DE112017007548T5

DE112017007548T5 - Verstärker

Info

Publication number: DE112017007548T5
Application number: DE112017007548.3T
Authority: DE
Inventors: Kei Fukunaga; Shinichi Miwa; Yoshinobu Sasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2020-01-30
Also published as: JP6849060B2; JPWO2018211643A1; CN110622286A; WO2018211643A1; US20200118950A1; KR20190138829A; US11164828B2

Abstract

Ein Verstärker enthält einen Transistorchip, der eine Vielzahl von Transistorzellen, ein Gatepad und ein Drainpad umfasst, ein Anpassungssubstrat, das eine Oberfläche aufweist, auf der eine Metallstruktur ausgebildet ist, einen Anschluss mit einer größeren Breite als eine Breite des Transistorchips und als eine Breite des Anpassungssubstrats, eine Vielzahl von Anschlussdrähten, die den Anschluss mit der Metallstruktur verbinden, und eine Vielzahl von Chipdrähten, die die Metallstruktur mit dem Transistorchip verbinden. Zwischen-Drahtabstände von mit der Metallstruktur verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten sind größer als Zwischen-Drahtabstände zwischen mit dem Anschluss verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker.
Hintergrund
Patentliteratur 1 offenbart, dass ein FET an einem dielektrischen Substrat auf einem Metallträger befestigt ist, eine Mikrostreifenleitung auf dem dielektrischen Substrat ausgebildet ist und jede der Gateelektrode und Drainelektrode des FET durch eine Vielzahl von Metalldrähten mit einer oberen Eingangs-Ausgangselektrode, welche breiter als die Mikrostreifenleitung ist, der Mikrostreifenleitung verbunden ist. Patentliteratur 1 offenbart auch, dass die Metalldrähte von einem Randteilbereich zu einem zentralen Teilbereich in einer Breitenrichtung des FET angeordnet sind, wobei die Längen der Metalldrähte allmählich vergrößert sind.
Patentliteratur 2 offenbart einen Mikrowellenverstärker, in welchem ein Eingangs-Ausgangsanschluss durch eine Vielzahl von Drähten mit einer Eingangs-Ausgangselektrode einer Halbleiter-Verstärkungsvorrichtung verbunden ist. Der Mikrowellenverstärker enthält ein Draht-Array der Vielzahl von Drähten, und ein Draht bei einer Mitte weist einen minimalen Impedanzwert auf, während die anderen Drähte größere Impedanzwerte aufweisen, je näher sie zu jeder Seite des Draht-Arrays liegen. Dies ermöglicht ein Vereinheitlichen von über die Drähte übertragenen Leistungen, um die Verstärkung, den Leistungswirkungsgrad und Beanspruchungscharakteristiken des Mikrowellenverstärkers zu verbessern.
Stand der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP H10-223674 A
Patentliteratur 2: JP H 11-238851 A

Zusammenfassung
Technisches Problem
Ein Verstärker wird hergestellt, indem ein Transistorchip mit einem Anpassungssubstrat in einem Gehäuse mittels Die-Bonden verbunden und eine notwendige elektrische Verbindung unter Verwendung eines Bondingdrahts geschaffen wird. Für einen diskreten Verstärker, der nicht intern abgestimmt bzw. angepasst ist, wird ein Transistorchip mit einem Anpassungssubstrat verdrahtet und ein Eingangs-Ausgangsanschluss eines Gehäuses wird mit dem Anpassungssubstrat verdrahtet.
Um eine Forderung nach Erhöhen einer Abgabe bzw. Ausgangsleistung eines Verstärkers zu erfüllen, wird in einigen Fällen ein Transistorchip verwendet, bei dem eine Vielzahl paralleler Transistorzellen verbunden ist. Es ist vorzuziehen, dass die Vielzahl von Transistorzellen einheitlich arbeitet. Eine Wechselwirkung von Magnetfeldern einer Vielzahl paralleler Drähte und ein Skin-Effekt eines Leiters wie etwa eines Anschlusses verursachen jedoch eine Phasendifferenz in einem Eingangs-Ausgangssignal jeder Transistorzelle. Dies macht die Operationen der Vielzahl von Transistorzellen uneinheitlich. Infolgedessen werden verglichen mit einem Fall, in dem die Vielzahl von Transistorzellen einheitlich arbeiten würde, die Leistungsverstärkung, die gesättigte Ausgangsleistung und der Leistungswirkungsgrad des Verstärkers verringert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die gemacht wurde, um das obige Problem zu lösen, besteht darin, einen Verstärker vorzusehen, der zu einheitlichen Operationen einer Vielzahl von auf einem Transistorchip ausgebildeten Transistorzellen imstande ist.
Mittel zum Lösen der Probleme
Gemäß einer vorliegenden Erfindung umfasst ein Verstärker einen Transistorchip, der eine Vielzahl von Transistorzellen, ein Gatepad und ein Drainpad aufweist, ein Anpassungssubstrat, das eine Oberfläche aufweist, auf der eine Metallstruktur ausgebildet ist, einen Anschluss mit einer Breite, die größer als eine Breite des Transistorchips und als eine Breite des Anpassungssubstrats ist, eine Vielzahl von Anschlussdrähten, die den Anschluss mit der Metallstruktur verbinden, und eine Vielzahl von Chipdrähten, die die Metallstruktur mit dem Transistorchip verbinden, wobei Zwischen-Drahtabstände von mit der Metallstruktur verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten größer sind als Zwischen-Drahtabstände zwischen mit dem Anschluss verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verstärker einen Transistorchip, der eine Vielzahl von Transistorzellen, ein Gatepad und ein Drainpad aufweist, ein Anpassungssubstrat, das eine Oberfläche aufweist, auf der eine Metallstruktur ausgebildet ist, wobei die Metallstruktur eine größere Breite als eine Breite des Gatepads oder eine Breite des Drainpads aufweist, einen Anschluss, eine Vielzahl von Anschlussdrähten, die den Anschluss mit der Metallstruktur verbinden, und eine Vielzahl von Chipdrähten, die die Metallstruktur mit dem Transistorchip verbinden, wobei die Zwischen-Drahtabstände zwischen mit dem Transistorchip verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Chipdrähten größer sind als Zwischen-Drahtabstände zwischen mit der Metallstruktur verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Chipdrähten.
Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden verdeutlicht werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von Drähten nicht parallel angeordnet, und die Drähte sind mit Stellen verbunden, die durch den Skin-Effekt weniger beeinflusst werden, was somit ermöglicht, dass eine Vielzahl von auf einem Transistorchip ausgebildeten Transistorzellen einheitlich arbeitet.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht eines Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 1.
2 ist eine Draufsicht eines Inneren des Gehäuses.
3 ist eine Draufsicht, die einen inneren Aufbau des Verstärkers gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt.
4 ist eine Schnittansicht der Vielzahl von Anschlussdrähten gemäß dem Vergleichsbeispiel.
5 zeigt die unausgeglichenen elektrischen Ströme aufgrund eines Skin-Effekts.
6 ist eine Draufsicht eines Inneren eines Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 2.

Beschreibung von Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird ein Verstärker gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das gleiche Bezugszeichen ist für die gleiche oder entsprechende Komponente vorgesehen, und eine doppelte Beschreibung der Komponente wird unterlassen.
Ausführungsform 1
1 ist eine Schnittansicht eines Verstärkers 10 gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Der Verstärker 10 umfasst ein Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 umfasst einen Basisteilbereich 12a aus Metall, einen auf dem Basisteilbereich 12a aus Metall gelegenen Seitenwandteilbereich 12b und einen auf dem Seitenwandteilbereich 12b gelegenen Abdeckteilbereich 12c. Ein Anschluss 13 und ein Anschluss 14 sind an dem Gehäuse 12 befestigt.
Aus dem Gehäuse 12 sind nur der Anschluss 13 und der Anschluss 14 freigelegt. Anpassungssubstrate 20, 24 und ein Transistorchip 22 befinden sich im Gehäuse 12. Das Anpassungssubstrat 20, der Transistorchip 22 und das Anpassungssubstrat 24 sind auf separaten Substraten einzeln ausgebildet. Der Transistorchip 22 ist beispielsweise ein aus GaN oder dergleichen bestehender Feldeffekttransistor.
Der Anschluss 13 und das Anpassungssubstrat 20 sind durch einen Anschlussdraht W1 miteinander verbunden. Das Anpassungssubstrat 20 und der Transistorchip 22 sind durch einen Chipdraht W2 miteinander verbunden. Der Transistorchip 22 und das Anpassungssubstrat 24 sind durch einen Chipdraht W3 miteinander verbunden. Das Anpassungssubstrat 24 und der Anschluss 14 sind durch einen Anschlussdraht W4 miteinander verbunden. Somit ist ein Eingangs-Ausgangs-Verbindungsaufbau des Verstärkers 10, der den Transistorchip 22 enthält, geschaffen. Es sollte besonders erwähnt werden, dass eine unterschiedliche Konfiguration für das Gehäuse 12 verwendet werden kann.
2 ist eine Draufsicht des Inneren des Gehäuses 12. In 2 bedeutet eine x-Richtung eine Breitenrichtung, und eine y-Richtung bedeutet eine Längenrichtung. Mit anderen Worten ist die y-Richtung eine Übertragungsrichtung eines Hochfrequenzsignals, und die x-Richtung ist eine zur Übertragungsrichtung senkrechte Richtung. Der Transistorchip 22 umfasst eine Vielzahl von Transistorzellen, um eine hohe Ausgangsleistung zu erzielen. Der Transistorchip 22 umfasst eine Vielzahl von entlang der Breitenrichtung angeordneten Gatepads 22a und ein streifenförmiges Drainpad 22b, das sich in der Breitenrichtung erstreckt. Wenn der Transistorchip 22 als Ganzes betrachtet wird, ist die Abmessung des Transistorchips 22 in der Breitenrichtung größer als diejenige in der Längenrichtung.
Das Anpassungssubstrat 20 umfasst einen dielektrischen Körper 20a und eine auf dem dielektrischen Körper 20a vorgesehene Metallstruktur 20b. Mit anderen Worten ist die Metallstruktur 20b auf einer Oberfläche des Anpassungssubstrats 20 ausgebildet. Das Anpassungssubstrat 20 dient als eingangsseitiges Anpassungssubstrat.
Das Anpassungssubstrat 24 umfasst einen dielektrischen Körper 24a und eine auf dem dielektrischen Körper 24a vorgesehene Metallstruktur 24b. Mit anderen Worten ist die Metallstruktur 24b auf einer Oberfläche des Anpassungssubstrats 24 ausgebildet. Das Anpassungssubstrat 24 dient als ausgangsseitiges Anpassungssubstrat.
Die Anschlüsse 13, 14 haben jeweils eine Breite Xa. Die Breite Xa ist größer als jede einer Breite des Transistorchips 22, einer Breite von jedem der Anpassungssubstrate 20, 24 und einer Breite von jeder der Metallstrukturen 20b, 24b. Der Anschluss 13 dient als Eingangsanschluss. Der Anschluss 14 dient als Ausgangsanschluss.
Vorgesehen ist die Vielzahl von Anschlussdrähten W1. Die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 verbindet den Anschluss 13 mit der Metallstruktur 20b. Wenn die Breite des Anschlusses 13 mit Xa bezeichnet wird, sind Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 mit dem Anschluss 13 nur zwischen einer Position, die von einem Ende 13a in der Breitenrichtung des Anschlusses 13 in Richtung des anderen Endes 13b in der Breitenrichtung des Anschlusses 13 um Xa/4 beabstandet ist, und einer Position gelegen, die von dem anderen Ende 13b in Richtung des einen Endes 13a um Xa/4 beabstandet ist. Xa/4 meint einen Wert, der sich durch Teilen von Xa durch 4 ergibt. Die Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 mit dem Anschluss 13 sind nicht über den Anschluss 13 in der Breitenrichtung vorhanden, sondern bei einem zentralen Teilbereich des Anschlusses 13 konzentriert.
Verbindungspunkte des Anschlussdrahts W1 mit der Metallstruktur 20b sind über die Metallstruktur 20b in der Breitenrichtung vorhanden. Infolgedessen sind die Zwischen-Drahtabstände zwischen mit der Metallstruktur 20b verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten W größer als Zwischen-Drahtabstände zwischen mit dem Anschluss 13 verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten W1. Somit weist die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 größere Zwischen-Anschlussabstände auf, je weiter sie sich in eine positive y-Richtung erstrecken. Gleichzeitig weist die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 längere Drahtlängen auf, je näher sie jeder Seite davon liegen. Die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 ist nicht parallel angeordnet.
Vorgesehen ist eine Vielzahl von Anschlussdrähten W4. Die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 verbindet den Anschluss 14 mit der Metallstruktur 24b. Wenn die Breite des Anschlusses 14 mit Xa bezeichnet wird, sind Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 mit dem Anschluss 14 nur zwischen einer Position, die von einem Ende 14a in der Breitenrichtung des Anschlusses 14 in Richtung des anderen Endes 14b in der Breitenrichtung des Anschlusses 14 um Xa/4 beabstandet ist, und einer Position gelegen, die von dem anderen Ende 14b in Richtung des einen Endes 14a um Xa/4 beabstandet ist. Somit sind die Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 mit dem Anschluss 14 nicht über den Anschluss 14 in der Breitenrichtung vorhanden, sondern bei einem zentralen Teilbereich des Anschlusses 14 konzentriert.
Verbindungspunkte des Anschlussdrahts W4 mit der Metallstruktur 24b sind über die Metallstruktur 24b in der Breitenrichtung vorhanden. Infolgedessen sind Zwischen-Drahtabstände zwischen mit der Metallstruktur 24b verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 größer als Zwischen-Drahtabstände zwischen mit dem Anschluss 14 verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten W4. Somit weist die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 größere Zwischen-Anschlussabstände auf, je weiter sie sich in eine negative y-Richtung erstrecken. Gleichzeitig weist die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 längere Drahtlängen auf, je näher sie jeder Seite davon liegen. Die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 ist nicht parallel angeordnet.
Vorgesehen ist die Vielzahl von Chipdrähten W2. Die Chipdrähte W2 verbinden die Metallstruktur 20b mit dem Transistorchip 22. Konkret verbindet die Vielzahl von Chipdrähten W2 die Metallstruktur 20b mit den Gatepads 22a. Die Chipdrähte W2 sind mit den Gatepads 22a eineindeutig verbunden. Die Vielzahl von Chipdrähten W2 ist parallel zueinander angeordnet.
Vorgesehen ist die Vielzahl von Chipdrähten W3. Die Chipdrähte W3 verbinden die Metallstruktur 24b mit dem Transistorchip 22. Konkret verbindet die Vielzahl von Chipdrähten W3 die Metallstruktur 24b mit dem Drainpad 22b. Alle Chipdrähte W3 sind mit dem einzigen Drainpad 22b verbunden. Die Vielzahl von Chipdrähten W3 ist parallel zueinander angeordnet.
Auf die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 wird als erste Drähte verwiesen, auf die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 wird als vierte Drähte verwiesen, auf die Vielzahl von Chipdrähten W2 wird als zweite Drähte verwiesen, auf die Vielzahl von Chipdrähten W3 wird als dritte Drähte verwiesen. In diesem Fall kann beschrieben werden, dass ein Hochfrequenzsignal über die ersten Drähte, die zweiten Drähte, die dritten Drähte und die vierten Drähte in dieser Reihenfolge übertragen und vom Anschluss 14 abgegeben wird.
3 ist eine Draufsicht, die einen inneren Aufbau des Gehäuses des Verstärkers gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt. Die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 ist parallel zueinander angeordnet, die Vielzahl von Chipdrähten W2 ist parallel zueinander angeordnet, die Vielzahl von Chipdrähten W3 ist parallel zueinander angeordnet, und die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 ist parallel zueinander angeordnet.
4 ist eine Schnittansicht der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 gemäß dem Vergleichsbeispiel. Wenn durch die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 elektrische Ströme fließen, werden um die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 herum Magnetfelder erzeugt. Wenn die elektrischen Ströme durch die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 in der gleichen Richtung fließen, werden die Magnetfelder zwischen den Anschlussdrähten W1 gegeneinander aufgehoben. Somit ist das Magnetfeld der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 als Ganzes durch strichpunktierte Linien in 4 dargestellt. Gestrichelte Linien stellen die elektrischen Kraftlinien dar. Eine Dichte der elektrischen Kraftlinien stellt eine Intensität eines elektrischen Feldes dar. Das elektrische Feld wird senkrecht zu den Magnetfeldern zwischen den Anschlussdrähten W1 und dem Gehäuse 12 erzeugt. Da verglichen mit dem zentralen Anschlussdraht W1 jeder der Anschlussdrähte W1 an beiden Seiten einer geringen Anzahl des (der) Anschlussdrahts (-drähte) W1 benachbart ist, ist eine Wechselwirkung zwischen deren Magnetfeldern reduziert. Dies ermöglicht, dass ein größerer elektrischer Strom durch jeden der Anschlussdrähte W1 an beiden Seiten als ein elektrischer Strom durch den zentralen Anschlussdraht fließt. Somit sind effektive parasitäre Induktivitäten der Anschlussdrähte W1 an beiden Seiten geringer als eine effektive parasitäre Induktivität des zentralen Anschlussdrahts W1.
Indes fließt aufgrund eines Skin-Effekts in größerer elektrischer Strom durch jeden des breiten Anschlusses 13 und Anschlusses 14 an einer von einer Anschlussmitte entfernteren Stelle. 5 zeigt, dass durch den Anschluss fließende elektrische Ströme aufgrund des Skin-Effekts nicht ausgeglichen sind. In 5 ist die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 parallel zueinander angeordnet. Außerdem ist die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 nicht nur an der Mitte, sondern auch an Endteilbereichen des Anschlusses 13 befestigt. Große Pfeile repräsentieren große, durch die Endteilbereiche des Anschlusses 13 fließende elektrische Ströme. Ein kleiner Pfeil repräsentiert einen kleinen, durch die Mitte des Anschlusses 13 fließenden elektrischen Strom. Die großen elektrischen Ströme, die durch die Anschlussdrähte W1 an beiden Seiten fließen, verringern die effektiven parasitären Induktivitäten zusätzlich zu der oben beschriebenen Wechselwirkung der Magnetfelder.
Da die effektiven parasitären Induktivitäten der Anschlussdrähte W1 an beiden Seiten gering sind, arbeiten verglichen mit der zentralen Transistorzelle insbesondere die Transistorzellen an beiden Seiten mit einer Phasendifferenz. Dies hat eine Uneinheitlichkeit der Operationen der Vielzahl von Transistorzellen zur Folge, was die Leistungsverstärkung, die gesättigte Ausgangsleistung und den Leistungswirkungsgrad des Transistorchips 22 reduziert. Es sollte besonders erwähnt werden, dass ein paralleles Anordnen der Vielzahl von Chipdrähten W2, der Vielzahl von Chipdrähten W3 oder der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 ebenfalls das gleiche Phänomen hervorruft.
Im Gegensatz dazu kann der Verstärker 10 gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung das obige Problem lösen. Im Verstärker 10 gemäß der Ausführungsform 1 sind die Zwischen-Drahtabstände zwischen den mit der Metallstruktur 20b verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 größer als die Zwischen-Drahtabstände zwischen den mit dem Anschluss 13 verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten W1. Die Zwischen-Drahtabstände sind somit in fortschreitender Richtung einer Signalübertragung vergrößert, so dass die Anschlussdrähte W1 längere Drahtlängen aufweisen, je näher sie jeder Seite davon liegen. Mit anderen Worten ist der zentrale Anschlussdraht W1 der kürzeste, wohingegen der vom zentralen Anschlussdraht W1 entferntere Anschlussdraht W1 länger ist. Dies kann eine Reduzierung der parasitären Induktivitäten des Anschlussdrahts W1 an jeder Seite und der Anschlussdrähte W1 nahe jeder Seite ausgleichen.
Desgleichen sind die Zwischen-Drahtabstände zwischen den mit der Metallstruktur 24b verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 so vergrößert, dass sie größer als die Zwischen-Drahtabstände zwischen den mit dem Anschluss 14 verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 sind, was eine Reduzierung der parasitären Induktivitäten des Anschlussdrahts W4 an jeder Seite und der Anschlussdrähte W4 nahe jeder Seite beschränkt.
Da die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 nicht parallel ist, sind darüber hinaus auch die durch die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 fließenden elektrischen Ströme nicht parallel. Somit wird verglichen mit einem Fall, in dem die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 zueinander parallel ist, eine Wechselwirkung der Magnetfelder zwischen der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 reduziert. Dies hat eine Reduzierung einer Abweichung der effektiven parasitären Induktivität von jedem der Anschlussdrähte W1 zur Folge. Da die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 ebenfalls nicht parallel ist, kann gleichermaßen eine Abweichung der effektiven parasitären Induktivitäten der Anschlussdrähte W4 reduziert werden. Der Verstärker 10 gemäß der Ausführungsform 1 ermöglicht somit eine Reduzierung der nachteiligen Effekte einer Wechselwirkung der Magnetfelder.
Nachteilige Effekt eines Skin-Effekts werden reduziert, indem die Drähte bei der Mitte jedes der Anschlüsse 13, 14 konzentriert werden. Konkret sind, wie oben beschrieben wurde, wenn die Breite des Anschlusses 13 mit Xa bezeichnet wird, die Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 mit dem Anschluss 13 nur zwischen der Position, die von dem einen Ende 13a in der Breitenrichtung des Anschlusses 13 in Richtung des anderen Endes 13b in der Breitenrichtung des Anschlusses 13 um Xa/4 beabstandet ist, und der Position gelegen, die von dem anderen Ende 13b in Richtung des einen Endes 13a um Xa/4 beabstandet ist. Ähnlich sind, wenn die Breite des Anschlusses 14 mit Xa bezeichnet wird, die Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 mit dem Anschluss 14 nur zwischen der Position, die von einem Ende 14a in der Breitenrichtung des Anschlusses 14 in Richtung des anderen Endes 14b in der Breitenrichtung des Anschlusses 14 um Xa/4 beabstandet ist, und der Position gelegen, die von dem anderen Ende 14b in Richtung des einen Endes 14a um Xa/4 beabstandet ist. Mit anderen Worten sind die Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 mit dem Anschluss 13 beim zentralen Teilbereich des Anschlusses 13 konzentriert, und die Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 mit dem Anschluss 14 sind beim zentralen Teilbereich des Anschlusses 14 konzentriert. Somit ist es, während die Anschlüsse 13, 14, die breiter als die Anpassungssubstrate 20, 24 und die Metallstrukturen 20b, 24b sind, verwendet werden, weniger wahrscheinlich, dass große elektrische Ströme durch die äußeren Anschlussdrähte W1, W4 aufgrund eines Skin-Effekts fließen. Eine Reduzierung der effektiven parasitären Induktivitäten der Drähte an beiden Seiten unter der Vielzahl von Anschlussdrähten W1, W4 kann somit reduziert werden.
Der Verstärker 10 gemäß der Ausführungsform 1 ermöglicht folglich ein Reduzieren einer Phasendifferenz zwischen den Signalen der Transistorzellen, die durch eine Wechselwirkung der Magnetfelder der Vielzahl von Anschlussdrähten W1, W4 und den Skin-Effekt in jedem der Anschlüsse 13, 14 hervorgerufen wird. Folglich wird ermöglicht, dass die Vielzahl von auf dem Transistorchip 22 ausgebildeten Transistorzellen einheitlich arbeitet, so dass die Verstärkung, die Ausgangsleistung und der Wirkungsgrad bzw. die Effizienz des Verstärkers 10 höher werden.
Der Verstärker 10 gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung kann auf vielfältige, dessen Merkmale nicht beeinträchtigende Weisen modifiziert werden. Selbst wenn beispielsweise die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 parallel zueinander angeordnet wird, wird ermöglicht, dass die Vielzahl von Transistorzellen in einem gewissen Maße einheitlich arbeitet, solange die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 die obigen Merkmale aufweist. Selbst wenn die Vielzahl von Anschlussdrähten W4 parallel zueinander angeordnet wird, wird ähnlich ermöglicht, dass die Vielzahl von Transistorzellen in einem gewissen Maße einheitlich arbeitet, solange die Vielzahl von Anschlussdrähten W1 die obigen Merkmale aufweist. Außerdem sind die obigen numerischen Beschränkungen zum Konzentrieren der Vielzahl von Anschlussdrähten W1 beim zentralen Teilbereich des Anschlusses 13 und der Vielzahl von Anschlussdrähten W4 beim zentralen Teilbereich des Anschlusses 14 nur beispielhaft. Ein Abstand zwischen den Verbindungspunkten der Anschlussdrähte W1 mit dem Anschluss 13 und jedem Endteilbereich des Anschlusses 13 und zwischen den Verbindungspunkten der Anschlussdrähte W4 mit dem Anschluss 14 und jedem Endteilbereich des Anschlusses 14 kann nach Bedarf bestimmt werden.
Die Modifikationen, auf die für die Ausführungsform 1 Bezug genommen wird, können für einen Verstärker gemäß der folgenden Ausführungsform verwendet werden. Es sollte besonders erwähnt werden, dass ein Verstärker gemäß der folgenden Ausführungsform mit demjenigen der Ausführungsform 1 viel gemeinsam hat, so dass vorwiegend eine Beschreibung hinsichtlich Unterschieden gegenüber der Ausführungsform 1 gegeben wird.
Ausführungsform 2
6 ist eine Draufsicht eines Inneren eines Verstärkers 30 gemäß einer Ausführungsform 2. Die Metallstrukturen 20b, 24b sind auf Oberflächen der Anpassungssubstrate 20 bzw. 24 ausgebildet. Die Metallstrukturen 20b, 24b weisen jeweils eine größere Breite als eine Breite der Gatepads 22a und als eine Breite des Drainpads 22b auf. Die Breite der Gatepads 22a meint eine Breite der Vielzahl von Gatepads 22a als Ganzes. Die Breite der Gatepads 22a ist im Wesentlichen gleich der Breite des Drainpads 22b.
Da die Breite der Metallstruktur 20b größer als diejenige der Gatepads 22a ist, kann die Vielzahl von Chipdrähten W2 parallel zueinander angeordnet werden. In der Ausführungsform 2 sind jedoch die Zwischen-Drahtabstände zwischen den mit dem Transistorchip 22 verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Chipdrähten W2 größer als die Zwischen-Drahtabstände zwischen den mit der Metallstruktur 20b verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Chipdrähten W2. Die Vielzahl von Chipdrähten W2 ist somit nicht parallel angeordnet, was eine Reduzierung der effektiven parasitären Induktivitäten der Chipdrähte W2 an beiden Seiten aufgrund einer Wechselwirkung der Magnetfelder beschränkt. Außerdem weist die Vielzahl von Chipdrähten W2 längere Drahtlängen auf, je näher sie jeder Seite davon liegen, was eine Reduzierung der parasitären Induktivitäten des Chipdrahts W2 an jeder Seite und der Chipdrähte W2 nahe jeder Seite kompensiert.
Außerdem ermöglicht ein Konzentrieren der Verbindungspunkte der Vielzahl von Chipdrähten W2 mit der Metallstruktur 20b beim zentralen Teilbereich der Metallstruktur 20b entfernt von jedem Endteilbereich der Metallstruktur 20b ein Beschränken einer Reduzierung der effektiven parasitären Induktivitäten der Chipdrähte W2 an beiden Seiten aufgrund des Skin-Effekts der Metallstruktur 20b. In dieser Hinsicht ist es vorzuziehen, dass, wenn die Breite der Metallstruktur 20b mit Xb bezeichnet wird, die Verbindungspunkte der Vielzahl von Chipdrähten W2 mit der Metallstruktur 20b nur zwischen einer Position, die von einem Ende 20c in der Breitenrichtung der Metallstruktur 20b in Richtung des anderen Endes 20d in der Breitenrichtung der Metallstruktur 20b um Xb/4 beabstandet ist, und einer Position gelegen sind, die von dem anderen Ende 20d in Richtung des einen Endes 20c um Xb/4 beabstandet ist.
Da die Breite der Metallstruktur 24b größer als die Breite des Drainpads 22b ist, kann die Vielzahl von Chipdrähten W3 parallel zueinander angeordnet werden. In der Ausführungsform 2 sind jedoch die Zwischen-Drahtabstände zwischen den mit dem Transistorchip 22 verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Chipdrähten W3 größer als die Zwischen-Drahtabstände zwischen den mit der Metallstruktur 24b verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Chipdrähten W3. Die Vielzahl von Chipdrähten W3 ist somit nicht parallel angeordnet, was eine Reduzierung der effektiven parasitären Induktivitäten der Chipdrähte W3 an beiden Seiten aufgrund einer Wechselwirkung der Magnetfelder beschränkt. Außerdem weist die Vielzahl von Chipdrähten W3 längere Drahtlängen auf, je näher sie zu jeder Seite davon liegen, was eine Reduzierung der parasitären Induktivitäten der Chipdrähte W3 an jeder Seite und der Chipdrähte W3 nahe jeder Seite kompensiert.
Ein Konzentrieren der Verbindungspunkte der Vielzahl von Chipdrähten W3 mit der Metallstruktur 24b beim zentralen Teilbereich der Metallstruktur 24b entfernt von jedem Endteilbereich der Metallstruktur 24b ermöglicht außerdem ein Beschränken einer Reduzierung der effektiven parasitären Induktivitäten der Chipdrähte W3 an beiden Seiten aufgrund des Skin-Effekts der Metallstruktur 24b. In dieser Hinsicht ist es vorzuziehen, dass, wenn die Breite der Metallstruktur 24b mit Xb bezeichnet wird, die Verbindungspunkte der Vielzahl von Chipdrähten W3 mit der Metallstruktur 24b nur zwischen einer Position, die von einem Ende 24c in der Breitenrichtung der Metallstruktur 24b in Richtung des anderen Endes 24d in der Breitenrichtung der Metallstruktur 24b um Xb/4 beabstandet ist, und einer Position gelegen sind, die von dem anderen Ende 24d in Richtung des einen Endes 24c um Xb/4 beabstandet ist.
Die obigen Konfigurationen der Vielzahl von Chipdrähten W2, W3 ermöglichen, dass die Vielzahl von auf dem Transistorchip 22 ausgebildeten Transistorzellen einheitlich arbeitet. Selbst wenn die Vielzahl von Chipdrähten W3 parallel zueinander angeordnet wird, wird ermöglicht, dass die Vielzahl von Transistorzellen in einem gewissen Maße einheitlich arbeitet, solange die Vielzahl von Chipdrähten W2 die obigen Merkmale aufweisen. Selbst wenn die Vielzahl von Chipdrähten W2 parallel zueinander angeordnet wird, wird ermöglicht, dass die Vielzahl von Transistorzellen in einem gewissen Maße einheitlich arbeiten, solange die Vielzahl von Chipdrähten W3 die obigen Merkmale aufweist. Es sollte besonders erwähnt werden, dass die in 6 dargestellten Anschlussdrähte W1, W4 durch die in 2 dargestellten Anschlussdrähte W1, W4 ersetzt werden können, um die Einheitlichkeit der Operationen von Transistorzellen weiter zu steigern.
Beschreibung der Symbole
13, 14 Anschluss, 20, 24 Anpassungssubstrat, 22 Transistorchip, W1, W4 Anschlussdraht, W2, W3 Chipdraht
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H10223674 A [0003]
JP H11238851 A [0003]

Claims

Verstärker, aufweisend: einen Transistorchip, der eine Vielzahl von Transistorzellen, ein Gatepad und ein Drainpad aufweist; ein Anpassungssubstrat, das eine Oberfläche aufweist, auf der eine Metallstruktur ausgebildet ist; einen Anschluss mit einer Breite, die größer als eine Breite des Transistorchips und als eine Breite des Anpassungssubstrats ist; eine Vielzahl von Anschlussdrähten, die den Anschluss mit der Metallstruktur verbinden; und eine Vielzahl von Chipdrähten, die die Metallstruktur mit dem Transistorchip verbinden, wobei Zwischen-Drahtabstände von mit der Metallstruktur verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten größer sind als Zwischen-Drahtabstände zwischen mit dem Anschluss verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Anschlussdrähten.
Verstärker nach Anspruch 1, wobei das Anpassungssubstrat ein eingangsseitiges Anpassungssubstrat und ein ausgangsseitiges Anpassungssubstrat umfasst, der Anschluss einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss umfasst, die Vielzahl von Anschlussdrähten eine Vielzahl erster Drähte, die den Eingangsanschluss mit dem eingangsseitigen Anpassungssubstrat verbinden, und eine Vielzahl vierter Drähte umfasst, die das ausgangsseitige Anpassungssubstrat mit dem Ausgangsanschluss verbinden, und die Vielzahl von Chipdrähten eine Vielzahl zweiter Drähte, die das eingangsseitige Anpassungssubstrat mit dem Transistorchip verbinden, und eine Vielzahl dritter Drähte umfasst, die den Transistorchip mit dem ausgangsseitigen Anpassungssubstrat verbinden.
Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Anschlussdrähten längere Drahtlängen aufweist, je näher sie zu jeder Seite der Vielzahl von Anschlussdrähten liegen.
Verstärker nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl von Anschlussdrähten nicht parallel angeordnet ist.
Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn die Breite des Anschlusses mit Xa bezeichnet wird, Verbindungspunkte der Vielzahl von Anschlussdrähten mit dem Anschluss nur zwischen einer Position, die von einem Ende in einer Breitenrichtung des Anschlusses in Richtung eines anderen Endes in der Breitenrichtung des Anschlusses um Xa/4 beabstandet ist, und einer Position gelegen sind, die von dem anderen Ende in Richtung des einen Endes um Xa/4 beabstandet ist.
Verstärker, aufweisend: einen Transistorchip, der eine Vielzahl von Transistorzellen, ein Gatepad und ein Drainpad aufweist; ein Anpassungssubstrat, das eine Oberfläche aufweist, auf der eine Metallstruktur ausgebildet ist, wobei die Metallstruktur eine größere Breite als eine Breite des Gatepads oder eine Breite des Drainpads aufweist; einen Anschluss; eine Vielzahl von Anschlussdrähten, die den Anschluss mit der Metallstruktur verbinden; und eine Vielzahl von Chipdrähten, die die Metallstruktur mit dem Transistorchip verbinden, wobei Zwischen-Drahtabstände zwischen mit dem Transistorchip verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Chipdrähten größer sind als Zwischen-Drahtabstände zwischen mit der Metallstruktur verbundenen Teilbereichen der Vielzahl von Chipdrähten.
Verstärker nach Anspruch 6, wobei das Anpassungssubstrat ein eingangsseitiges Anpassungssubstrat und ein ausgangsseitiges Anpassungssubstrat umfasst, der Anschluss einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss umfasst, die Vielzahl von Anschlussdrähten eine Vielzahl erster Drähte, die den Eingangsanschluss mit dem eingangsseitigen Anpassungssubstrat verbinden, und eine Vielzahl vierter Drähte umfasst, die das ausgangsseitige Anpassungssubstrat mit dem Ausgangsanschluss verbinden, und die Vielzahl von Chipdrähten eine Vielzahl zweiter Drähte, die das eingangsseitige Anpassungssubstrat mit dem Transistorchip verbinden, und eine Vielzahl dritter Drähte umfasst, die den Transistorchip mit dem ausgangsseitigen Anpassungssubstrat verbinden.
Verstärker nach Anspruch 6, wobei die Vielzahl von Chipdrähten längere Drahtlängen aufweist, je näher sie zu jeder Seite der Vielzahl von Chipdrähten liegen.
Verstärker nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Chipdrähten nicht parallel angeordnet ist.
Verstärker nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei, wenn die Breite der Metallstruktur mit Xb bezeichnet wird, Verbindungspunkte der Vielzahl von Chipdrähten mit der Metallstruktur nur zwischen einer Position, die von einem Ende in einer Breitenrichtung der Metallstruktur in Richtung eines anderen Endes in der Breitenrichtung der Metallstruktur um Xb/4 beabstandet ist, und einer Position gelegen sind, die von dem anderen Ende in Richtung des einen Endes um Xb/4 beabstandet ist.