DE112018007674T5 - Verstärker - Google Patents

Verstärker Download PDF

Info

Publication number
DE112018007674T5
DE112018007674T5 DE112018007674.1T DE112018007674T DE112018007674T5 DE 112018007674 T5 DE112018007674 T5 DE 112018007674T5 DE 112018007674 T DE112018007674 T DE 112018007674T DE 112018007674 T5 DE112018007674 T5 DE 112018007674T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
dummy
dummy transistor
matching circuit
amplifying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112018007674.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji HARAUCHI
Yoshinobu Sasaki
Miyo Miyashita
Kazuya Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE112018007674T5 publication Critical patent/DE112018007674T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/193—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/66—High-frequency adaptations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
    • H03F1/083—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements in transistor amplifiers
    • H03F1/086—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements in transistor amplifiers with FET's
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • H03F1/565—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for using inductive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/602—Combinations of several amplifiers
    • H03F3/604—Combinations of several amplifiers using FET's
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6605—High-frequency electrical connections
    • H01L2223/6611—Wire connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6644—Packaging aspects of high-frequency amplifiers
    • H01L2223/6655—Matching arrangements, e.g. arrangement of inductive and capacitive components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41758—Source or drain electrodes for field effect devices for lateral devices with structured layout for source or drain region, i.e. the source or drain region having cellular, interdigitated or ring structure or being curved or angular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42372—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out
    • H01L29/4238—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out characterised by the surface lay-out
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/318—A matching circuit being used as coupling element between two amplifying stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/453—Controlling being realised by adding a replica circuit or by using one among multiple identical circuits as a replica circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

Vorgesehen sind eine Eingangsanpassungsschaltung, zumindest ein verstärkender Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt, ein erster Dummy-Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt, ein zweiter Dummy-Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt, und eine Ausgangsanpassungsschaltung, die eine Ausgabe des verstärkenden Transistors ausgibt, wobei der verstärkende Transistor zwischen dem ersten Dummy-Transistor und dem zweiten Dummy-Transistor angeordnet ist, wobei der verstärkende Transistor, der erste Dummy-Transistor und der zweite Dummy-Transistor in einer Reihe entlang der Eingangsanpassungsschaltung vorgesehen sind.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker.
  • Hintergrund
  • PTL 1 veranschaulicht im Kontext eines Feldeffekttransistors mit einer Mehrfinger-Struktur ein Verfahren zum Steuern der Induktivitätsverteilung und Sicherstellen, dass Eingangs- und Ausgangssignale die gleiche Phase aufweisen, durch Einstellen der Länge, des Durchmessers und der Anzahl an Bondingdrähten und Ändern der Werte einer gegenseitigen Induktivität und Selbstinduktivität.
  • Stand der Technik
  • Patentliteratur
  • [PTL 1] JP 2010-161348 A
  • Zusammenfassung
  • Technisches Problem
  • In PTL 1 wird ein Schema übernommen, entsprechend dem, um eine Phasenanpassung der Eingangs- und Ausgangssignale auszuführen, eine Verteilung einer scheinbaren Induktivität einheitlich gemacht wird, indem eine Selbstinduktivität des am Ende angeordneten Transistors gesteuert wird. In diesem Fall ist es aufgrund des Einflusses von Herstellungsvariationen und dergleichen schwierig, die Induktivität vollkommen einheitlich zu machen. Falls die Temperatur oder die Betriebsleistung geändert wird und ein HF-Strom fluktuiert, wird ferner eine Uneinheitlichkeit der Induktivitätsverteilung mit der Fluktuation des HF-Stroms multipliziert, was es schwierig macht, sicherzustellen, dass die Eingangssignale die gleiche Amplitude und die gleiche Phase aufweisen. In diesem Fall tritt ein Problem auf, dass die HF-Abgabe uneinheitlich wird und eine Verstärkung oder Ausgabe abnimmt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Verstärker bereitzustellen, der mehrere verstärkende Transistoren nutzt, die imstande sind, die Signalphase näher an einen einheitlichen Zustand zu bringen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Gemäß dieser Erfindung enthält ein Verstärker eine Eingangsanpassungsschaltung, zumindest einen verstärkenden Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt, einen ersten Blind- bzw. Dummy-Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt, einen zweiten Dummy-Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt, und eine Ausgangsanpassungsschaltung, die eine Ausgabe des verstärkenden Transistors ausgibt, wobei der verstärkende Transistor zwischen dem ersten Dummy-Transistor und dem zweiten Dummy-Transistor angeordnet ist und der verstärkende Transistor, der erste Dummy-Transistor und der zweite Dummy-Transistor in einer Reihe entlang der Eingangsanpassungsschaltung vorgesehen sind.
  • Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden offenbart.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß dieser Erfindung kann die Signalphase näher an einen einheitlichen Zustand gebracht werden, indem Dummy-Transistoren, die nicht zu einer Ausgangsleistung beitragen, an beiden Enden der in einer Reihe angeordneten verstärkenden Transistoren vorgesehen werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht eines Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 1.
    • 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Transistors.
    • 3 ist ein Ersatzschaltbild.
    • 4 ist eine Draufsicht eines Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 2.
    • 5 ist eine Draufsicht eines Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 3.
    • 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Impedanzeinstellung veranschaulicht.
    • 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Impedanzeinstellung veranschaulicht.
    • 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Impedanzeinstellung veranschaulicht.
    • 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Impedanzeinstellung veranschaulicht.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ein Verstärker gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung muss nicht wiederholt werden.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist eine Draufsicht eines Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 1. Der Verstärker dient beispielsweise als Hochfrequenz-Leistungsverstärker, der Hochfrequenzsignale vom Mikrowellen-Frequenzband bis zum Millimeterwellen-Frequenzband verstärkt. Der Verstärker enthält beispielsweise einen Eingangsanschluss 11, in den ein Hochfrequenzsignal eingespeist wird. Der Eingangsanschluss 11 ist mittels eines Bondingdrahts 12 mit einer Eingangsanpassungsschaltung 13 verbunden. Die Eingangsanpassungsschaltung 13 weist beispielsweise ein isolierendes Substrat und eine darauf vorgesehene Metallstruktur auf.
  • Die Eingangsanpassungsschaltung 13 ist über Bondingdrähte 14a, 14b, 14c, 14d, 14e und 14f mit einem ersten Dummy-Transistor 15a, einem verstärkenden Transistor 16a, einem verstärkenden Transistor 16b, einem verstärkenden Transistor 16c, einem verstärkenden Transistor 16d bzw. einem zweiten Dummy-Transistor 15b verbunden. Der erste Dummy-Transistor 15a, die verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d und der zweite Dummy-Transistor 15b empfangen Signale von der Eingangsanpassungsschaltung 13 und verstärken diese Signale. Die Anzahl der verstärkenden Transistoren ist nicht sonderlich beschränkt, und einer oder mehrere von ihnen können vorgesehen werden. Zumindest ein verstärkender Transistor ist vorgesehen.
  • Die verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d, der erste Dummy-Transistor 15a und der zweite Dummy-Transistor 15b sind in einer Reihe entlang der Eingangsanpassungsschaltung 13 vorgesehen. Die verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c und 16d sind zwischen dem ersten Dummy-Transistor 15a und dem zweiten Dummy-Transistor 15b vorgesehen. Konkret ist der erste Dummy-Transistor 15a an einem Ende der Reihe, in der die verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d vorgesehen sind, so vorgesehen, dass er ihm benachbart ist, und der zweite Dummy-Transistor 15b ist an deren anderem Ende so vorgesehen, dass er diesem benachbart ist.
  • Beispielsweise können die gleichen Einheitstransistoren genutzt werden, um die verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d, den ersten Dummy-Transistor 15a und den zweiten Dummy-Transistor 15b zu bilden. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration solch eines Einheitstransistors veranschaulicht. Der Einheitstransistor weist ein Gate-Pad 15g und eine Vielzahl von Gate-Fingern 15gf auf, die mit dem Gate-Pad 15g verbunden sind. Ferner enthält er ein Source-Pad 15s, eine Vielzahl von Source-Fingern 15sf, die mit dem Source-Pad 15s verbunden sind, ein Drain-Pad 15d und eine Vielzahl von Drain-Fingern 15df, die mit dem Drain-Pad 15d verbunden sind. Das Source-Pad 15s ist über ein Kontaktloch 15v geerdet. Der Bondingdraht zum Einspeisen eines Eingangssignals ist mit dem Gate-Pad 15g verbunden. Der Bondingdraht zum Abgeben ist mit dem Drain-Pad 15d verbunden. Die Länge des Gates, das den Einheitstransistor bildet, die Breite des Gates, der Abstand zwischen den Elektroden etc. sind gemäß einer vordefinierten Ausgangsleistung spezifiziert.
  • Die Drain-Pads des ersten Dummy-Transistors 15a, der verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d und des zweiten Dummy-Transistors 15b sind über Bondingdrähte 17a, 17b, 17c, 17d, 17e bzw. 17f mit einer Ausgangsanpassungsschaltung 19 verbunden. Die Ausgangsanpassungsschaltung 19 enthält Metallstrukturen 19a, 19b, 19c und Unterbrechungsschaltungen 18a, 18b.
  • Die Bondingdrähte 17b, 17c, 17d, 17e sind mit der Metallstruktur 19a verbunden. Die Metallstruktur 19a ist über einen Bondingdraht 20 mit einem Ausgangsanschluss 21 verbunden. Aufgrund dessen werden die Ausgaben der verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c und 16d über die Bondingdrähte 17b, 17c, 17d, 17e, die Metallstruktur 19a und den Bondingdraht 20 an dem Ausgangsanschluss 21 ausgegeben.
  • Indes sind die Bondingdrähte 17a und 17b mit der Metallstruktur 19b bzw. 19c verbunden. Die Metallstruktur 19b ist mit der Unterbrechungsschaltung 18a verbunden, und die Metallstruktur 19c ist mit der Unterbrechungsschaltung 18b verbunden. Die Unterbrechungsschaltungen 18a und 18b können als beliebige geeignete Schaltung konfiguriert sein, die Ausgaben von dem ersten Dummy-Transistor 15a und dem zweiten Dummy-Transistor 15b blockiert. Als die Unterbrechungsschaltungen 18a und 18b kann zum Beispiel eine Konfiguration übernommen werden, die eine LC-Anpassungsschaltung und eine Drosselspule aufweist. Die Ausgaben von dem ersten Dummy-Transistor 15a und dem zweiten Dummy-Transistor 15b werden durch die Unterbrechungsschaltungen 18a und 18b so blockiert, dass diese Ausgaben nicht zum Ausgangsanschluss 21 übertragen werden. Dementsprechend gibt die Ausgangsanpassungsschaltung 19 die Ausgaben von den verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c und 16d aus, gibt aber nicht die Ausgaben von dem ersten Dummy-Transistor 15a und dem zweiten Dummy-Transistor 15b aus. Mit anderen Worten synthetisiert sie nur die Ausgaben von den verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d mittels der Metallstruktur 19a und überträgt die synthetisierte Ausgabe zum Ausgangsanschluss 21.
  • Der Verstärker umfasst ein Gehäuse 22. Der Eingangsanschluss 11 und der Ausgangsanschluss 21 sind an den Rändern des Gehäuses 22 fixiert. Außerdem sind im Gehäuse 22 die Eingangsanpassungsschaltung 13, der erste Dummy-Transistor 15a, die verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d, der zweite Dummy-Transistor 15b und die Ausgangsanpassungsschaltung 19 untergebracht.
  • 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Ersatzschaltung des Verstärkers der Ausführungsform 1 veranschaulicht. Ein HF-Eingangssignal wird über den Eingangsanschluss 11 des Gehäuses eingespeist und dann über den Bondingdraht 12 in die Eingangsanpassungsschaltung 13 eingespeist. Die Eingangsanpassungsschaltung 13 kann zum Beispiel so ausgelegt sein, dass das HF-Signal unter den einzelnen Transistoren mit der gleichen Amplitude und der gleichen Phase verteilt wird. Außerdem wird das HF-Signal von der Eingangsanpassungsschaltung 13 in den ersten Dummy-Transistor 15a, die verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d und den zweiten Dummy-Transistor 15b eingespeist. An dieser Stelle können die Bondingdrähte 14a, 14b, 14c, 14d, 14e und 14f zum Übertragen der Signale zu den einzelnen Transistoren die gleiche Form aufweisen; aber ihre Formen oder Verbindungsstellen können nach Bedarf modifiziert werden.
  • Die HF-Signale, die von dem ersten Dummy-Transistor 15a und dem zweiten Dummy-Transistor 15b abgegeben werden, werden durch die Unterbrechungsschaltungen 18a und 18b blockiert, welche beispielsweise eine LC-Anpassungsschaltung und eine Drosselspule enthalten, und werden nicht an den Ausgangsanschluss 21 abgegeben. Auf der anderen Seite werden die HF-Signale, die von den verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c und 16d abgegeben wurden, durch die Metallstruktur 19a der Ausgangsanpassungsschaltung 19, die dafür ausgelegt ist, beispielsweise die Leistungssynthese mit der gleichen Phase und der gleichen Amplitude auszuführen, einer Leistungssynthese unterworfen, und das synthetisierte Signal wird über den Bondingdraht 20 vom Ausgangsanschluss 21 abgegeben. Auf diese Weise sind die beiden Transistoren, die an beiden Enden der sechs parallelgeschalteten Transistoren als Dummy-Transistoren, die zur HF-Ausgabe nicht beitragen, konfiguriert.
  • Hier ist eine Induktivität des mit dem ersten Dummy-Transistor 15a verbundenen Bondingdrahts 14a und des mit dem zweiten Dummy-Transistor 15b verbundenen Bondingdrahts 14f als L1 gegeben und ist eine Induktivität der zwischen diesen Bondingdrähten 14a, 14f angeordneten Bondingdrähte 14b, 14c, 14d, 14e als L2 gegeben. Außerdem wird angenommen, dass die Bondingdrähte 14a bis 14f die gleiche Form haben und der gleiche HF-Strom in all den Transistoren fließt. Falls eine Selbstinduktivität L ist und eine gegenseitige Induktivität M ist, können dann L1 und L2 gemäß den folgenden Ausdrücken erhalten werden: L1=L+M
    Figure DE112018007674T5_0001
     L2=L+2M
    Figure DE112018007674T5_0002
  • Aus diesen Ausdrücken erkennt man, dass die Induktivität der Bondingdrähte 14a und 14f an den Enden kleiner ist als die Induktivität der inneren Bondingdrähte 14b, 14c, 14d und 14e. Wenn die Signale, die durch die Bondingdrähte 14a bis 14f gelangt sind, alle mit dem Ausgangsanschluss 21 verbunden sind, tritt dementsprechend dann ein Ungleichgewicht der Induktivität auf. Im Verstärker gemäß der Ausführungsform 1 sind jedoch an beiden Enden der Reihe, in der die Transistoren vorgesehen sind, der erste Dummy-Transistor 15a und der zweite Dummy-Transistor 15b vorgesehen, und die Ausgaben dieser Transistoren werden durch die Unterbrechungsschaltungen 18a und 18b blockiert. Infolgedessen wird ermöglicht, den Einfluss der Drähte mit einer verhältnismäßig kleinen gegenseitigen Induktivität M auf die Ausgaben zu vermeiden. Mit anderen Worten wird ermöglicht, eine Anordnung verstärkender Transistoren an den Enden der Reihe, in der die Transistoren vorgesehen sind, zu vermeiden und die Notwendigkeit zu eliminieren, die verstärkenden Transistoren, deren Ausbreitungssignalphasen abgestimmt werden müssen, an den Enden anzuordnen, wo eine Induktivitätsverteilung gestört wird.
  • Indem man den ersten Dummy-Transistor 15a und den zweiten Dummy-Transistor 15b vorsieht, wird auf diese Weise ermöglicht, die Abnahme der Induktivität des verstärkenden Transistors zu unterdrücken und die Induktivitätsverteilung einheitlicher als im Vergleich mit einem Fall, in dem sie nicht vorgesehen sind, einzurichten. Eine Einheitlichkeit der Induktivität trägt zu einer Vereinheitlichung der Phasen der Signale bei. Infolgedessen können die eingespeisten und abgegebenen HF-Signale näher an einen Zustand mit der gleichen Amplitude und der gleichen Phase gebracht werden, was ermöglicht, eine höhere Verstärkung und eine höhere Ausgabe zu erzielen.
  • Die Konfiguration der Unterbrechungsschaltungen 18a und 18b ist nicht auf die Konfiguration beschränkt, gemäß der sie die LC-Anpassungsschaltung und die Drosselspule aufweisen, und jede beliebige geeignete Konfiguration kann übernommen werden, welche Hochfrequenzsignale blockiert oder dämpft.
  • Man beachte, dass die verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d, der erste Dummy-Transistor 15a und der zweite Dummy-Transistor 15b identische Strukturen aufweisen. Wenn der HF-Strom aufgrund von Nutzungsbedingungen fluktuiert oder wenn die Temperatur, die Nutzungsfrequenz oder die Betriebsleistung fluktuiert, ist dementsprechend dann der Betrag einer Variation in den Charakteristiken dieser Transistoren einheitlich. Infolgedessen wird ermöglicht, eine Variation in der Amplitude und der Phase der Ausbreitungssignale aufgrund dieser Fluktuationen zu unterdrücken.
  • Ausführungsform 2
  • 4 ist eine Draufsicht eines Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 2. In diesem Verstärker ist die Transistorstruktur der ersten und zweiten Dummy-Transistoren 30a und 30b so optimiert, dass die HF-Ströme, die in dem ersten Dummy-Transistor 30a, dem zweiten Dummy-Transistor 30b und den verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d fließen, einander entsprechen. Konkret ist die Struktur des ersten Dummy-Transistors 30a und des zweiten Dummy-Transistors 30b von der Struktur der verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c und 16d verschieden gestaltet, und dadurch lässt man den in dem ersten Dummy-Transistor 30a und dem zweiten Dummy-Transistor 30b fließenden Strom dem Strom entsprechen, der in den verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c und 16d fließt.
  • Falls all die Transistoren identische Strukturen aufweisen, wird der in den Dummy-Transistoren fließende HF-Strom aufgrund des Einflusses der gegenseitigen Induktivität einen Wert annehmen, der von demjenigen des HF-Stroms der verstärkenden Transistoren verschieden ist. Infolgedessen werden die Dummy-Transistoren die gegenseitige Induktivität der den Dummy-Transistoren benachbart angeordneten verstärkenden Transistoren beeinflussen. Im Hinblick darauf wird in der Ausführungsform 2, indem beispielsweise die Elektrodenstruktur der Dummy-Transistoren optimiert wird, die Variation im HF-Strom, die durch eine Abnahme der Induktivität der Dummy-Transistoren verursacht wird, kompensiert. Infolgedessen können die Induktivitäten der den Dummy-Transistoren benachbart angeordneten verstärkenden Transistoren in Bezug auf die Induktivitäten der anderen verstärkenden Transistoren einheitlich eingerichtet werden. Infolgedessen können die Ausbreitungssignale näher an einen Zustand mit der gleichen Amplitude und der gleichen Phase gebracht werden, was ermöglicht, eine höhere Verstärkung und eine höhere Ausgabe zu erzielen.
  • Um den in dem ersten Dummy-Transistor 30a und dem zweiten Dummy-Transistor 30b fließenden Strom dem Strom entsprechen zu lassen, der in den verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d fließt, können die Breite des Gates, die Länge des Gates oder die Anzahl der Finger des ersten Dummy-Transistors 30a und des zweiten Dummy-Transistors 30b entsprechend einer gewünschten Ausgangsleistung spezifiziert werden.
  • Falls zum Beispiel die Struktur der ersten und zweiten Dummy-Transistoren 30a, 30b und die Struktur der verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d vereinheitlicht sind, kann ein größerer Strom in den ersten und zweiten Dummy-Transistoren 30a, 30b als der in den verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d fließende Strom fließen. In diesem Fall kann man die Breite des Gates der ersten und zweiten Dummy-Transistoren 30a, 30b kleiner als die Breite des Gates der verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d machen; kann man die Länge des Gates der ersten und zweiten Dummy-Transistoren 30a, 30b größer als die Länge des Gates der verstärkenden Transistoren einrichten; oder kann man die Anzahl der Finger der ersten und zweiten Dummy-Transistoren 30a, 30b kleiner als die Anzahl der Finger der verstärkenden Transistoren 16a, 16b, 16c, 16d einrichten.
  • Ausführungsform 3
  • 5 ist eine Draufsicht eines Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 3. In diesem Verstärker sind die verstärkenden Transistoren und die Dummy-Transistoren abwechselnd angeordnet. In 5 ist eine Konfiguration veranschaulicht, in der ein erster Dummy-Transistor 40a, ein verstärkender Transistor 42a, ein zweiter Dummy-Transistor 40b, ein zusätzlicher verstärkender Transistor 42b und ein dritter Dummy-Transistor 40c in dieser Reihenfolge in einer Reihe angeordnet sind. Der erste Dummy-Transistor 40a, der verstärkende Transistor 42a, der zweite Dummy-Transistor 40b, der zusätzliche verstärkende Transistor 42b und der dritte Dummy-Transistor 40c empfangen individuell ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung. Außerdem werden die Ausgangssignale des verstärkenden Transistors 42a und des zusätzlichen verstärkenden Transistors 42b an die Ausgangsanpassungsschaltung 19 abgegeben und zum Ausgangsanschluss 21 übertragen.
  • Die ersten, zweiten und dritten Dummy-Transistoren 40a, 40b und 40c empfangen Signale von der Eingangsanpassungsschaltung 13 und verstärken diese Signale; die Signale, die verstärkt wurden, werden aber durch die Unterbrechungsschaltungen 50a, 50b bzw. 50c blockiert. Infolgedessen werden die Ausgaben der ersten, zweiten und dritten Dummy-Transistoren 40a, 40b und 40c nicht zum Ausgangsanschluss 21 übertragen. Die Unterbrechungsschaltungen 50a, 50b und 50c werden beispielsweise von einer LC-Anpassungsschaltung mit einem MIM-Kondensator, der mit einem Kontaktloch, das geerdet ist, und einem Spiralinduktor verbunden ist, und einer Drosselspule gebildet. Diese Unterbrechungsschaltungen können so konfiguriert sein, dass sie zum Beispiel eine Konfiguration aufweisen, die mit derjenigen der Unterbrechungsschaltung 18a von 3 identisch ist.
  • Beispielsweise können die ersten, zweiten und dritten Dummy-Transistoren 40a, 40b und 40c als Transistoren mit einer Mehrfinger-Struktur konfiguriert sein. Für die ersten, zweiten und dritten Dummy-Transistoren 40a, 40b, 40c wird die Länge des Gates, die Breite des Gates oder die Anzahl der Finger unter Berücksichtigung des Einflusses der gegenseitigen Induktivität auf die verstärkenden Transistoren spezifiziert, und Layouts werden so definiert, dass die Anzahl der Finger modifiziert werden kann. Der in den Dummy-Transistoren fließende HF-Strom kann gesteuert werden, indem die Anzahl der in den Dummy-Transistoren zu nutzenden Finger eingestellt wird. Vermöge dieser Einstellung kann, wenn die gegenseitige Induktivität gemäß dem im Dummy-Transistor fließenden HF-Strom auftritt, die Induktivität des verstärkenden Transistors gesteuert werden. Mit anderen Worten kann die Eingangsimpedanz des verstärkenden Transistors eingestellt werden, indem die Anzahl der in den Dummy-Transistoren genutzten Finger eingestellt wird. Konkret kann die Eingangsimpedanz des verstärkenden Transistors 42a eingestellt werden, indem die Anzahl der Finger des ersten Dummy-Transistors 40a und des zweiten Dummy-Transistors 40b eingestellt wird, und kann die Eingangsimpedanz des zusätzlichen verstärkenden Transistors 42b eingestellt werden, indem die Anzahl der Finger des zweiten Dummy-Transistors 40b und des dritten Dummy-Transistors 40c eingestellt wird.
  • Die mit dem Dummy-Transistor verbundene Eingangsanpassungsschaltung 13 ist so konfiguriert, dass sie ein Struktur-Layout aufweist, das entsprechend der Anzahl der Finger des Dummy-Transistors einstellbar ist. Die Einstellung in diesem Kontext meint eine Optimierung der Impedanz, um den Betrag eines im Bondingdraht fließenden Stroms entsprechend der Anzahl der Finger der Dummy-Transistoren zu steuern. Da ein Steuern einer Impedanz eine Steuerung des Betrags eines im Dummy-Transistor fließenden Stroms meint, hat dies die einer Modifikation der Anzahl der Finger äquivalente Bedeutung. Dementsprechend kann die Eingangsimpedanz des verstärkenden Transistors 42a und des zusätzlichen verstärkenden Transistors 42b eingestellt werden, indem eine Einstellung der Anzahl der im Dummy-Transistor genutzten Finger oder die Impedanzsteuerung über eine Einstellung des Struktur-Layouts der Eingangsanpassungsschaltung 13 oder beide übernommen werden. Beispiele der Einstellung des Struktur-Layouts der Eingangsanpassungsschaltung 13 sind in 6 bis 9 veranschaulicht. 6 stellt eine Einstellung der Impedanz über die Position eines Verbindungsbands 60 dar. 7 stellt eine Einstellung der Impedanz über das Verbindungsband 60 und einen Spiralinduktor 62 dar. 8 stellt eine Einstellung der Impedanz über die Position einer Bondingdraht-Verbindung 64 dar. 9 stellt eine Einstellung der Impedanz über die Position der Bondingdraht-Verbindung 64 und eine Bereitstellung eines Widerstandsfilms 66 dar. Diese Beispiele teilen das gemeinsame Merkmal, dass eine eine Impedanz einstellende Einheit für den Dummy-Transistor in der Eingangsanpassungsschaltung 13 vorgesehen ist. Die Impedanz kann auch unter Verwendung irgendeines anderen geeigneten Verfahrens neben jenen, die in 6 bis 9 dargestellt sind, eingestellt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 13
    Eingangsanpassungsschaltung,
    16a, 16b, 16c, 16d
    verstärkender Transistor,
    15a
    erster Dummy-Transistor,
    15b
    zweiter Dummy-Transistor,
    19
    Ausgangsanpassungsschaltung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010161348 A [0003]

Claims (7)

  1. Verstärker, aufweisend: eine Eingangsanpassungsschaltung; zumindest einen verstärkenden Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt; einen ersten Dummy-Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt; einen zweiten Dummy-Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt; und eine Ausgangsanpassungsschaltung, die eine Ausgabe des verstärkenden Transistors ausgibt, wobei der verstärkende Transistor zwischen dem ersten Dummy-Transistor und dem zweiten Dummy-Transistor angeordnet ist und der verstärkende Transistor, der erste Dummy-Transistor und der zweite Dummy-Transistor in einer Reihe entlang der Eingangsanpassungsschaltung vorgesehen sind.
  2. Verstärker nach Anspruch 1, wobei der verstärkende Transistor, der erste Dummy-Transistor und der zweite Dummy-Transistor identische Strukturen aufweisen.
  3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend eine Unterbrechungsschaltung, die Ausgaben des ersten Dummy-Transistors und des zweiten Dummy-Transistors blockiert.
  4. Verstärker nach Anspruch 3, wobei die Unterbrechungsschaltung eine LC-Anpassungsschaltung und eine Drosselspule aufweist.
  5. Verstärker nach Anspruch 1, wobei man einen in dem ersten Dummy-Transistor und dem zweiten Dummy-Transistor fließenden Strom einem im verstärkenden Transistor fließenden Strom entsprechen lässt, indem man Strukturen des ersten Dummy-Transistors und des zweiten Dummy-Transistors von einer Struktur des verstärkenden Transistors verschieden gestaltet.
  6. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: einen zusätzlichen verstärkenden Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt und ein Signal an die Ausgangsanpassungsschaltung abgibt; und einen dritten Dummy-Transistor, der ein Signal von der Eingangsanpassungsschaltung empfängt, wobei der zusätzliche verstärkende Transistor zwischen dem zweiten Dummy-Transistor und dem dritten Dummy-Transistor angeordnet ist und der erste Dummy-Transistor, der zweite Dummy-Transistor und der dritte Dummy-Transistor Transistoren mit einer Mehrfinger-Struktur sind.
  7. Verstärker nach Anspruch 6, wobei eine eine Impedanz einstellende Einheit für den ersten Dummy-Transistor, den zweiten Dummy-Transistor und den dritten Dummy-Transistor in der Eingangsanpassungsschaltung vorgesehen ist.
DE112018007674.1T 2018-05-28 2018-05-28 Verstärker Withdrawn DE112018007674T5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/020315 WO2019229795A1 (ja) 2018-05-28 2018-05-28 増幅器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112018007674T5 true DE112018007674T5 (de) 2021-02-25

Family

ID=67766598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112018007674.1T Withdrawn DE112018007674T5 (de) 2018-05-28 2018-05-28 Verstärker

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11496102B2 (de)
JP (1) JP6566148B1 (de)
CN (1) CN112154603A (de)
DE (1) DE112018007674T5 (de)
WO (1) WO2019229795A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2029316B1 (en) 2021-10-04 2023-04-13 Ampleon Netherlands Bv Power amplifier and Doherty amplifier comprising the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06310955A (ja) 1993-04-22 1994-11-04 Fujitsu Ltd 高出力電界効果トランジスタ
JPH0774549A (ja) * 1993-08-31 1995-03-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 高効率線形増幅器
JPH08102630A (ja) * 1994-10-03 1996-04-16 Mitsubishi Electric Corp 高周波集積回路
KR20050046731A (ko) 2002-08-19 2005-05-18 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 고전력 도허티 증폭기 회로 및 고전력 도허티 증폭기 회로패키지
JP2010021961A (ja) 2008-07-14 2010-01-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 増幅器
US8431973B2 (en) 2008-12-10 2013-04-30 Kabushiki Kaisha Toshiba High frequency semiconductor device
JP2011171697A (ja) 2010-01-22 2011-09-01 Toshiba Corp 高周波半導体装置
JP2013038603A (ja) * 2011-08-08 2013-02-21 Renesas Electronics Corp 全差動増幅器
US11349438B2 (en) * 2019-12-30 2022-05-31 Nxp Usa, Inc. Power amplifier packages containing multi-path integrated passive devices

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019229795A1 (ja) 2020-06-25
US20210167741A1 (en) 2021-06-03
CN112154603A (zh) 2020-12-29
US11496102B2 (en) 2022-11-08
JP6566148B1 (ja) 2019-08-28
WO2019229795A1 (ja) 2019-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60304329T2 (de) Verbesserter quadratur-hybrid und verbesserter vektormodulator in einem chipgehäuse
EP1252660A2 (de) Bipolartransistor
DE102008002568B4 (de) Elektromagnetische Bandabstandstruktur und Leiterplatte
DE10242657A1 (de) Differenzfilter mit Gleichtaktunterdrückung und Breitbandunterdrückung
DE10201890A1 (de) Schaltung und Verfahren zur Kompensation eines Hochfrequenzsignalverlustes auf einer Übertragungsleitung
DE2726040B2 (de) Hochfrequenz-Halbleiteranordnung
DE102016216702A1 (de) Verstärker
DE3844393A1 (de) Schaltungsanordnung mit geschalteter spule
DE102017213154B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE102011012811B4 (de) Elektronisch gesteuerter Hochfrequenz-Phasenschieber mit analog einstellbarer Phase
DE102010008774B4 (de) Mikroakustisches Filter mit kompensiertem Übersprechen und Verfahren zur Kompensation
DE60125365T2 (de) Rf-schaltungsanordnung
DE112018007674T5 (de) Verstärker
DE112018007051T5 (de) Verstärker
DE102013223500A1 (de) Hochfrequenzvorrichtung
DE112018004281T5 (de) Antennenvorrichtung und die antennenvorrichtung umfassende mehrachsige antennenvorrichtung
DE112019007150T5 (de) Leistungsverstärker
DE112010002639B4 (de) Antenneneinrichtung
DE102007040861B4 (de) Verstärkeranordnung und Verfahren zum Verstärken eines Signals
EP0057253A2 (de) Systemträgerband mit mehreren Systemträgern für integrierte Schaltkreise
DE102022104413A1 (de) Antennenvorrichtung und antennenmodul mit dieser vorrichtung
DE102014016138A1 (de) Induktionsspulen-Konfiguration auf einem Chip mit integrierten Schaltungen
DE3606905C2 (de) Abstimmschaltungsanordnung
EP0836369B1 (de) Leiterplatte
DE112017006798T5 (de) Leistungsverstärker

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R084 Declaration of willingness to licence
R120 Application withdrawn or ip right abandoned