der Verteiler, die Eingangsanpassungsnetzwerke und die Eingangsvorspannungsnetzwerke mindestens teilweise in einer mehrlagigen Leiterplatte realisiert sind; und einen HF-Ausgangspfad, der elektrisch mit den Transistorausgängen verbunden ist, wobei der Ausgangspfad einen Kombinator einschließt, der gestaltet ist, um die Komponentenausgangssignale, die an den Transistorausgängen empfangen werden, in ein HF-Ausgangssignal zu kombinieren, wobei eine Mehrzahl von Ausgangsanpassungsnetzwerken gestaltet ist, um die entsprechenden Komponentenausgangssignale mit den Transistorausgängen bei einer Ausgangsimpedanz zu koppeln und wobei eine Mehrzahl von Ausgangsgleichstrom-Vorspannungsnetzwerken gestaltet ist, um die Transistorausgänge auf einen Ausgangsar beitspunkt vorzuspannen, und wobei der Kombinator, die Ausgangsanpassungsnetzwerke und die Ausgangsvorspannungsnetzwerke teilweise in der Leiterplatte realisiert sind.
Der Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Leiterplatte eine Öffnung aufweist, die zum Unterbringen des Sockels dimensioniert ist.
Der Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Eingangs- und Ausgangspfade entsprechende Eingangs- und Ausgangsreferenzmassenansätze aufweisen, die in der Leiterplatte realisiert sind und wobei der Sockel und die Leiterplatte derart angeordnet sind, dass die Eingangs- und Ausgangsreferenzmassenansätze benachbart zu der Sockeloberfläche angeordnet sind.
Der Verstärker nach Anspruch 3, weiterhin umfassend entsprechende Leitungen, welche die Eingangs- und Ausgangsreferenzmassenansätze mit der Sockeloberfläche elektrisch verbinden.
Der Verstärker nach Anspruch 4, wobei die Leitungen entsprechende Sätze von Bonddrähten aufweisen, und wobei die Leiterplatte und der Sockel ausreichend nahe beieinander angeordnet sind, so dass Bonddrähte relativ niedrige Induktivitätsübertragungspfade bereitstellen.
Der Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Eingangsanpassungsnetzwerke Übertragungsleitungen umfassen, die in der Leiterplatte realisiert sind und die elektrisch mit den Komponenteneingangssignalen über entsprechende Transistoreingänge verbunden sind, wobei die Übertragungsleitungen ein Länge von ungefähr einer ¼-Wellenlänge einer Grundfrequenz des HF-Eingangssignals aufweisen.
Der Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsanpassungsnetzwerke Übertragungsleitungen umfassen, die in der gedruckten Schaltung realisiert sind, und die elektrisch mit den Komponentenausgangssignalen des Kombinators verbunden sind, wobei die Übertragungsleitungen eine Länge von ungefähr einer ¼-Wellenlänge einer Grundfrequenz des HF-Eingangssignals aufweisen.
Der Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Eingangsanpassungsnetzwerke entsprechende Eingangsanpassungskondensatoren, die an dem Sockel angebracht sind, umfassen, wobei die entsprechenden Eingangsvorspannungsnetzwerke elektrisch eine Eingangsgleichstrom-Vorspannungsquelle über einen entsprechenden Eingangsanpassungskondensator verbunden sind, und wobei die Ausgangsanpassungsnetzwerke jeweils Ausgangsanpassungskondensatoren aufweisen, die an dem Sockel angebracht sind, wobei die entsprechenden Ausgangsvorspannungsnetzwerke elektrisch mit einer Ausgangs dc-Vorspannungsquelle über einen entsprechenden Ausgangsanpassungskondensator verbunden sind.
Der Verstärker nach Anspruch 8, wobei die Eingangsgleichstrom-Vorspannungsquelle mit den Eingangsanpassungskondensatoren über entsprechende Eingangsübertragungsleitungen, die in der Leiterplatte realisiert sind, verbunden ist, und wobei die Ausgangsgleichstrom-Vorspannungsquelle mit den Ausgangsanpassungskondensatoren über entsprechende Ausgangsübertragungsleitungen, die in der Leiterplatte realisiert sind, verbunden ist, und wobei die entsprechenden Eingangs- und Ausgangsübertragungsleitungen jeweils eine Länge aufweisen, die ungefähr einer ¼-Wellenlänge einer Grundfrequenz des HF-Eingangssignals ist.
Der Verstärker nach Anspruch 8, wobei die Eingangsgleichstrom-Vorspannungsquelle mit den Eingangsanpassungskondensatoren verbunden ist und die Ausgangsgleich strom-Vorspannungsquelle mit den Ausgangsanpassungskondensatoren verbunden ist, ohne dass irgendeine der Eingangs- oder Ausgangsgleichstrom-Vorspannungsquellen über eine Übertragungsleitung übertragen wird, die eine Länge aufweist, die ungefähr einer ¼-Wellenlänge einer Grundfrequenz des HF-Eingangssignals ist.
Der Verstärker nach Anspruch 1, wobei der Verteiler und der Kombinator passive Elemente sind.
Der Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Eingangsimpedanz relativ hoch ist und der Eingangsarbeitspunkt relativ niedrig ist.
Der Verstärker nach Anspruch 1, der weiterhin umfasst: eine erste Mehrzahl von Leitungen, die elektrisch jeweils über Eingangspfadübertragungsleitungen, die in der Leiterplatte realisiert sind, mit entsprechenden Transistoreingängen verbunden sind, und eine zweite Mehrzahl von Leitungen, die über entsprechende Ausgangsübertragungsleitungen, die in der Leiterplatte realisiert sind, mit entsprechenden Transistorausgängen verbunden sind.
Verstärker nach Anspruch 13, wobei die erste und die zweite Mehrzahl von Leitungen entsprechende Sätze von Bonddrähten umfassen, die sich zwischen der Leiterplatte und dem Sockel erstrecken.
Der Verstärker nach Anspruch 1, wobei der Sockel und die Leiterplatte an einer gemeinsamen Referenzmasse und einer Wärmesenke angebracht sind.
Der Verstärker nach Anspruch 15, wobei die Eingang- und Ausgangspfade jeweils Eingangs- und Ausgangsreferenzmas senansätze aufweisen, die in der Leiterplatte realisiert sind und wobei die Eingangs- und Ausgangsansätze elektrisch mit dem Sockel über eine entsprechende Mehrzahl von Bonddrähten verbunden sind, die niedrige Induktivitätspfade bereitstellen.