JP2021100235A - Power amplifier module - Google Patents

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将夫 近藤
Masao Kondo
将夫 近藤
幹一郎 竹中
Kanichiro Takenaka
幹一郎 竹中
田中 聡
Satoshi Tanaka
聡 田中
孝幸 筒井
Takayuki Tsutsui
孝幸 筒井
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Abstract

To provide a power amplifier module by which the increase in length of a region including a transistor line is suppressed and the increase in parasitic resistance from the transistor to an impedance conversion circuit or the increase in variation of the parasitic inductance can be suppressed.SOLUTION: A semiconductor chip includes a plurality of transistor lines. In accordance with the transistor lines, a first bump connected to a collector of a transistor is disposed and a second bump connected to an emitter is disposed. The transistor lines are arranged along a side of a convex polygon. A first land and a second land provided to a circuit board are connected to the first bump and the second bump, respectively. The first land and a signal output terminal are connected by a first impedance conversion circuit. The transistors in the transistor line are divided into a plurality of groups. The first impedance conversion circuit includes a reactive element disposed for each group.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力増幅モジュールに関する。 The present invention relates to a power amplification module.

多段構成の高周波電力増幅回路の最終段(パワー段)に、相互に並列接続された複数のトランジスタが用いられる。パワー段の増幅回路と負荷との間に、インピーダンス整合のためのインピーダンス変換回路が挿入される。一般的に、パワー段増幅回路の出力インピーダンスを高インピーダンスに変換するインピーダンス変換回路が用いられる。 A plurality of transistors connected in parallel to each other are used in the final stage (power stage) of the multi-stage high-frequency power amplifier circuit. An impedance conversion circuit for impedance matching is inserted between the amplifier circuit of the power stage and the load. Generally, an impedance conversion circuit that converts the output impedance of the power stage amplifier circuit into a high impedance is used.

電力増幅回路の高出力化のために、トランジスタ群の信号出力ポートとしてのコレクタからインピーダンス変換回路の入力ポートまでの信号経路に大電流を流す必要がある。信号経路での損失は、電流の二乗と寄生抵抗との積に比例する。このため、流れる電流が大きくなると、損失がその二乗に比例して大きくなる。一方、インピーダンス変換回路を経由した先ではインピーダンスが高くなり、電流が減少するため、損失に影響する寄生抵抗の寄与分は小さくなる。従って、損失を低減させて高出力化を図るためには、トランジスタのコレクタからインピーダンス変換回路の入力ポートまでの大電流が流れる信号経路の寄生抵抗を低減することが望まれる。 In order to increase the output of the power amplifier circuit, it is necessary to pass a large current through the signal path from the collector as the signal output port of the transistor group to the input port of the impedance conversion circuit. The loss in the signal path is proportional to the product of the square of the current and the parasitic resistance. Therefore, as the flowing current increases, the loss increases in proportion to the square of the current. On the other hand, after passing through the impedance conversion circuit, the impedance becomes high and the current decreases, so that the contribution of the parasitic resistor that affects the loss becomes small. Therefore, in order to reduce the loss and increase the output, it is desired to reduce the parasitic resistance of the signal path through which a large current flows from the collector of the transistor to the input port of the impedance conversion circuit.

また、個々のトランジスタにおいて、コレクタからインピーダンス変換回路の入力ポートまでの信号経路に生じる寄生抵抗と寄生インダクタンスが複数のトランジスタの間でばらつくと、複数のトランジスタの間で動作のばらつきが生じる。複数のトランジスタの間での動作のばらつきは、高周波電力増幅回路の出力を低下させる要因になる。 Further, in each transistor, if the parasitic resistance and the parasitic inductance generated in the signal path from the collector to the input port of the impedance conversion circuit vary among the plurality of transistors, the operation varies among the plurality of transistors. The variation in operation among a plurality of transistors becomes a factor that reduces the output of the high-frequency power amplifier circuit.

高出力化のために、パワー段増幅回路の複数のトランジスタの配置を工夫した電力増幅モジュールが提案されている(特許文献1)。この電力増幅モジュールにおいては、複数のトランジスタが1列に配置され、複数のトランジスタのコレクタが相互に接続されて信号出力用バンプに接続される。 In order to increase the output, a power amplification module in which the arrangement of a plurality of transistors in the power stage amplifier circuit is devised has been proposed (Patent Document 1). In this power amplification module, a plurality of transistors are arranged in a row, and collectors of the plurality of transistors are connected to each other and connected to a signal output bump.

特開2000−106386号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-106386

電力増幅回路のさらなる高出力化を図るためにトランジスタの個数を増やすと、一列に配列した複数のトランジスタが占める領域が長くなってしまう。その結果、トランジスタによっては、信号出力ポートからインピーダンス変換回路までの信号経路が長くなり、寄生抵抗が増加する。また、トランジスタの信号出力ポートからインピーダンス変換回路までの長さのばらつきが大きくなってしまう。 If the number of transistors is increased in order to further increase the output of the power amplifier circuit, the area occupied by the plurality of transistors arranged in a row becomes long. As a result, depending on the transistor, the signal path from the signal output port to the impedance conversion circuit becomes long, and the parasitic resistance increases. In addition, the length variation from the signal output port of the transistor to the impedance conversion circuit becomes large.

本発明の目的は、トランジスタの個数を増やしても、複数のトランジスタ列が占める領域の長さの長大化を抑制し、かつトランジスタからインピーダンス変換回路までの寄生抵抗の増大や寄生インダクタンスのばらつきの増大を抑制することが可能な電力増幅モジュールを提供することである。 An object of the present invention is to suppress an increase in the length of a region occupied by a plurality of transistor trains even if the number of transistors is increased, and to increase the parasitic resistance from the transistor to the impedance conversion circuit and increase the variation in the parasitic inductance. It is to provide the power amplification module which can suppress.

本発明の一観点によると、
回路ボードと、前記回路ボードに実装された半導体チップとを有し、
前記半導体チップは、
基板と、
前記基板に形成された複数のトランジスタ列と
を備えており、
前記複数のトランジスタ列の各々は、直線状に並ぶ複数のパワー段トランジスタを含み、
前記複数のパワー段トランジスタの各々は、接地ポートとしてのエミッタまたはソース、信号出力ポートとしてのコレクタまたはドレイン、信号入力ポートとしてのベースまたはゲートを有するバイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタであり、
前記半導体チップは、さらに、
前記複数のトランジスタ列のそれぞれに対応して配置され、対応するトランジスタ列に含まれる前記複数のパワー段トランジスタの信号出力ポートに接続された複数の第1バンプと、
前記複数のトランジスタ列のそれぞれに対応して配置され、対応するトランジスタ列に含まれる前記複数のパワー段トランジスタの接地ポートに接続された複数の第2バンプと
を備えており、
前記複数のトランジスタ列は、それぞれ凸多角形の複数の辺に沿って配置されており、
前記回路ボードは、
前記複数の第1バンプにそれぞれ接続された複数の第1ランドと、
前記複数の第2バンプにそれぞれ接続された複数の第2ランドと、
前記複数の第2ランドに接続されたグランドパターンと、
信号出力端子と、
前記複数の第1ランドと前記信号出力端子とを接続する第1インピーダンス変換回路と
を備えており、
前記複数のパワー段トランジスタが複数のグループにグループ分けされており、前記第1インピーダンス変換回路は、前記複数のグループのそれぞれに対して配置された複数の個別リアクタンス素子を含んでいる電力増幅モジュールが提供される。
According to one aspect of the invention
It has a circuit board and a semiconductor chip mounted on the circuit board.
The semiconductor chip is
With the board
It is provided with a plurality of transistor trains formed on the substrate.
Each of the plurality of transistor trains includes a plurality of power stage transistors arranged in a straight line.
Each of the plurality of power stage transistors is a bipolar transistor or field effect transistor having an emitter or source as a ground port, a collector or drain as a signal output port, and a base or gate as a signal input port.
The semiconductor chip further
A plurality of first bumps arranged corresponding to each of the plurality of transistor trains and connected to signal output ports of the plurality of power stage transistors included in the corresponding transistor trains.
It is provided with a plurality of second bumps arranged corresponding to each of the plurality of transistor trains and connected to the ground port of the plurality of power stage transistors included in the corresponding transistor trains.
The plurality of transistor trains are arranged along a plurality of sides of a convex polygon.
The circuit board
A plurality of first lands connected to the plurality of first bumps, respectively,
A plurality of second lands connected to the plurality of second bumps, respectively,
The ground pattern connected to the plurality of second lands and
Signal output terminal and
A first impedance conversion circuit for connecting the plurality of first lands and the signal output terminal is provided.
The plurality of power stage transistors are grouped into a plurality of groups, and the first impedance conversion circuit includes a power amplification module including a plurality of individual reactance elements arranged for each of the plurality of groups. Provided.

複数のトランジスタ列を、それぞれ凸多角形の複数の辺に沿って配置することにより、1本の直線に沿って配置する場合と比べて、トランジスタ列の長さの長大化を抑制することができる。パワー段トランジスタのグループのそれぞれに対応して第1インピーダンス変換回路の個別リアクタンス素子を配置することにより、パワー段トランジスタから第1インピーダンス変換回路までの信号経路を短くすることができる。その結果、この信号経路の寄生抵抗の増大や寄生インダクタンスのばらつきの増大を抑制することが可能となる。 By arranging a plurality of transistor rows along a plurality of sides of a convex polygon, it is possible to suppress an increase in the length of the transistor rows as compared with the case where the plurality of transistor rows are arranged along a single straight line. .. By arranging individual reactance elements of the first impedance conversion circuit corresponding to each group of power stage transistors, the signal path from the power stage transistor to the first impedance conversion circuit can be shortened. As a result, it is possible to suppress an increase in the parasitic resistance of this signal path and an increase in the variation in the parasitic inductance.

図1は、第1実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the first embodiment. 図2は、第1実施例による電力増幅モジュールの一部の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of the power amplification module according to the first embodiment. 図3は、パワー段トランジスタの複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship of a plurality of components of the power stage transistor in a plan view. 図4は図3の一点鎖線4―4における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line 4-4 of FIG. 図5は、第1実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the first embodiment. 図6は、比較例による電力増幅モジュールの半導体チップに設けられた複数のパワー段トランジスタ、及び回路ボード上の配線の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of power stage transistors provided on a semiconductor chip of a power amplification module according to a comparative example and wiring on a circuit board. 図7は、他の比較例による電力増幅モジュールの半導体チップに設けられた複数のパワー段トランジスタ、及び回路ボード上の配線の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of power stage transistors provided on a semiconductor chip of a power amplification module according to another comparative example, and wiring on a circuit board. 図8は、さらに他の比較例による電力増幅モジュールの半導体チップに設けられた複数のパワー段トランジスタ、及び回路ボード上の配線の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of power stage transistors provided on a semiconductor chip of a power amplification module according to still another comparative example, and wiring on a circuit board. 図9は、第1実施例の変形例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the modified example of the first embodiment. 図10は、第2実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the second embodiment. 図11は、第2実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the second embodiment. 図12は、第3実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the third embodiment. 図13は、第4実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the fourth embodiment. 図14は、第4実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the fourth embodiment. 図15は、第5実施例による電力増幅モジュールの一部の構成要素を模式的に示す図である。FIG. 15 is a diagram schematically showing a part of components of the power amplification module according to the fifth embodiment. 図16は、第6実施例による電力増幅モジュールの半導体チップに設けられた前段増幅回路及びパワー段増幅回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the pre-stage amplifier circuit and the power stage amplifier circuit provided on the semiconductor chip of the power amplification module according to the sixth embodiment. 図17は、前段増幅回路、第2インピーダンス変換回路、及びパワー段増幅回路の等価回路図である。FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of the front stage amplifier circuit, the second impedance conversion circuit, and the power stage amplifier circuit. 図18は、第7実施例による電力増幅モジュールの半導体チップに設けられた前段増幅回路及びパワー段増幅回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the pre-stage amplifier circuit and the power stage amplifier circuit provided on the semiconductor chip of the power amplification module according to the seventh embodiment. 図19Aは、第8実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 19A is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the eighth embodiment. 図19Bは、トランジスタ列とパワー段トランジスタのグループとの違いを説明するための模式図である。FIG. 19B is a schematic diagram for explaining the difference between the transistor array and the group of power stage transistors. 図20は、複数のパワー段トランジスタに入力される差動信号を生成する回路、及び前段増幅回路の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the positional relationship of the components of the pre-stage amplifier circuit and the circuit that generates the differential signals input to the plurality of power stage transistors in a plan view. 図21は、第8実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。FIG. 21 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the eighth embodiment. 図22は、本変形例による電力増幅モジュールの複数のパワー段トランジスタに入力される差動信号を生成する回路、及び前段増幅回路の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a circuit for generating differential signals input to a plurality of power stage transistors of the power amplification module according to the present modification, and a positional relationship of components of the pre-stage amplifier circuit in a plan view. 図23Aは、第8実施例による電力増幅モジュールの1次コイルの平面視における形状を示す図であり、図23B、図23C、及び図23Dは、それぞれ比較例による第1部分の平面視における形状を示す図である。FIG. 23A is a diagram showing the shape of the primary coil of the power amplification module according to the eighth embodiment in a plan view, and FIGS. 23B, 23C, and 23D are views of the shape of the first portion according to a comparative example in a plan view. It is a figure which shows. 図24は、第9実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the ninth embodiment. 図25は、複数のパワー段トランジスタに入力される差動信号を生成する回路、及び前段増幅回路の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing the positional relationship of the components of the pre-stage amplifier circuit and the circuit that generates the differential signals input to the plurality of power stage transistors in a plan view. 図26は、第9実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。FIG. 26 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the ninth embodiment. 図27は、第2トランスフォーマの巻き数比を2:1にした変形例による電力増幅モジュールの第2トランスフォーマの複数のパワー段トランジスタ、第2トランスフォーマ、及び前段増幅回路の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 27 shows the positions of the plurality of power stage transistors, the second transformer, and the components of the pre-stage amplifier circuit in the plan view of the second transformer of the power amplification module according to the modification in which the turns ratio of the second transformer is 2: 1. It is a figure which shows the relationship. 図28は、第2トランスフォーマの巻き数比を約4:3にした変形例による電力増幅モジュールの第2トランスフォーマの複数のパワー段トランジスタ、第2トランスフォーマ、及び前段増幅回路の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 28 shows a plan view of a plurality of power stage transistors of the second transformer of the power amplification module, the second transformer, and the components of the pre-stage amplifier circuit according to a modification in which the turns ratio of the second transformer is about 4: 3. It is a figure which shows the positional relationship. 図29Aから図29Dまでの図面は、トランジスタ列が2列配置されている場合の第2トランスフォーマの2次コイルの接続形態を示す模式図である。The drawings from FIGS. 29A to 29D are schematic views showing a connection form of the secondary coil of the second transformer when two rows of transistor rows are arranged. 図30Aから図30Fまでの図面は、トランジスタ列が4列配置されている場合の第2トランスフォーマの2次コイルの接続形態を示す模式図である。The drawings from FIGS. 30A to 30F are schematic views showing the connection form of the secondary coil of the second transformer when four rows of transistor rows are arranged. 図31Aから図31Fまでの図面は、トランジスタ列が4列配置されている場合の第2トランスフォーマの2次コイルの接続形態を示す模式図である。The drawings from FIGS. 31A to 31F are schematic views showing a connection form of the secondary coil of the second transformer when four rows of transistor rows are arranged. 図32A及び図32Bは、トランジスタ列が2列配置されている場合の第1トランスフォーマの2次コイルの接続形態を示す模式図である。32A and 32B are schematic views showing a connection form of the secondary coil of the first transformer when two rows of transistor rows are arranged. 図33Aから図33Dまでの図面は、トランジスタ列が4列配置されている場合の第1トランスフォーマの2次コイルの接続形態を示す模式図である。The drawings from FIGS. 33A to 33D are schematic views showing a connection form of the secondary coil of the first transformer when four rows of transistor rows are arranged. 図34は、第10実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 34 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the tenth embodiment. 図35は第10実施例による電力増幅モジュールの断面図である。FIG. 35 is a cross-sectional view of the power amplification module according to the tenth embodiment. 図36は、第10実施例の変形例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 36 is a diagram showing the positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the modified example of the tenth embodiment. 図37は、第11実施例による電力増幅モジュールの複数のパワー段トランジスタに入力される差動信号を生成する回路、及び前段増幅回路の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 37 is a diagram showing a circuit for generating differential signals input to a plurality of power stage transistors of the power amplification module according to the eleventh embodiment, and a positional relationship of components of the pre-stage amplifier circuit in a plan view. 図38は、第11実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。FIG. 38 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the eleventh embodiment.

[第1実施例]
図1から図5までの図面を参照して、第1実施例による電力増幅モジュールについて説明する。
[First Example]
The power amplification module according to the first embodiment will be described with reference to the drawings of FIGS. 1 to 5.

図1は、第1実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。第1実施例による電力増幅モジュールは、半導体チップと回路ボードとを有する。図1において、半導体チップに形成された導体膜に相対的に濃いハッチングを付し、回路ボードに形成された導体膜に相対的に淡いハッチングを付している。 FIG. 1 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the first embodiment. The power amplification module according to the first embodiment includes a semiconductor chip and a circuit board. In FIG. 1, the conductor film formed on the semiconductor chip is provided with relatively dark hatching, and the conductor film formed on the circuit board is provided with relatively light hatching.

まず、半導体チップの構成について説明する。半導体チップは、半導体からなる基板と、この基板上に配置された2列のトランジスタ列12とを備えている。2列のトランジスタ列12の各々は、直線状に並ぶ複数(例えば12個)のパワー段トランジスタ13を含んでいる。複数のパワー段トランジスタ13の各々は、2列のトランジスタ列12のいずれかに属することになる。パワー段トランジスタ13の各々は、信号出力ポートとしてのコレクタ、信号入力ポートとしてのベース、及び接地ポートとしてのエミッタを備えたバイポーラトランジスタである。パワー段トランジスタ13の詳細な構造については、後に図3及び図4を参照して説明する。本明細書において、トランジスタ列12の複数のパワー段トランジスタ13の信号出力ポート、信号入力ポート、及び接地ポートを、それぞれトランジスタ列12の信号出力ポート、トランジスタ列12の信号入力ポート、及びトランジスタ列12の接地ポートという場合がある。 First, the configuration of the semiconductor chip will be described. The semiconductor chip includes a substrate made of a semiconductor and two rows of transistor rows 12 arranged on the substrate. Each of the two rows of transistor rows 12 includes a plurality of (for example, 12) power stage transistors 13 arranged in a straight line. Each of the plurality of power stage transistors 13 belongs to one of the two rows of transistor rows 12. Each of the power stage transistors 13 is a bipolar transistor having a collector as a signal output port, a base as a signal input port, and an emitter as a ground port. The detailed structure of the power stage transistor 13 will be described later with reference to FIGS. 3 and 4. In the present specification, the signal output port, signal input port, and ground port of the plurality of power stage transistors 13 of the transistor row 12 are referred to as the signal output port of the transistor row 12, the signal input port of the transistor row 12, and the transistor row 12, respectively. It may be called the ground port of.

複数のパワー段トランジスタ13の各々は、平面視においてパワー段トランジスタ13の配列方向(以下、トランジスタ列12の長さ方向という。)に対して直交する方向に長いコレクタメサ20を含む。コレクタメサ20は、積層されたコレクタ層、ベース層、エミッタ層を含む。 Each of the plurality of power stage transistors 13 includes a collector mesa 20 that is long in a direction orthogonal to the arrangement direction of the power stage transistors 13 (hereinafter, referred to as a length direction of the transistor train 12) in a plan view. The collector mesa 20 includes a laminated collector layer, a base layer, and an emitter layer.

2本のトランジスタ列12は、それぞれ平面視において、長方形である仮想的な凸多角形30の相互に対向する2本の辺に沿って配置されている。2本のトランジスタ列12のそれぞれに対応して、第1バンプ21及び第2バンプ22が配置されている。凸多角形30の幾何学的中心から見て、複数の第1バンプ21の各々は、対応する第2バンプ22より遠い位置に配置されている。2本の第1バンプ21の各々は、それぞれコレクタ配線14を介して、対応するトランジスタ列12の信号出力ポートに接続されている。2本の第2バンプ22の各々は、対応するトランジスタ列12の接地ポートに接続されている。複数のパワー段トランジスタ13のベースに、それぞれベース配線15(図3参照)が接続されている。すなわち、2列のトランジスタ列12の各々の信号入力ポートに複数のベース配線15が接続されている。 The two transistor rows 12 are arranged along the two opposite sides of the virtual convex polygon 30 which is a rectangle in a plan view. The first bump 21 and the second bump 22 are arranged corresponding to each of the two transistor rows 12. Each of the plurality of first bumps 21 is arranged at a position farther than the corresponding second bump 22 when viewed from the geometric center of the convex polygon 30. Each of the two first bumps 21 is connected to the signal output port of the corresponding transistor train 12 via the collector wiring 14. Each of the two second bumps 22 is connected to the ground port of the corresponding transistor row 12. Base wiring 15 (see FIG. 3) is connected to each of the bases of the plurality of power stage transistors 13. That is, a plurality of base wirings 15 are connected to each signal input port of the two rows of transistor rows 12.

平面視において、ベース配線15は、それぞれパワー段トランジスタ13のコレクタメサ20が配置された領域から凸多角形30の内側に向かって引き出されている。第2バンプ22は、平面視においてパワー段トランジスタ13のコレクタメサ20と重なる位置に配置されており、パワー段トランジスタ13の配列方向に長い形状を有する。コレクタ配線14は、複数のパワー段トランジスタ13のコレクタメサ20の間の領域から凸多角形30の外側に向かって引き出されて、トランジスタ列12ごとに1つに束ねられている。第1バンプ21は、コレクタ配線14の束ねられた部分と重なる位置に配置されている。第1バンプ21の各々は、対応するトランジスタ列12の長さ方向と平行な方向に長い形状を有する。 In a plan view, the base wiring 15 is drawn out from the region where the collector mesa 20 of the power stage transistor 13 is arranged toward the inside of the convex polygon 30. The second bump 22 is arranged at a position overlapping the collector mesa 20 of the power stage transistor 13 in a plan view, and has a long shape in the arrangement direction of the power stage transistor 13. The collector wiring 14 is drawn out from the region between the collector mess 20 of the plurality of power stage transistors 13 toward the outside of the convex polygon 30, and is bundled into one for each transistor row 12. The first bump 21 is arranged at a position overlapping the bundled portion of the collector wiring 14. Each of the first bumps 21 has a long shape in a direction parallel to the length direction of the corresponding transistor train 12.

2本のトランジスタ列12ごとに配置された2本のコレクタ配線14は、半導体チップに設けられた抵抗素子46を介して相互に接続されている。 The two collector wirings 14 arranged for each of the two transistor rows 12 are connected to each other via a resistance element 46 provided on the semiconductor chip.

次に、回路ボードの構成について説明する。平面視において、2つの第1バンプ21と重なる領域に、それぞれ第1ランド101が配置されている。2つの第1ランド101の各々から、凸多角形30の外側に向かって出力配線103が延伸されている。2本の出力配線103は、それぞれ第1電源配線106に接続されている。第1電源配線106から、出力配線103、第1ランド101、第1バンプ21、コレクタ配線14を介して、パワー段トランジスタ13のコレクタに電源電圧Vcc1が印加される。 Next, the configuration of the circuit board will be described. In a plan view, the first land 101 is arranged in each of the regions overlapping the two first bumps 21. The output wiring 103 extends from each of the two first lands 101 toward the outside of the convex polygon 30. The two output wirings 103 are each connected to the first power supply wiring 106. A power supply voltage Vcc1 is applied to the collector of the power stage transistor 13 from the first power supply wiring 106 via the output wiring 103, the first land 101, the first bump 21, and the collector wiring 14.

2本の出力配線103の先端に、それぞれチップコンデンサ121の一方の端子が接続されている。2つのチップコンデンサ121の他方の端子は、それぞれ出力配線104に接続されている。 One terminal of the chip capacitor 121 is connected to the tip of each of the two output wires 103. The other terminal of the two chip capacitors 121 is connected to the output wiring 104, respectively.

出力配線104は、2つのチップコンデンサ121の各々に接続された箇所から2方向に伸びている。出力配線104の一方に延びる部分は、その先端において接地されている。出力配線104のうち、チップコンデンサ121に接続された箇所から接地箇所までの部分が、インダクタ122として機能する。出力配線104のうち、一方のチップコンデンサ121に接続された箇所から他方に延びる部分と、他方のチップコンデンサ121に接続された箇所から他方に延びる部分とが、合流箇所104Jで接続されている。合流箇所104Jは、信号出力端子110に接続されている。信号出力端子110から、増幅された出力信号Poutが出力される。 The output wiring 104 extends in two directions from a portion connected to each of the two chip capacitors 121. The portion extending to one side of the output wiring 104 is grounded at its tip. The portion of the output wiring 104 from the portion connected to the chip capacitor 121 to the grounded portion functions as the inductor 122. A portion of the output wiring 104 extending from a portion connected to one chip capacitor 121 to the other and a portion extending from a portion connected to the other chip capacitor 121 to the other are connected at a confluence portion 104J. The merging point 104J is connected to the signal output terminal 110. The amplified output signal Pout is output from the signal output terminal 110.

合流箇所104Jと、2つのチップコンデンサ121に接続された箇所との間の出力配線104に、それぞれチップコンデンサ124の一方の端子が接続されている。2つのチップコンデンサ124の他方の端子が、それぞれ接地用ランド125に接続されている。接地用ランド125は接地されている。出力配線104のうち、チップコンデンサ121に接続された箇所から、チップコンデンサ124に接続された箇所までの部分が、インダクタ123として機能する。 One terminal of the chip capacitor 124 is connected to the output wiring 104 between the merging point 104J and the point connected to the two chip capacitors 121, respectively. The other terminals of the two chip capacitors 124 are each connected to a grounding land 125. The grounding land 125 is grounded. The portion of the output wiring 104 from the portion connected to the chip capacitor 121 to the portion connected to the chip capacitor 124 functions as the inductor 123.

合流箇所104Jから2つの接地箇所までの出力配線104にそれぞれ接続されたチップコンデンサ121、124、及び出力配線104からなるインダクタ122、123が、第1インピーダンス変換回路120を構成する。2つの第1インピーダンス変換回路120は、それぞれ第1ランド101と信号出力端子110とを接続する。2つの第1ランド101が、それぞれ第1インピーダンス変換回路120の入力箇所として機能する。 The inductors 122 and 123 including the chip capacitors 121 and 124 connected to the output wirings 104 from the confluence point 104J to the two grounding points and the output wirings 104, respectively, constitute the first impedance conversion circuit 120. The two first impedance conversion circuits 120 connect the first land 101 and the signal output terminal 110, respectively. The two first lands 101 function as input points of the first impedance conversion circuit 120, respectively.

第1インピーダンス変換回路120は、第1ランド101ごとに配置されている。すなわち、2本のトランジスタ列12の信号出力ポートのそれぞれに対応して、第1インピーダンス変換回路120が配置されている。第1インピーダンス変換回路120は、対応するトランジスタ列12の出力インピーダンスを変換する機能と、2本のトランジスタ列12からそれぞれ出力された高周波信号の電力を合成する機能を持つ。 The first impedance conversion circuit 120 is arranged for each first land 101. That is, the first impedance conversion circuit 120 is arranged corresponding to each of the signal output ports of the two transistor trains 12. The first impedance conversion circuit 120 has a function of converting the output impedance of the corresponding transistor train 12 and a function of synthesizing the power of the high frequency signal output from each of the two transistor trains 12.

2本のトランジスタ列12にそれぞれに対応する第1バンプ21から信号出力端子110に至る信号経路の長さはほぼ等しい。このため、一方のトランジスタ列12から出力された高周波信号と、他方のトランジスタ列12から出力された高周波信号とで、信号出力端子110において位相ずれが生じない。例えば、2本の信号経路の長さの差が、両者の長さの平均値の20%以下であれば、「ほぼ等しい」ということができる。 The lengths of the signal paths from the first bump 21 corresponding to each of the two transistor trains 12 to the signal output terminal 110 are substantially the same. Therefore, the high-frequency signal output from one transistor row 12 and the high-frequency signal output from the other transistor row 12 do not cause a phase shift at the signal output terminal 110. For example, if the difference between the lengths of the two signal paths is 20% or less of the average value of the two signal paths, it can be said to be "almost equal".

図2は、第1実施例による電力増幅モジュールの一部の断面図である。回路ボード100に半導体チップ10がフリップチップ実装されている。回路ボード100として、例えばプリント回路ボードが用いられる。半導体チップ10は半導体からなる基板11を含み、基板11の、回路ボード100に対向する面に2つのコレクタパッド27及び2つのエミッタパッド28が設けられている。2つのコレクタパッド27の表面に、それぞれ2つの第1バンプ21が形成されている。2つのエミッタパッド28の表面に、それぞれ2つの第2バンプ22が形成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of the power amplification module according to the first embodiment. The semiconductor chip 10 is flip-chip mounted on the circuit board 100. As the circuit board 100, for example, a printed circuit board is used. The semiconductor chip 10 includes a substrate 11 made of a semiconductor, and two collector pads 27 and two emitter pads 28 are provided on the surface of the substrate 11 facing the circuit board 100. Two first bumps 21 are formed on the surfaces of the two collector pads 27, respectively. Two second bumps 22 are formed on the surfaces of the two emitter pads 28, respectively.

2つのコレクタパッド27は、それぞれ半導体チップ10に設けられているコレクタ配線14(図1)を介して複数のパワー段トランジスタ13(図1)の信号出力ポートに接続されている。2つのエミッタパッド28は、それぞれ対応するトランジスタ列12の複数のパワー段トランジスタ13(図1)のエミッタ(接地ポート)に接続されている。 The two collector pads 27 are connected to the signal output ports of the plurality of power stage transistors 13 (FIG. 1) via the collector wiring 14 (FIG. 1) provided on the semiconductor chip 10, respectively. The two emitter pads 28 are connected to the emitters (grounded ports) of the plurality of power stage transistors 13 (FIG. 1) of the corresponding transistor trains 12.

回路ボード100は、半導体チップ10が実装されている面に設けられた2つの第1ランド101及び2つの第2ランド102を有する。2つの第1ランド101からそれぞれ2本の出力配線103が延びている。回路ボード100の内層、及び半導体チップ10が実装された面とは反対側の面に、複数のグランドパターン105が配置されている。複数のグランドパターン105は、複数のビア導体によって相互に接続されている。第2ランド102が複数のグランドパターン105に接続されている。 The circuit board 100 has two first lands 101 and two second lands 102 provided on the surface on which the semiconductor chip 10 is mounted. Two output wirings 103 extend from each of the two first lands 101. A plurality of ground patterns 105 are arranged on the inner layer of the circuit board 100 and the surface opposite to the surface on which the semiconductor chip 10 is mounted. The plurality of ground patterns 105 are connected to each other by a plurality of via conductors. The second land 102 is connected to a plurality of ground patterns 105.

次に、図3及び図4を参照して、パワー段トランジスタ13の構成について説明する。
図3は、パワー段トランジスタ13の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図であり、図4は図3の一点鎖線4―4における断面図である。図4において、金属配線層間の絶縁膜の記載を省略している。
Next, the configuration of the power stage transistor 13 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship of a plurality of components of the power stage transistor 13 in a plan view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line 4-4 of FIG. In FIG. 4, the description of the insulating film between the metal wiring layers is omitted.

半導体からなる基板11の上に、n型のサブコレクタ層19が配置されている。サブコレクタ層19の一部の領域上にn型のコレクタ層18、p型のベース層17、n型のエミッタ層16が、この順番に積層されている。コレクタ層18、ベース層17、及びエミッタ層16がコレクタメサ20を構成する。エミッタ層16の一部の領域上に、n型のエミッタメサ16Mが配置されている。コレクタ層18、ベース層17、及びエミッタ層16は、例えばそれぞれn型GaAs、p型GaAs、n型InGaPで形成されており、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)を構成している。 An n-type sub-collector layer 19 is arranged on the substrate 11 made of a semiconductor. An n-type collector layer 18, a p-type base layer 17, and an n-type emitter layer 16 are laminated in this order on a part of a region of the sub-collector layer 19. The collector layer 18, the base layer 17, and the emitter layer 16 constitute the collector mesa 20. An n-type emitter mesa 16M is arranged on a part of the emitter layer 16. The collector layer 18, the base layer 17, and the emitter layer 16 are formed of, for example, n-type GaAs, p-type GaAs, and n-type InGaP, respectively, and form a heterojunction bipolar transistor (HBT).

平面視においてコレクタメサ20を挟むように、サブコレクタ層19の上にコレクタ電極31が配置されている。コレクタ電極31は、サブコレクタ層19を介してコレクタ層18に接続される。 The collector electrode 31 is arranged on the sub-collector layer 19 so as to sandwich the collector mesa 20 in a plan view. The collector electrode 31 is connected to the collector layer 18 via the sub collector layer 19.

エミッタ層16の上に、平面視においてエミッタメサ16Mを三方から囲むようにベース電極32が配置されている。ベース電極32は、エミッタ層16を厚さ方向に貫通する合金層を介してベース層17に接続されている。エミッタメサ16Mの上にエミッタ電極33が配置されている。エミッタメサ16Mの上にエミッタ電極33が配置されている。エミッタ電極33は、エミッタメサ16Mを介してエミッタ層16に接続されている。図1においてはコレクタ電極31、ベース電極32、及びエミッタ電極33等は示されていない。 A base electrode 32 is arranged on the emitter layer 16 so as to surround the emitter mesa 16M from three sides in a plan view. The base electrode 32 is connected to the base layer 17 via an alloy layer that penetrates the emitter layer 16 in the thickness direction. The emitter electrode 33 is arranged on the emitter mesa 16M. The emitter electrode 33 is arranged on the emitter mesa 16M. The emitter electrode 33 is connected to the emitter layer 16 via an emitter mesa 16M. In FIG. 1, the collector electrode 31, the base electrode 32, the emitter electrode 33, and the like are not shown.

コレクタ電極31の上に、コレクタ配線14が配置されている。エミッタ電極33の上にエミッタ配線34が配置されている。エミッタ配線34の上にエミッタパッド28が配置されている。エミッタパッド28は、2本のトランジスタ列12の各々に対応して配置されており、対応するトランジスタ列12の複数のパワー段トランジスタ13のエミッタ電極33を相互に接続している。エミッタパッド28の上に第2バンプ22が配置されている。 The collector wiring 14 is arranged on the collector electrode 31. The emitter wiring 34 is arranged on the emitter electrode 33. The emitter pad 28 is arranged on the emitter wiring 34. The emitter pads 28 are arranged corresponding to each of the two transistor rows 12, and connect the emitter electrodes 33 of the plurality of power stage transistors 13 of the corresponding transistor rows 12 to each other. The second bump 22 is arranged on the emitter pad 28.

図4に示した断面には現れていないが、コレクタ配線14の上にも、エミッタパッド28と同一の導体層内に配置されたコレクタパッドが配置されている。第1バンプ21(図1)は、このコレクタパッドを介してコレクタ配線14に接続されている。 Although not shown in the cross section shown in FIG. 4, a collector pad arranged in the same conductor layer as the emitter pad 28 is also arranged on the collector wiring 14. The first bump 21 (FIG. 1) is connected to the collector wiring 14 via the collector pad.

ベース配線15がベース電極32に接続されている。ベース配線15は、段間信号配線35と交差しており、交差箇所に、コンデンサ36が形成される。段間信号配線35は、2本のトランジスタ列12のそれぞれに対応して配置されている。ベース配線15は、ベースバラスト抵抗素子37を介してバイアス配線38に接続されている。図1では、段間信号配線35、ベースバラスト抵抗素子37、バイアス配線38等の記載が省略されている。 The base wiring 15 is connected to the base electrode 32. The base wiring 15 intersects with the interstage signal wiring 35, and a capacitor 36 is formed at the intersection. The interstage signal wiring 35 is arranged corresponding to each of the two transistor rows 12. The base wiring 15 is connected to the bias wiring 38 via the base ballast resistance element 37. In FIG. 1, the description of the interstage signal wiring 35, the base ballast resistance element 37, the bias wiring 38, and the like is omitted.

図5は、第1実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。
半導体チップ10に形成されている2本のトランジスタ列12が、それぞれ2つのパワー段増幅回路45を構成する。さらに、半導体チップ10に、前段増幅回路40、第2インピーダンス変換回路50、及び抵抗素子46が設けられている。前段増幅回路40に、高周波の入力信号Pinが入力される。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the first embodiment.
The two transistor trains 12 formed on the semiconductor chip 10 each form two power stage amplifier circuits 45. Further, the semiconductor chip 10 is provided with a pre-stage amplifier circuit 40, a second impedance conversion circuit 50, and a resistance element 46. A high-frequency input signal Pin is input to the pre-stage amplifier circuit 40.

前段増幅回路40の信号出力ポートに、第2電源配線107からインダクタ51を介して電源電圧Vcc2が印加される。前段増幅回路40の信号出力ポートは、コンデンサ52を介して2つのパワー段増幅回路45に接続されている。具体的には、前段増幅回路40の信号出力ポートは、コンデンサ52及びコンデンサ36、ベース配線15(図3)を介して、トランジスタ列12の信号入力ポートに接続されている。コンデンサ52及びインダクタ51が、第2インピーダンス変換回路50を構成する。第2インピーダンス変換回路50は、前段増幅回路40の出力インピーダンスを、パワー段増幅回路45の入力インピーダンスに整合させる機能を持つ。図1では、前段増幅回路40及び第2インピーダンス変換回路50の記載が省略されている。 A power supply voltage Vcc2 is applied from the second power supply wiring 107 to the signal output port of the pre-stage amplifier circuit 40 via the inductor 51. The signal output port of the pre-stage amplifier circuit 40 is connected to two power stage amplifier circuits 45 via a capacitor 52. Specifically, the signal output port of the pre-stage amplifier circuit 40 is connected to the signal input port of the transistor train 12 via the capacitor 52, the capacitor 36, and the base wiring 15 (FIG. 3). The capacitor 52 and the inductor 51 form the second impedance conversion circuit 50. The second impedance conversion circuit 50 has a function of matching the output impedance of the front stage amplifier circuit 40 with the input impedance of the power stage amplifier circuit 45. In FIG. 1, the description of the first stage amplifier circuit 40 and the second impedance conversion circuit 50 is omitted.

2つのパワー段増幅回路45に、それぞれ第1電源配線106から電源電圧Vcc1が印加される。2つのパワー段増幅回路45の信号出力ポートの間に、抵抗素子46が接続されている。抵抗素子46は、高周波動作を安定させる機能を持つ。 A power supply voltage Vcc1 is applied to each of the two power stage amplifier circuits 45 from the first power supply wiring 106. A resistance element 46 is connected between the signal output ports of the two power stage amplifier circuits 45. The resistance element 46 has a function of stabilizing high frequency operation.

回路ボード100に、2つの第1インピーダンス変換回路120が設けられている。2つの第1インピーダンス変換回路120の各々は、チップコンデンサ121、124、及びインダクタ122、123を含む。2つの第1インピーダンス変換回路120の出力端が、共に信号出力端子110に接続されている。信号出力端子110から、増幅された出力信号Poutが出力される。 The circuit board 100 is provided with two first impedance conversion circuits 120. Each of the two first impedance conversion circuits 120 includes chip capacitors 121 and 124, and inductors 122 and 123. The output ends of the two first impedance conversion circuits 120 are both connected to the signal output terminal 110. The amplified output signal Pout is output from the signal output terminal 110.

2つの第1インピーダンス変換回路120は、それぞれパワー段増幅回路45の出力インピーダンスを高インピーダンスに変換する。さらに、2つの第1インピーダンス変換回路120は、2つのパワー段増幅回路45の出力信号の電力を合成する機能を持つ。 The two first impedance conversion circuits 120 each convert the output impedance of the power stage amplifier circuit 45 into a high impedance. Further, the two first impedance conversion circuits 120 have a function of synthesizing the power of the output signals of the two power stage amplifier circuits 45.

2列のトランジスタ列12と2つのグループとが1対1に対応するように、2列のトランジスタ列12のそれぞれを1つのグループと考えると、第1インピーダンス変換回路120を構成するインダクタ122、123及びチップコンデンサ121、124等のリアクタンス素子が、2つのグループのそれぞれに対応して配置されている。本明細書において、グループのそれぞれに対応して配置されているリアクタンス素子を個別リアクタンス素子ということとする。第1実施例では、2列のトランジスタ列12と2つのグループとが1対1に対応しているため、トランジスタ列とグループとを特に区別する必要はないが、「トランジスタ列」はパワー段トランジスタ13の幾何学的な配置に着目して定義され、「グループ」はリアクタンス素子の接続に着目して定義される。例えば、複数のパワー段トランジスタ13のうちコレクタ同士が短絡されているパワー段トランジスタ13は、同一のグループに属するということができる。 Considering each of the two rows of transistor rows 12 as one group so that the two rows of transistor rows 12 and the two groups have a one-to-one correspondence, the inductors 122 and 123 constituting the first impedance conversion circuit 120. And reactance elements such as chip capacitors 121 and 124 are arranged corresponding to each of the two groups. In the present specification, the reactance elements arranged corresponding to each of the groups are referred to as individual reactance elements. In the first embodiment, since the two rows of transistor rows 12 and the two groups have a one-to-one correspondence, it is not necessary to distinguish between the transistor rows and the groups, but the "transistor row" is a power stage transistor. It is defined by focusing on the geometrical arrangement of 13, and the "group" is defined by focusing on the connection of the reactors elements. For example, among the plurality of power stage transistors 13, the power stage transistors 13 in which the collectors are short-circuited can be said to belong to the same group.

次に、第1実施例の優れた効果について、図6、図7、図8に示した比較例と対比して説明する。 Next, the excellent effects of the first embodiment will be described in comparison with the comparative examples shown in FIGS. 6, 7, and 8.

図6、図7、図8は、それぞれ比較例による電力増幅モジュールの半導体チップに設けられた複数のパワー段トランジスタ13、及び回路ボード100上の配線の平面視における位置関係を示す図である。 6, 7, and 8 are diagrams showing the positional relationship in a plan view of the plurality of power stage transistors 13 provided on the semiconductor chip of the power amplification module according to the comparative example, and the wiring on the circuit board 100, respectively.

図6に示した比較例では、複数のパワー段トランジスタ13が1本の仮想的な直線に沿って一列に配置されている。複数のパワー段トランジスタ13からなるトランジスタ列の片側にコレクタに接続された第1バンプ21が配置されている。回路ボード100上の第1ランド101が第1バンプ21に接続されている。第1ランド101は、出力配線103及び1つの第1インピーダンス変換回路120を介して信号出力端子110に接続されている。 In the comparative example shown in FIG. 6, a plurality of power stage transistors 13 are arranged in a row along one virtual straight line. A first bump 21 connected to a collector is arranged on one side of a transistor row composed of a plurality of power stage transistors 13. The first land 101 on the circuit board 100 is connected to the first bump 21. The first land 101 is connected to the signal output terminal 110 via the output wiring 103 and one first impedance conversion circuit 120.

図7に示した比較例では、複数のパワー段トランジスタ13が千鳥状に配置されている。 In the comparative example shown in FIG. 7, a plurality of power stage transistors 13 are arranged in a staggered pattern.

図6、図7に示した電力増幅モジュールにおいて、さらなる高出力化を図るためには、パワー段トランジスタ13を増やす必要がある。パワー段トランジスタ13を増やすと、トランジスタ列が長くなり、その結果、第1バンプ21や第1ランド101も長くしなければならなくなる。このため、半導体チップ10の寸法が大きくなり、製造コストの上昇を招くことになる。さらに、回路ボードへの実装の際の配置の自由度が低下してしまう。 In the power amplification module shown in FIGS. 6 and 7, it is necessary to increase the number of power stage transistors 13 in order to further increase the output. When the number of power stage transistors 13 is increased, the transistor array becomes long, and as a result, the first bump 21 and the first land 101 also have to be lengthened. Therefore, the size of the semiconductor chip 10 becomes large, which leads to an increase in manufacturing cost. Further, the degree of freedom of arrangement at the time of mounting on the circuit board is reduced.

これに対して第1実施例では、複数のパワー段トランジスタ13を2本のトランジスタ列12に分けて配置しているため、2本のトランジスタ列12の各々の長さの増大を抑制することができる。その結果、半導体チップ10の寸法の増大を抑制することが可能になる。これにより、製造コストの上昇を抑制するとともに、回路ボード100への実装の際の配置の自由度の低下を抑制することが可能になる。 On the other hand, in the first embodiment, since the plurality of power stage transistors 13 are arranged separately in the two transistor rows 12, it is possible to suppress an increase in the length of each of the two transistor rows 12. it can. As a result, it becomes possible to suppress an increase in the dimensions of the semiconductor chip 10. As a result, it is possible to suppress an increase in manufacturing cost and a decrease in the degree of freedom of arrangement when mounting on the circuit board 100.

図8に示した比較例では、複数のパワー段トランジスタ13を、第1実施例の場合と同様に複数のトランジスタ列に分けて配置している。複数のトランジスタ列は相互に平行に配置されている。各パワー段トランジスタ13のコレクタに接続される第1バンプ21は、複数のトランジスタ列の一方の端部の近傍に配置されている。複数のパワー段トランジスタ13のコレクタは、コレクタ配線14を介して第1バンプ21に接続されている。第1バンプ21は、回路ボードの第1ランド101に接続されている。第1ランド101は、出力配線103、及び1つの第1インピーダンス変換回路120を介して信号出力端子110に接続されている。 In the comparative example shown in FIG. 8, a plurality of power stage transistors 13 are arranged separately in a plurality of transistor rows as in the case of the first embodiment. A plurality of transistor trains are arranged in parallel with each other. The first bump 21 connected to the collector of each power stage transistor 13 is arranged near one end of a plurality of transistor rows. The collectors of the plurality of power stage transistors 13 are connected to the first bump 21 via the collector wiring 14. The first bump 21 is connected to the first land 101 of the circuit board. The first land 101 is connected to the signal output terminal 110 via the output wiring 103 and one first impedance conversion circuit 120.

図8に示した比較例では、複数のパワー段トランジスタ13のコレクタから第1バンプ21に至るコレクタ配線14の長さが、パワー段トランジスタ13ごとに大きく異なっている。コレクタ配線14は半導体チップ上の導体膜で形成されるため、回路ボード上の導体膜に比べて薄く、低抵抗化、低インダクタンス化が困難である。このため、第1バンプ21から遠い位置のパワー段トランジスタ13については、信号経路の寄生抵抗や寄生インダクタンスが大きくなり、高出力化が困難になる。 In the comparative example shown in FIG. 8, the length of the collector wiring 14 from the collector of the plurality of power stage transistors 13 to the first bump 21 is significantly different for each power stage transistor 13. Since the collector wiring 14 is formed of the conductor film on the semiconductor chip, it is thinner than the conductor film on the circuit board, and it is difficult to reduce the resistance and the inductance. Therefore, for the power stage transistor 13 located far from the first bump 21, the parasitic resistance and the parasitic inductance of the signal path become large, and it becomes difficult to increase the output.

これに対して第1実施例では、複数のトランジスタ列12の長さ方向と平行な方向に長い第1バンプ21(図1)を、トランジスタ列12に近接させて配置している。このため、パワー段トランジスタ13の各々の信号入力ポートから第1バンプ21までの信号経路が短くなり、パワー段トランジスタ13の間での経路長のばらつきも小さい。第1バンプ21から複数のパワー段トランジスタ13の信号出力ポートまでの信号経路の寄生抵抗及び寄生インダクタンスを低減させることが可能である。 On the other hand, in the first embodiment, the first bump 21 (FIG. 1), which is long in the direction parallel to the length direction of the plurality of transistor rows 12, is arranged close to the transistor rows 12. Therefore, the signal path from each signal input port of the power stage transistor 13 to the first bump 21 is shortened, and the variation in the path length between the power stage transistors 13 is also small. It is possible to reduce the parasitic resistance and the parasitic inductance of the signal path from the first bump 21 to the signal output ports of the plurality of power stage transistors 13.

回路ボード100においては、第1バンプ21に接続された第1ランド101から第1インピーダンス変換回路120のチップコンデンサ121まで出力配線103で接続されている。出力配線103は、第1ランド101の長手方向に対して直交する方向に延伸されているため、その幅を十分広くすることが可能である。 In the circuit board 100, the output wiring 103 connects the first land 101 connected to the first bump 21 to the chip capacitor 121 of the first impedance conversion circuit 120. Since the output wiring 103 is extended in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first land 101, its width can be sufficiently widened.

さらに、2つの第1ランド101ごと、すなわち2本のトランジスタ列の信号出力ポートごとに、チップコンデンサ121等の個別リアクタンス素子が配置されている。このため、2本のトランジスタ列12に対して共通のインピーダンス変換回路を配置する構成と比べて、いずれのトランジスタ列12の信号出力ポートにおいても、信号出力ポートからから第1インピーダンス変換回路120までの信号経路を短くすることができる。これにより、2列のトランジスタ列12の信号出力ポートのそれぞれから、対応する第1インピーダンス変換回路120までの信号経路の寄生抵抗及び寄生インダクタンスを低減させることが可能である。 Further, individual reactance elements such as a chip capacitor 121 are arranged for each of the two first lands 101, that is, for each signal output port of the two transistor trains. Therefore, as compared with the configuration in which a common impedance conversion circuit is arranged for the two transistor rows 12, the signal output port of any of the transistor rows 12 is from the signal output port to the first impedance conversion circuit 120. The signal path can be shortened. Thereby, it is possible to reduce the parasitic resistance and the parasitic inductance of the signal path from each of the signal output ports of the two rows of transistor rows 12 to the corresponding first impedance conversion circuit 120.

一方、第1インピーダンス変換回路120から信号出力端子110側の信号経路においては、出力インピーダンスが高インピーダンスに変換されるため電流量が少ない。このため、寄生抵抗等に起因する損失の発生は少ない。これにより、複数のパワー段トランジスタ13の信号出力ポートから信号出力端子110までの信号経路で発生する損失を抑制し、高出力化を図ることが可能である。 On the other hand, in the signal path from the first impedance conversion circuit 120 to the signal output terminal 110 side, the output impedance is converted to high impedance, so that the amount of current is small. Therefore, the occurrence of loss due to parasitic resistance or the like is small. As a result, it is possible to suppress the loss generated in the signal path from the signal output ports of the plurality of power stage transistors 13 to the signal output terminals 110, and to increase the output.

さらに、複数のパワー段トランジスタ13の間で、信号経路の寄生抵抗と寄生インダクタンスのばらつきが小さくなるため、複数のパワー段トランジスタ13の間の動作のばらつきも小さくなるという優れた効果が得られる。 Further, since the variation in the parasitic resistance and the parasitic inductance of the signal path is small among the plurality of power stage transistors 13, it is possible to obtain an excellent effect that the variation in operation among the plurality of power stage transistors 13 is also small.

また、第1実施例では、複数のパワー段トランジスタ13の信号出力ポートから信号出力端子110までの信号経路のうち大部分が回路ボード100に設けられており、半導体チップ10に設けられている信号経路は短い。回路ボード100に設けられた信号経路は、半導体チップ10に設けられた信号経路より厚いため、寄生抵抗及び寄生インダクタンスの低減に有利である。さらに、出力信号は、主として第1バンプ21を、その長手方向と直交する短手方向に流れる。すなわち、第1バンプ21の高さと、長手方向の寸法との積が、信号経路の断面積に相当する。このように、第1バンプ21の高さ及び長さが、信号経路の断面積の拡大に大きく寄与している。 Further, in the first embodiment, most of the signal paths from the signal output ports of the plurality of power stage transistors 13 to the signal output terminals 110 are provided on the circuit board 100, and the signals provided on the semiconductor chip 10 are provided. The route is short. Since the signal path provided on the circuit board 100 is thicker than the signal path provided on the semiconductor chip 10, it is advantageous in reducing the parasitic resistance and the parasitic inductance. Further, the output signal mainly flows through the first bump 21 in the lateral direction orthogonal to the longitudinal direction thereof. That is, the product of the height of the first bump 21 and the dimension in the longitudinal direction corresponds to the cross-sectional area of the signal path. As described above, the height and length of the first bump 21 greatly contribute to the expansion of the cross-sectional area of the signal path.

さらに、第1実施例では、2本のトランジスタ列12の位置に応じて、それぞれ第1インピーダンス変換回路120を配置することが可能である。このため、2本のトランジスタ列12を、間隔を広げて配置することが可能である。2本のトランジスタ列12の間隔を広げると、両者の熱的干渉が低減され、放熱効率を高めることができる。その結果、より高出力化を図ることが可能である。 Further, in the first embodiment, the first impedance conversion circuit 120 can be arranged according to the positions of the two transistor rows 12. Therefore, the two transistor trains 12 can be arranged with a wide interval. By widening the distance between the two transistor rows 12, the thermal interference between the two transistor rows 12 can be reduced and the heat dissipation efficiency can be improved. As a result, it is possible to achieve higher output.

次に、図9を参照して第1実施例の変形例について説明する。
図9は、第1実施例の変形例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。第1実施例では、第1バンプ21(図1)が2本のトランジスタ列12のそれぞれに対して1つずつ配置されている。これに対して本変形例では、2本のトランジスタ列12のそれぞれに対して複数個の第1バンプ21が配置されている。複数の第1バンプ21は、対応するトランジスタ列の複数のパワー段トランジスタ13の配列方向と平行な方向に並んで配置されている。
Next, a modified example of the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a diagram showing the positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the modified example of the first embodiment. In the first embodiment, one first bump 21 (FIG. 1) is arranged for each of the two transistor rows 12. On the other hand, in this modification, a plurality of first bumps 21 are arranged for each of the two transistor rows 12. The plurality of first bumps 21 are arranged side by side in a direction parallel to the arrangement direction of the plurality of power stage transistors 13 in the corresponding transistor array.

さらに、第2バンプ22も、2本のトランジスタ列12のそれぞれに対応して複数個配置されており、対応するトランジスタ列の複数のパワー段トランジスタ13の配列方向と平行な方向に並んでいる。 Further, a plurality of second bumps 22 are also arranged corresponding to each of the two transistor rows 12, and are arranged in a direction parallel to the arrangement direction of the plurality of power stage transistors 13 in the corresponding transistor rows.

本変形例では、平面視において第1バンプ21及び第2バンプ22の1個当たりの面積が小さくなる。これにより、第1バンプ21及び第2バンプ22の高さの均一性を高めることができる。その結果回路ボード100への半導体チップ10の実装のプロセスが容易になるという優れた効果が得られる。 In this modification, the area of each of the first bump 21 and the second bump 22 becomes smaller in a plan view. Thereby, the height uniformity of the first bump 21 and the second bump 22 can be improved. As a result, an excellent effect that the process of mounting the semiconductor chip 10 on the circuit board 100 is facilitated can be obtained.

また、第1実施例では、パワー段トランジスタ13(図3、図4)に、HBTを用いたが、HBTに代えて電界効果トランジスタを用いてもよい。パワー段トランジスタ13に電界効果トランジスタを用いる場合には、第1実施例において、コレクタ、ベース、エミッタを、それぞれドレイン、ゲート、ソースと読み替えればよい。 Further, in the first embodiment, the HBT is used for the power stage transistor 13 (FIGS. 3 and 4), but a field effect transistor may be used instead of the HBT. When a field effect transistor is used for the power stage transistor 13, the collector, the base, and the emitter may be read as a drain, a gate, and a source, respectively, in the first embodiment.

第1実施例では、第1インピーダンス変換回路120のすべてのリアクタンス素子を、複数の第1ランド101のそれぞれに対応して配置している。その他の構成として、第1インピーダンス変換回路120の一部のリアクタンス素子を、複数の第1ランド101のそれぞれに対応して配置し、他の一部のリアクタンス素子を2つの第1ランド101で共用する構成としてもよい。また、第1実施例では、複数のパワー段トランジスタ13が1本の仮想的な直線に沿って一列に配置されたトランジスタ列12を用いているが、この構成に代えて、図7に示したように、複数のパワー段トランジスタ13が千鳥状に配置されたトランジスタ列を用いてもよい。複数のパワー段トランジスタ13を千鳥状に配置すると、トランジスタ列12の単位長さ当たりのパワー段トランジスタ13の個数を増やすことができる。 In the first embodiment, all the reactance elements of the first impedance conversion circuit 120 are arranged corresponding to each of the plurality of first lands 101. As another configuration, some reactance elements of the first impedance conversion circuit 120 are arranged corresponding to each of the plurality of first lands 101, and some other reactance elements are shared by the two first lands 101. It may be configured to be. Further, in the first embodiment, a transistor row 12 in which a plurality of power stage transistors 13 are arranged in a row along one virtual straight line is used, but instead of this configuration, it is shown in FIG. As described above, a transistor array in which a plurality of power stage transistors 13 are arranged in a staggered pattern may be used. By arranging the plurality of power stage transistors 13 in a staggered pattern, the number of power stage transistors 13 per unit length of the transistor train 12 can be increased.

[第2実施例]
次に、図10及び図11を参照して第2実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、第1実施例による電力増幅モジュール(図1から図5までの図面)と共通の構成については説明を省略する。
[Second Example]
Next, the power amplification module according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module (drawings of FIGS. 1 to 5) according to the first embodiment will be omitted.

図10は、第2実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。図10においても図1と同様に、半導体チップ10に設けられている導体膜に相対的に濃いハッチングを付し、回路ボード100(図2)に設けられている導体膜に相対的に淡いハッチングを付している。 FIG. 10 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the second embodiment. In FIG. 10, similarly to FIG. 1, the conductor film provided on the semiconductor chip 10 is provided with relatively dark hatching, and the conductor film provided on the circuit board 100 (FIG. 2) is relatively lightly hatched. Is attached.

第1実施例では、第1バンプ21とコレクタ配線14(図1)とが直流的に接続されている。これに対して第2実施例では、第1バンプ21とコレクタ配線14とが、コンデンサ24を介して接続されている。図10においてコンデンサ24が配置されている領域を破線で示している。このコンデンサ24は、金属−絶縁体−金属(MIM)構造を有し、例えば第1バンプ21の直下のコレクタパッドとコレクタ配線14との間に誘電体膜を配置することにより実現される。コレクタパッド及びコレクタ配線14が、それぞれコンデンサ24の一対の電極として機能する。 In the first embodiment, the first bump 21 and the collector wiring 14 (FIG. 1) are connected in a direct current manner. On the other hand, in the second embodiment, the first bump 21 and the collector wiring 14 are connected via the capacitor 24. In FIG. 10, the region where the capacitor 24 is arranged is shown by a broken line. The capacitor 24 has a metal-insulator-metal (MIM) structure and is realized, for example, by arranging a dielectric film between the collector pad directly below the first bump 21 and the collector wiring 14. The collector pad and the collector wiring 14 each function as a pair of electrodes of the capacitor 24.

コレクタ配線14が、平面視において回路ボード100の第1ランド101及び出力配線103のいずれにも重ならない領域まで広がっており、この広がり領域に、電源用バンプ23が配置されている。回路ボード100から、電源用バンプ23及びコレクタ配線14を介して、パワー段トランジスタ13のコレクタに電源電圧Vcc1が印加される。 The collector wiring 14 extends to a region that does not overlap with any of the first land 101 and the output wiring 103 of the circuit board 100 in a plan view, and the power supply bump 23 is arranged in this expanding region. A power supply voltage Vcc1 is applied from the circuit board 100 to the collector of the power stage transistor 13 via the power supply bump 23 and the collector wiring 14.

半導体チップ10に設けられたコンデンサ24が、第1実施例による電力増幅モジュールのチップコンデンサ121(図1)に相当する。このため、第2実施例では、チップコンデンサ121(図1)が回路ボード100に実装されておらず、出力配線103が出力配線104に直接接続されている。 The capacitor 24 provided on the semiconductor chip 10 corresponds to the chip capacitor 121 (FIG. 1) of the power amplification module according to the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, the chip capacitor 121 (FIG. 1) is not mounted on the circuit board 100, and the output wiring 103 is directly connected to the output wiring 104.

さらに、第2実施例では、第1実施例による電力増幅モジュールのチップコンデンサ124に代えて、半導体チップ10に設けられたMIM構造のコンデンサ25が用いられる。コンデンサ25は、半導体チップ10の異なる導体層に設けられた下部電極25Aと上部電極25B、及び両者の間に配置された誘電体膜で構成される。平面視において、下部電極25Aは上部電極25Bの外側まで広がり、その一部分が出力配線104の合流箇所104Jと重なっている。 Further, in the second embodiment, the MIM structure capacitor 25 provided on the semiconductor chip 10 is used instead of the chip capacitor 124 of the power amplification module according to the first embodiment. The capacitor 25 is composed of a lower electrode 25A and an upper electrode 25B provided on different conductor layers of the semiconductor chip 10, and a dielectric film arranged between them. In a plan view, the lower electrode 25A extends to the outside of the upper electrode 25B, and a part thereof overlaps with the confluence portion 104J of the output wiring 104.

下部電極25Aと合流箇所104Jとが重なっている位置に、バンプ26Aが配置されている。バンプ26Aは、半導体チップ10の下部電極25Aと、回路ボード100の出力配線104とを接続する。平面視において上部電極25Bと重なる位置にバンプ26Bが配置されている。上部電極25Bは、バンプ26Bを介して回路ボード100のグランドパターン105に接続される。 The bump 26A is arranged at a position where the lower electrode 25A and the merging point 104J overlap. The bump 26A connects the lower electrode 25A of the semiconductor chip 10 and the output wiring 104 of the circuit board 100. The bump 26B is arranged at a position overlapping the upper electrode 25B in a plan view. The upper electrode 25B is connected to the ground pattern 105 of the circuit board 100 via the bump 26B.

図11は、第2実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。第1実施例では、回路ボード100に設けられた第1インピーダンス変換回路120(図5)が、チップコンデンサ121、124、及びインダクタ122、123で構成されている。これに対して第2実施例では、回路ボード100に設けられた第1インピーダンス変換回路120は、インダクタ122、123のみを含む。チップコンデンサ121に代えて、半導体チップ10に設けられたMIM構造のコンデンサ24が用いられる。さらに、チップコンデンサ124に代えて、半導体チップ10に設けられたMIM構造のコンデンサ25が用いられる。コンデンサ25は、2つの第1インピーダンス変換回路120で共用される。 FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the second embodiment. In the first embodiment, the first impedance conversion circuit 120 (FIG. 5) provided on the circuit board 100 is composed of chip capacitors 121 and 124 and inductors 122 and 123. On the other hand, in the second embodiment, the first impedance conversion circuit 120 provided on the circuit board 100 includes only the inductors 122 and 123. Instead of the chip capacitor 121, a capacitor 24 having an MIM structure provided on the semiconductor chip 10 is used. Further, instead of the chip capacitor 124, a capacitor 25 having a MIM structure provided on the semiconductor chip 10 is used. The capacitor 25 is shared by the two first impedance conversion circuits 120.

第2実施例では、回路ボード100に設けられた第1インピーダンス変換回路120と、半導体チップ10に設けられたコンデンサ24、25が、パワー段増幅回路45の出力インピーダンスを変換する機能、及び出力信号の電力を合成する機能を持つ。 In the second embodiment, the first impedance conversion circuit 120 provided on the circuit board 100 and the capacitors 24 and 25 provided on the semiconductor chip 10 have a function of converting the output impedance of the power stage amplifier circuit 45, and an output signal. It has a function to synthesize the electric power of.

次に、第2実施例の優れた効果について説明する。
第2実施例においても第1実施例と同様に、2列のトランジスタ列12のそれぞれの信号出力ポートから信号出力端子110までの信号経路で発生する損失を抑制し、高出力化を図ることが可能である。さらに、第2実施例では、チップコンデンサ121、124に代えてMIM構造のコンデンサ24、25を用いているため、第1実施例と比べてより小型化を図ることが可能である。
Next, the excellent effect of the second embodiment will be described.
In the second embodiment as well, as in the first embodiment, it is possible to suppress the loss generated in the signal path from each signal output port of the two rows of transistor rows 12 to the signal output terminal 110 to increase the output. It is possible. Further, in the second embodiment, since the capacitors 24 and 25 having a MIM structure are used instead of the chip capacitors 121 and 124, the size can be further reduced as compared with the first embodiment.

[第3実施例]
次に、図12を参照して第3実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、図1から図5までの図面に示した第1実施例による電力増幅モジュールと共通の構成については説明を省略する。
[Third Example]
Next, the power amplification module according to the third embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module according to the first embodiment shown in the drawings of FIGS. 1 to 5 will be omitted.

図12は、第3実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。第1実施例では、2本のトランジスタ列12が、長方形である凸多角形30の相互に対向する2本の辺に沿って配置されている。これに対して第3実施例では、2本のトランジスタ列12が、正方形である凸多角形30の相互に隣り合う2本の辺に沿って配置されている。 FIG. 12 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the third embodiment. In the first embodiment, the two transistor rows 12 are arranged along the two opposite sides of the rectangular convex polygon 30. On the other hand, in the third embodiment, the two transistor rows 12 are arranged along the two adjacent sides of the square convex polygon 30.

パワー段トランジスタ13の各々のコレクタメサ20は、平面視において凸多角形30の辺に対して45°をなす方向に長い形状を有する。第1バンプ21及び第1ランド101も、平面視において、複数のパワー段トランジスタ13の配列方向と平行な方向に長い形状を有する。第1バンプ21は、第2実施例(図10)の場合と同様に、MIM構造のコンデンサ24を介してコレクタ配線14に接続されている。図12において、コンデンサ24が配置されている領域を破線で示している。 Each collector mesa 20 of the power stage transistor 13 has a long shape in a direction forming 45 ° with respect to the side of the convex polygon 30 in a plan view. The first bump 21 and the first land 101 also have a long shape in a direction parallel to the arrangement direction of the plurality of power stage transistors 13 in a plan view. The first bump 21 is connected to the collector wiring 14 via a capacitor 24 having a MIM structure, as in the case of the second embodiment (FIG. 10). In FIG. 12, the region where the capacitor 24 is arranged is shown by a broken line.

回路ボード100(図2)に設けられた出力配線103は、第2実施例(図10)の場合と同様に出力配線104に直接接続されている。第1実施例による電力増幅モジュールの2つのチップコンデンサ124(図1)に代えて、MIM構造の2つのコンデンサ25が半導体チップに設けられている。コンデンサ25の各々の構造は、第2実施例による電力増幅モジュールのコンデンサ25(図10)の構造と同一である。 The output wiring 103 provided on the circuit board 100 (FIG. 2) is directly connected to the output wiring 104 as in the case of the second embodiment (FIG. 10). Instead of the two chip capacitors 124 (FIG. 1) of the power amplification module according to the first embodiment, two capacitors 25 having a MIM structure are provided on the semiconductor chip. Each structure of the capacitor 25 is the same as the structure of the capacitor 25 (FIG. 10) of the power amplification module according to the second embodiment.

次に、第3実施例の変形例について説明する。第3実施例では、仮想的な正方形の相互に隣り合う2本の辺に沿って2本のトランジスタ列12が配置されているという説明をしているが、2本のトランジスタ列12は、直角二等辺三角形の直角を挟む2本の辺に沿って配置されているということもできる。すなわち、仮想的な凸多角形30は、偶数角形に限らず、奇数角形でもよい。また、仮想的な凸多角形30が三角形である場合、凸多角形30は、直角二等辺三角形に限らず、他の三角形、例えば2本の等辺のなす角が直角以外の二等辺三角形、正三角形等でもよい。 Next, a modified example of the third embodiment will be described. In the third embodiment, it is explained that the two transistor rows 12 are arranged along the two adjacent sides of the virtual square, but the two transistor rows 12 are at right angles. It can also be said that they are arranged along two sides that sandwich the right angle of an isosceles triangle. That is, the virtual convex polygon 30 is not limited to an even-numbered polygon, but may be an odd-numbered polygon. When the virtual convex polygon 30 is a triangle, the convex polygon 30 is not limited to a right-angled isosceles triangle, but is not limited to another triangle, for example, an isosceles triangle whose angle formed by two equal sides is other than a right-angled triangle. It may be a triangle or the like.

次に、第3実施例の優れた効果について説明する。第3実施例においても第1実施例と同様に、2列のトランジスタ列12のそれぞれの信号出力ポートから信号出力端子110までの信号経路で発生する損失を抑制し、高出力化を図ることが可能である。さらに、第2実施例と同様に、電力増幅モジュールの小型化を図ることが可能である。 Next, the excellent effect of the third embodiment will be described. In the third embodiment as well, as in the first embodiment, it is possible to suppress the loss generated in the signal path from each signal output port of the two rows of transistor rows 12 to the signal output terminal 110 to increase the output. It is possible. Further, as in the second embodiment, it is possible to reduce the size of the power amplification module.

[第4実施例]
次に、図13及び図14を参照して第4実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、図1から図5までの図面に示した第1実施例による電力増幅モジュールと共通の構成については説明を省略する。
[Fourth Example]
Next, the power amplification module according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module according to the first embodiment shown in the drawings of FIGS. 1 to 5 will be omitted.

図13は、第4実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。図13においても図1と同様に、半導体チップ10に設けられている導体膜に相対的に濃いハッチングを付し、回路ボード100(図2)に設けられている導体膜に相対的に淡いハッチングを付している。 FIG. 13 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the fourth embodiment. In FIG. 13, similarly to FIG. 1, the conductor film provided on the semiconductor chip 10 is provided with relatively dark hatching, and the conductor film provided on the circuit board 100 (FIG. 2) is relatively lightly hatched. Is attached.

まず、半導体チップ10の構成について説明する。第1実施例では、2本のトランジスタ列12が、長方形である凸多角形30の相互に対向する2本の辺に沿って配置されている。これに対して第4実施例では、4本のトランジスタ列12が、それぞれ正方形である凸多角形30の4本の辺に沿って配置されている。4本のトランジスタ列12の各々の構成は、第1実施例による電力増幅モジュールのトランジスタ列12(図1)の構成と同一である。 First, the configuration of the semiconductor chip 10 will be described. In the first embodiment, the two transistor rows 12 are arranged along the two opposite sides of the rectangular convex polygon 30. On the other hand, in the fourth embodiment, the four transistor rows 12 are arranged along the four sides of the convex polygon 30 which is a square. The configuration of each of the four transistor rows 12 is the same as the configuration of the transistor rows 12 (FIG. 1) of the power amplification module according to the first embodiment.

凸多角形30の相互に隣り合う辺に沿う2本のトランジスタ列12に対応して配置されているコレクタ配線14が、凸多角形30の頂点(図13において上側及び下側の頂点)の位置において相互に接続されている。コレクタ配線14が相互に接続されている箇所に電源用バンプ23が配置されている。電源用バンプ23及びコレクタ配線14を介して4本のトランジスタ列12の各パワー段トランジスタ13のコレクタに電源電圧Vcc1が印加される。 The collector wiring 14 arranged corresponding to the two transistor rows 12 along the adjacent sides of the convex polygon 30 is the position of the vertices (upper and lower vertices in FIG. 13) of the convex polygon 30. Are interconnected in. A power supply bump 23 is arranged at a position where the collector wiring 14 is connected to each other. The power supply voltage Vcc1 is applied to the collector of each power stage transistor 13 of the four transistor rows 12 via the power supply bump 23 and the collector wiring 14.

4本のトランジスタ列12に対応して、それぞれ第1バンプ21が配置されている。第1バンプ21の各々は、対応するトランジスタ列12の長さ方向に平行な方向に長い形状を有する。4個の第1バンプ21は、それぞれ第2実施例(図10)の場合と同様に、MIM構造のコンデンサ24を介して対応するコレクタ配線14に接続されている。 The first bump 21 is arranged corresponding to each of the four transistor rows 12. Each of the first bumps 21 has a long shape in a direction parallel to the length direction of the corresponding transistor row 12. Each of the four first bumps 21 is connected to the corresponding collector wiring 14 via a capacitor 24 having a MIM structure, as in the case of the second embodiment (FIG. 10).

凸多角形30の4つの頂点のうち、電源用バンプ23が配置されていない2つの頂点(図13において右側及び左側の頂点)の位置に、抵抗素子46が配置されている。抵抗素子46は、その両側の2本のコレクタ配線14を相互に接続する。 Of the four vertices of the convex polygon 30, the resistance element 46 is arranged at the positions of the two vertices (the right and left vertices in FIG. 13) where the power supply bump 23 is not arranged. The resistance element 46 connects the two collector wirings 14 on both sides thereof to each other.

次に、回路ボード100の構成について説明する。平面視において4つの第1バンプ21に重なる位置に、それぞれ第1ランド101が配置されている。4つの第1ランド101は、それぞれ対応する第1バンプ21に接続されている。平面視において4つの第1ランド101のそれぞれから凸多角形30の外側に向かって出力配線103が延伸されている。4本の出力配線103は、その先端において出力配線104に接続されている。出力配線104は、平面視において4本のトランジスタ列12を取り囲む環状の形状を有する。 Next, the configuration of the circuit board 100 will be described. The first land 101 is arranged at a position overlapping the four first bumps 21 in a plan view. The four first lands 101 are connected to the corresponding first bumps 21 respectively. In a plan view, the output wiring 103 extends from each of the four first lands 101 toward the outside of the convex polygon 30. The four output wirings 103 are connected to the output wiring 104 at their tips. The output wiring 104 has an annular shape that surrounds the four transistor rows 12 in a plan view.

出力配線104は、4本の出力配線103が接続されている4つの接続箇所において、4つの部分に区分される。出力配線104のうち、相互に対向する2つの部分(図13において右側及び左側の部分)が、それぞれその中央において接地されている。出力配線104のうち他の2つの部分(図13において上側及び下側の部分)の中央から、それぞれ出力配線112が分岐しており、2本の出力配線112が合流箇所112Jで相互に接続されている。合流箇所112Jは、信号出力端子110に接続されている。 The output wiring 104 is divided into four parts at four connection points to which the four output wirings 103 are connected. Of the output wiring 104, two portions facing each other (the right and left portions in FIG. 13) are grounded at their centers. The output wiring 112 branches from the center of the other two parts (upper and lower parts in FIG. 13) of the output wiring 104, and the two output wirings 112 are connected to each other at the confluence 112J. ing. The merging point 112J is connected to the signal output terminal 110.

出力配線112と出力配線104との2つの接続箇所と、合流箇所112Jとの間に、それぞれチップコンデンサ124の一方の端子が接続されている。2つのチップコンデンサ124の他方の端子は、それぞれ接地用ランド125に接続されている。 One terminal of the chip capacitor 124 is connected between the two connection points of the output wiring 112 and the output wiring 104 and the confluence point 112J, respectively. The other terminals of the two chip capacitors 124 are each connected to a grounding land 125.

出力配線104のうち、2つの接地箇所の各々と、その両側の出力配線103に接続されている箇所との間の4つの部分が、それぞれインダクタ122として機能する。出力配線104のうち、出力配線112が分岐している2箇所の各々と、その両側の出力配線103に接続されている箇所との間の4つの部分が、それぞれインダクタ123として機能する。出力配線112のうち、出力配線104との接続箇所とチップコンデンサ124の接続箇所との間の部分が、インダクタ126として機能する。 Of the output wiring 104, four portions between each of the two grounding points and the points connected to the output wirings 103 on both sides of the output wiring 104 function as inductors 122, respectively. Of the output wiring 104, four portions between each of the two locations where the output wiring 112 branches and the locations connected to the output wiring 103 on both sides of the output wiring 112 function as the inductor 123, respectively. Of the output wiring 112, the portion between the connection portion with the output wiring 104 and the connection portion with the chip capacitor 124 functions as the inductor 126.

4つの第1バンプ21から、それぞれ出力配線103、104、112を経由して信号出力端子110に至る4本の信号経路の長さは、すべて同一である。このため、信号出力端子110の位置において、4本のトランジスタ列12からそれぞれ出力された高周波信号の位相ずれが生じない。 The lengths of the four signal paths from the four first bumps 21 to the signal output terminal 110 via the output wirings 103, 104, and 112, respectively, are the same. Therefore, at the position of the signal output terminal 110, the phase shift of the high frequency signal output from each of the four transistor trains 12 does not occur.

図14は、第4実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。第1実施例による電力増幅モジュール(図5)は、2つのパワー段増幅回路45を含んでいる。これに対して第4実施例では、電力増幅モジュールが4列のトランジスタ列12に対応した4個のパワー段増幅回路45を含んでいる。4個のパワー段増幅回路45のうち2つのパワー段増幅回路45の出力端同士が抵抗素子46によって接続されている。さらに、他の2つのパワー段増幅回路45の出力端同士が抵抗素子46によって接続されている。 FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the fourth embodiment. The power amplification module (FIG. 5) according to the first embodiment includes two power stage amplifier circuits 45. On the other hand, in the fourth embodiment, the power amplification module includes four power stage amplifier circuits 45 corresponding to the four rows of transistor rows 12. The output ends of two power stage amplifier circuits 45 out of the four power stage amplifier circuits 45 are connected to each other by a resistance element 46. Further, the output ends of the other two power stage amplifier circuits 45 are connected to each other by a resistance element 46.

4個のパワー段増幅回路45の出力端が、それぞれコンデンサ24、インダクタ123、及びインダクタ126を経由して信号出力端子110に接続されている。コンデンサ24とインダクタ123とを接続する点がインダクタ122を介して接地されている。インダクタ126の、信号出力端子110側の端部がチップコンデンサ124を介して接地されている。 The output ends of the four power stage amplifier circuits 45 are connected to the signal output terminal 110 via the capacitor 24, the inductor 123, and the inductor 126, respectively. The point where the capacitor 24 and the inductor 123 are connected is grounded via the inductor 122. The end of the inductor 126 on the signal output terminal 110 side is grounded via the chip capacitor 124.

4個のインダクタ122、4個のインダクタ123、2個のインダクタ126、2個のチップコンデンサ124が、第1インピーダンス変換回路120を構成する。第1インピーダンス変換回路120と、4個のMIM構造のコンデンサ24が、4個のパワー段増幅回路45の出力インピーダンスを変換する機能を持つ。 The four inductors 122, the four inductors 123, the two inductors 126, and the two chip capacitors 124 form the first impedance conversion circuit 120. The first impedance conversion circuit 120 and the four MIM-structured capacitors 24 have a function of converting the output impedance of the four power stage amplifier circuits 45.

コンデンサ24、インダクタ122、123は、4列のトランジスタ列12のそれぞれに対応して配置されている。インダクタ126及びチップコンデンサ124は、2列のトランジスタ列12で共用されている。 The capacitors 24, inductors 122, and 123 are arranged corresponding to each of the four rows of transistor rows 12. The inductor 126 and the chip capacitor 124 are shared by the two rows of transistor rows 12.

次に、第4実施例の優れた効果について説明する。
第4実施例においては、4本のトランジスタ列12に対応して、それぞれ第1インピーダンス変換回路120のインダクタ122及びインダクタ123が設けられている。4列のトランジスタ列12の信号出力ポートのそれぞれに対応して4個の第1ランド101が配置されており、4個の第1ランド101のそれぞれに対応して、4個のコンデンサ24、4個のインダクタ122、123が配置されている。このため、4列のトランジスタ列12の信号出力ポートから、それぞれに対応する第1インピーダンス変換回路120までの信号経路を短くすることができる。これにより、第1実施例の場合と同様に、4列のトランジスタ列12の信号出力ポートのそれぞれから信号出力端子110までの信号経路で発生する損失を抑制し、高出力化を図ることが可能である。
Next, the excellent effect of the fourth embodiment will be described.
In the fourth embodiment, the inductor 122 and the inductor 123 of the first impedance conversion circuit 120 are provided corresponding to the four transistor trains 12, respectively. Four first lands 101 are arranged corresponding to each of the signal output ports of the four rows of transistor rows 12, and four capacitors 24, 4 correspond to each of the four first lands 101. The inductors 122 and 123 are arranged. Therefore, the signal path from the signal output port of the four rows of transistor rows 12 to the corresponding first impedance conversion circuit 120 can be shortened. As a result, as in the case of the first embodiment, it is possible to suppress the loss generated in the signal path from each of the signal output ports of the four rows of transistor rows 12 to the signal output terminal 110, and to increase the output. Is.

さらに、第4実施例では、パワー段増幅回路45が4本のトランジスタ列12で構成されるため、パワー段増幅回路45が2本のトランジスタ列12(図1)で構成される第1実施例と比べて、トランジスタ列12の長さを同一に保ったままパワー段トランジスタ13の個数を増やすことが可能である。このため、電力増幅モジュールのさらなる高出力化を図ることが可能である。 Further, in the fourth embodiment, since the power stage amplifier circuit 45 is composed of four transistor rows 12, the power stage amplifier circuit 45 is composed of two transistor rows 12 (FIG. 1) in the first embodiment. As compared with the above, it is possible to increase the number of power stage transistors 13 while keeping the lengths of the transistor rows 12 the same. Therefore, it is possible to further increase the output of the power amplification module.

[第5実施例]
次に、図15を参照して第5実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、第4実施例による電力増幅モジュール(図13、図14)と共通の構成については説明を省略する。
[Fifth Example]
Next, the power amplification module according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module (FIGS. 13 and 14) according to the fourth embodiment will be omitted.

図15は、第5実施例による電力増幅モジュールの一部の構成要素を模式的に示す図である。第4実施例では、4本のトランジスタ列12(図13)が、それぞれ正方形である凸多角形30の4本の辺に沿って配置されている。これに対して第5実施例では、8本のトランジスタ列12が、それぞれ正八角形である凸多角形30の8本の辺に沿って配置されている。複数のトランジスタ列12にそれぞれに対応して、第1バンプ21が配置されている。 FIG. 15 is a diagram schematically showing a part of components of the power amplification module according to the fifth embodiment. In the fourth embodiment, the four transistor rows 12 (FIG. 13) are arranged along the four sides of the convex polygon 30, which is a square, respectively. On the other hand, in the fifth embodiment, the eight transistor rows 12 are arranged along the eight sides of the convex polygon 30 which is a regular octagon. The first bump 21 is arranged corresponding to each of the plurality of transistor rows 12.

回路ボード100(図2)は、平面視において8個の第1バンプ21のそれぞれに重なるように配置された第1ランド101を有する。8個の第1ランド101のそれぞれから凸多角形30の外側に向かって出力配線103が延伸されている。環状の出力配線104が凸多角形30を取り囲んでおり、8本の出力配線103の先端に接続されている。 The circuit board 100 (FIG. 2) has a first land 101 arranged so as to overlap each of the eight first bumps 21 in a plan view. The output wiring 103 extends from each of the eight first lands 101 toward the outside of the convex polygon 30. An annular output wire 104 surrounds the convex polygon 30 and is connected to the tips of eight output wires 103.

8本のトランジスタ列12のそれぞれを区別するために。凸多角形30の周方向の第1回転方向(図15において時計回り方向)に順番に1から8までの通し番号を付す。図15において、各トランジスタ列12に付された通し番号を、シャープ記号付きの数字で表す。出力配線104のうち、奇数番目のトランジスタ列12に対応する出力配線103との接続箇所から、周方向の第1回転方向に隣り合うトランジスタ列12に対応する出力配線103との接続箇所に至るまでの部分の中間点128が接地されている。 To distinguish each of the eight transistor trains 12. Serial numbers 1 to 8 are sequentially assigned in the first rotation direction (clockwise direction in FIG. 15) of the convex polygon 30 in the circumferential direction. In FIG. 15, the serial number assigned to each transistor row 12 is represented by a number with a pound sign. From the connection point with the output wiring 103 corresponding to the odd-numbered transistor row 12 in the output wiring 104 to the connection point with the output wiring 103 corresponding to the transistor row 12 adjacent to each other in the first rotation direction in the circumferential direction. The midpoint 128 of the part is grounded.

出力配線104のうち、偶数番目のトランジスタ列12に対応する出力配線103との接続箇所から、周方向の第1回転方向に隣り合うトランジスタ列12に対応する出力配線103との接続箇所に至るまでの部分の中間点(以下、出力側中間点129という。)が信号出力端子110に接続されている。1つの信号出力端子110と4個の出力側中間点129とは、トーナメント式に接続されており、4個の出力側中間点129のそれぞれから信号出力端子110までの信号経路の経路長は、すべて等しい。 From the connection point with the output wiring 103 corresponding to the even-numbered transistor row 12 of the output wiring 104 to the connection point with the output wiring 103 corresponding to the transistor row 12 adjacent to each other in the first rotation direction in the circumferential direction. The intermediate point of the portion (hereinafter referred to as the output side intermediate point 129) is connected to the signal output terminal 110. One signal output terminal 110 and four output side intermediate points 129 are connected in a tournament manner, and the path length of the signal path from each of the four output side intermediate points 129 to the signal output terminal 110 is determined. All equal.

出力配線104の一部は、第4実施例の場合と同様にインダクタ122、123として機能する。出力側中間点129から信号出力端子110に至る信号経路が、インダクタ126、127として機能する。出力側中間点129から信号出力端子110に至る信号経路のうち、出力側中間点129から最初の合流点までの信号経路がインダクタ126として機能する。出力側中間点129から見て最初の合流点から次の合流点までの信号経路に、チップコンデンサ124の一方の端子が接続されている。チップコンデンサ124の他方の端子は接地されている。出力側中間点129から見て最初の合流点から、チップコンデンサ124が接続された箇所までの信号経路がインダクタ127として機能する。 A part of the output wiring 104 functions as inductors 122 and 123 as in the case of the fourth embodiment. The signal path from the output-side intermediate point 129 to the signal output terminal 110 functions as the inductors 126 and 127. Of the signal paths from the output-side intermediate point 129 to the signal output terminal 110, the signal path from the output-side intermediate point 129 to the first confluence functions as the inductor 126. One terminal of the chip capacitor 124 is connected to the signal path from the first confluence point to the next confluence point when viewed from the output side intermediate point 129. The other terminal of the chip capacitor 124 is grounded. The signal path from the first confluence point seen from the output side intermediate point 129 to the point where the chip capacitor 124 is connected functions as the inductor 127.

次に、第5実施例の優れた効果について説明する。
第5実施例においても、第4実施例の場合と同様に、トランジスタ列12から信号出力端子110までの信号経路で発生する損失を抑制し、高出力化を図ることが可能である。さらに、第5実施例では、パワー段トランジスタ13の全体の個数が一定である場合、トランジスタ列12の本数を増やしたことにより、トランジスタ列12の各々の長さが短くなる。その結果、トランジスタ列12の位置によるパワー段トランジスタ13の動作条件のばらつきをより小さくすることができる。
Next, the excellent effect of the fifth embodiment will be described.
In the fifth embodiment as well, as in the case of the fourth embodiment, it is possible to suppress the loss generated in the signal path from the transistor row 12 to the signal output terminal 110 and to increase the output. Further, in the fifth embodiment, when the total number of power stage transistors 13 is constant, the length of each of the transistor rows 12 is shortened by increasing the number of the transistor rows 12. As a result, the variation in the operating conditions of the power stage transistor 13 depending on the position of the transistor row 12 can be further reduced.

次に、第5実施例の変形例について説明する。第5実施例では、仮想的な凸多角形30として正八角形を採用しているが、凸多角形30としてその他の一般的な凸多角形を採用してもよい。なお、1つの信号出力端子110から複数のトランジスタ列12までの信号経路をトーナメント型に分岐させて信号経路の長さを等しくするために、トランジスタ列12の個数を2のべき乗とすることが好ましい。トランジスタ列12の個数が2のべき乗である場合でも、仮想的な凸多角形30として、辺の数が2のべき乗である凸多角形を採用する必要はない。仮想的な凸多角形30の複数の辺からトランジスタ列12の個数に相当する数の辺を選択し、選択された辺のそれぞれに沿うように、複数のトランジスタ列12を配置すればよい。 Next, a modified example of the fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, a regular octagon is adopted as the virtual convex polygon 30, but other general convex polygons may be adopted as the convex polygon 30. In addition, in order to branch the signal path from one signal output terminal 110 to the plurality of transistor rows 12 into a tournament type and make the lengths of the signal paths equal, it is preferable that the number of transistor rows 12 is a power of 2. .. Even when the number of transistor trains 12 is a power of 2, it is not necessary to adopt a convex polygon having a power of 2 as the virtual convex polygon 30. A number of sides corresponding to the number of transistor rows 12 may be selected from the plurality of sides of the virtual convex polygon 30, and the plurality of transistor rows 12 may be arranged along each of the selected sides.

複数のトランジスタ列12のそれぞれが沿う仮想直線を考えたとき、これら複数の仮想直線が、凸多角形の複数の辺のうち少なくとも一部の辺を構成している場合、複数のトランジスタ列12は仮想的な凸多角形の辺に沿って配置されているということができる。 Considering a virtual straight line along which each of the plurality of transistor rows 12 is considered, if the plurality of virtual straight lines constitute at least a part of the plurality of sides of the convex polygon, the plurality of transistor rows 12 may be formed. It can be said that they are arranged along the sides of a virtual convex polygon.

[第6実施例]
次に、図16及び図17を参照して、第6実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、図1から図5までの図面に示した第1実施例による電力増幅モジュールと共通の構成については説明を省略する。第1実施例では、パワー段増幅回路45(図5)及びパワー段増幅回路45から信号出力端子110(図5)までの構成について詳細に説明した。第6実施例では、前段増幅回路40(図5)からパワー段増幅回路45(図5)までの構成について詳細に説明する。
[Sixth Example]
Next, the power amplification module according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module according to the first embodiment shown in the drawings of FIGS. 1 to 5 will be omitted. In the first embodiment, the configuration from the power stage amplifier circuit 45 (FIG. 5) and the power stage amplifier circuit 45 to the signal output terminal 110 (FIG. 5) has been described in detail. In the sixth embodiment, the configuration from the pre-stage amplifier circuit 40 (FIG. 5) to the power stage amplifier circuit 45 (FIG. 5) will be described in detail.

図16は、第6実施例による電力増幅モジュールの半導体チップ10(図2)に設けられた前段増幅回路40及びパワー段増幅回路45(図5)の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。2本のトランジスタ列12、コレクタ配線14、第1バンプ21、第2バンプ22、抵抗素子46の構成は、第1実施例による電力増幅モジュール(図1)のこれらの構成と同一である。また、ベース配線15及び段間信号配線35の構成も、第1実施例による電力増幅モジュールのベース配線15(図3)及び段間信号配線35(図3)の構成と同一である。段間信号配線35は、2本のトランジスタ列12のそれぞれに対応して配置されている。平面視においてベース配線15と段間信号配線35とが重なる領域に、コンデンサ36が形成される。 FIG. 16 shows the positional relationship of the plurality of components of the front-stage amplifier circuit 40 and the power-stage amplifier circuit 45 (FIG. 5) provided on the semiconductor chip 10 (FIG. 2) of the power amplification module according to the sixth embodiment in a plan view. It is a figure which shows. The configurations of the two transistor trains 12, the collector wiring 14, the first bump 21, the second bump 22, and the resistance element 46 are the same as those of the power amplification module (FIG. 1) according to the first embodiment. Further, the configurations of the base wiring 15 and the interstage signal wiring 35 are also the same as the configurations of the base wiring 15 (FIG. 3) and the interstage signal wiring 35 (FIG. 3) of the power amplification module according to the first embodiment. The interstage signal wiring 35 is arranged corresponding to each of the two transistor rows 12. A capacitor 36 is formed in a region where the base wiring 15 and the interstage signal wiring 35 overlap in a plan view.

平面視において凸多角形30の内部に前段増幅回路40が配置されている。前段増幅回路40は、複数の前段トランジスタ42を含む。複数の前段トランジスタ42は相互に並列に接続されている。複数の前段トランジスタ42の各々は、パワー段増幅回路45(図5)のパワー段トランジスタ13(図3、図4)と同様の構造を有する。なお、前段トランジスタ42とパワー段トランジスタ13とでは、各構成部分の平面視における寸法が異なる場合がある。前段トランジスタ42のコレクタに接続されたコレクタ配線43が、2本の段間信号配線35に接続されている。図16では、ベースバラスト抵抗素子37(図3)及びバイアス配線38(図3)の記載を省略している。 The front-stage amplifier circuit 40 is arranged inside the convex polygon 30 in a plan view. The pre-stage amplifier circuit 40 includes a plurality of pre-stage transistors 42. The plurality of pre-stage transistors 42 are connected to each other in parallel. Each of the plurality of front-stage transistors 42 has a structure similar to that of the power stage transistor 13 (FIGS. 3 and 4) of the power stage amplifier circuit 45 (FIG. 5). The front-stage transistor 42 and the power-stage transistor 13 may have different dimensions in a plan view of each component. The collector wiring 43 connected to the collector of the front-stage transistor 42 is connected to the two interstage signal wirings 35. In FIG. 16, the description of the base ballast resistance element 37 (FIG. 3) and the bias wiring 38 (FIG. 3) is omitted.

複数の前段トランジスタ42のそれぞれのベースに、ベース配線44が接続されている。1本の信号入力配線47の一端が、平面視において複数のベース配線44と重なっている。複数のベース配線44と、信号入力配線47とが重なる領域に、それぞれコンデンサ48が形成される。信号入力配線47は、他方の端部において信号入力バンプ49に接続されている。回路ボード100(図2)から信号入力バンプ49、信号入力配線47、コンデンサ48、及びベース配線44を経由して、前段トランジスタ42のベースに入力信号Pinが入力される。図16では、前段トランジスタ42のバイアス回路については記載を省略している。 The base wiring 44 is connected to each base of the plurality of front-stage transistors 42. One end of one signal input wiring 47 overlaps with a plurality of base wirings 44 in a plan view. Capacitors 48 are formed in the regions where the plurality of base wirings 44 and the signal input wirings 47 overlap each other. The signal input wiring 47 is connected to the signal input bump 49 at the other end. The input signal Pin is input from the circuit board 100 (FIG. 2) to the base of the front-stage transistor 42 via the signal input bump 49, the signal input wiring 47, the capacitor 48, and the base wiring 44. In FIG. 16, the description of the bias circuit of the front-stage transistor 42 is omitted.

前段トランジスタ42のコレクタに接続されたコレクタ配線43が、渦巻き状(スパイラル状)のインダクタ51を介して電源用バンプ53に接続されている。インダクタ51を構成する配線同士が交差する箇所においては、多層配線構造により絶縁が確保されている。電源用バンプ53は、回路ボード100(図2)の第2電源配線107に接続されている。第2電源配線107から、インダクタ51及びコレクタ配線43を経由して、前段トランジスタ42のコレクタに電源電圧Vcc2が印加される。 The collector wiring 43 connected to the collector of the pre-stage transistor 42 is connected to the power supply bump 53 via a spiral (spiral) inductor 51. Insulation is ensured by the multilayer wiring structure at the portion where the wirings constituting the inductor 51 intersect with each other. The power supply bump 53 is connected to the second power supply wiring 107 of the circuit board 100 (FIG. 2). The power supply voltage Vcc2 is applied from the second power supply wiring 107 to the collector of the front-stage transistor 42 via the inductor 51 and the collector wiring 43.

インダクタ51及び複数のコンデンサ36が、第2インピーダンス変換回路50を構成する。なお、複数のコンデンサ36は、電源電圧Vcc2からパワー段トランジスタ13のベースへの直流電流の流入を禁止する直流カットコンデンサとしても機能する。2列のトランジスタ列12のそれぞれに対応して複数のコンデンサ36が配置されている。1つのインダクタ51は、2列のトランジスタ列12で共用される。 The inductor 51 and the plurality of capacitors 36 form the second impedance conversion circuit 50. The plurality of capacitors 36 also function as DC cut capacitors that prohibit the inflow of DC current from the power supply voltage Vcc2 to the base of the power stage transistor 13. A plurality of capacitors 36 are arranged corresponding to each of the two rows of transistor rows 12. One inductor 51 is shared by two rows of transistor rows 12.

図17は、前段増幅回路40、第2インピーダンス変換回路50、及びパワー段増幅回路45の等価回路図である。図17では、2つのパワー段増幅回路45(図5)のうち1つのみを示している。 FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of the front stage amplifier circuit 40, the second impedance conversion circuit 50, and the power stage amplifier circuit 45. FIG. 17 shows only one of the two power stage amplifier circuits 45 (FIG. 5).

前段増幅回路40を構成する前段トランジスタ42のコレクタが前段増幅回路40の信号出力ポートとして機能する。前段トランジスタ42の信号出力ポートにコレクタ配線43が接続されている。前段増幅回路40で増幅された高周波信号が信号出力ポートから出力される。パワー段増幅回路45を構成する複数のパワー段トランジスタ13のベースが信号入力ポートとして機能する。パワー段トランジスタ13の信号入力ポートにベース配線15を介してコンデンサ36が接続されている。第2インピーダンス変換回路50が、前段増幅回路40の信号出力ポートと、複数のパワー段トランジスタ13の信号入力ポートとの間に挿入されている。 The collector of the pre-stage transistor 42 constituting the pre-stage amplifier circuit 40 functions as a signal output port of the pre-stage amplifier circuit 40. The collector wiring 43 is connected to the signal output port of the front transistor 42. The high frequency signal amplified by the amplifier circuit 40 in the previous stage is output from the signal output port. The bases of the plurality of power stage transistors 13 constituting the power stage amplifier circuit 45 function as signal input ports. A capacitor 36 is connected to the signal input port of the power stage transistor 13 via the base wiring 15. The second impedance conversion circuit 50 is inserted between the signal output port of the pre-stage amplifier circuit 40 and the signal input port of the plurality of power stage transistors 13.

複数のパワー段トランジスタ13に対応して設けられた複数のコンデンサ36が、第1実施例による第2インピーダンス変換回路50のコンデンサ52(図5)に相当する。複数のパワー段トランジスタ13のコレクタが、コレクタ配線14を介して第1バンプ21に接続されている。複数のパワー段トランジスタ13のエミッタが、第2バンプ22に接続されている。 The plurality of capacitors 36 provided corresponding to the plurality of power stage transistors 13 correspond to the capacitors 52 (FIG. 5) of the second impedance conversion circuit 50 according to the first embodiment. The collectors of the plurality of power stage transistors 13 are connected to the first bump 21 via the collector wiring 14. The emitters of the plurality of power stage transistors 13 are connected to the second bump 22.

次に、第6実施例の優れた効果について説明する。
第6実施例では、ベース配線15が、パワー段トランジスタ13の信号入力ポートから凸多角形30の内側に向かって延びている。さらに、前段増幅回路40が、平面視において凸多角形30の内部に配置されている。このため、すべてのトランジスタ列12に対して前段増幅回路40の信号出力ポートからパワー段トランジスタ13の信号入力ポートまでの距離を短くすることができる。その結果、前段増幅回路40からパワー段増幅回路45までの、第2インピーダンス変換回路50を含む信号経路での損失を低減させ、電力増幅モジュールの利得を高く保つことができる。
Next, the excellent effect of the sixth embodiment will be described.
In the sixth embodiment, the base wiring 15 extends from the signal input port of the power stage transistor 13 toward the inside of the convex polygon 30. Further, the pre-stage amplifier circuit 40 is arranged inside the convex polygon 30 in a plan view. Therefore, the distance from the signal output port of the pre-stage amplifier circuit 40 to the signal input port of the power stage transistor 13 can be shortened for all the transistor trains 12. As a result, the loss in the signal path including the second impedance conversion circuit 50 from the front stage amplifier circuit 40 to the power stage amplifier circuit 45 can be reduced, and the gain of the power amplification module can be kept high.

また、前段増幅回路40の複数の素子を、狭い領域内に集中して配置することができる。このため、パワー段増幅回路45の複数のトランジスタ列12で、複数の前段トランジスタ42を、容易に共用することができる。さらに、第6実施例では、パワー段増幅回路45の複数のトランジスタ列12で、第2インピーダンス変換回路50のインダクタ51が共用される。このように、前段増幅回路40や、第2インピーダンス変換回路50の一部のリアクタンス素子を複数のトランジスタ列12で共用することにより、半導体チップ10(図2)において、第2インピーダンス変換回路50の一部のリアクタンス素子の専有面積を低減することができる。 Further, a plurality of elements of the pre-stage amplifier circuit 40 can be centrally arranged in a narrow region. Therefore, the plurality of front-stage transistors 42 can be easily shared by the plurality of transistor rows 12 of the power stage amplifier circuit 45. Further, in the sixth embodiment, the inductor 51 of the second impedance conversion circuit 50 is shared by the plurality of transistor rows 12 of the power stage amplifier circuit 45. In this way, by sharing a part of the reactance elements of the pre-stage amplifier circuit 40 and the second impedance conversion circuit 50 with the plurality of transistor trains 12, the second impedance conversion circuit 50 can be used in the semiconductor chip 10 (FIG. 2). The occupied area of some reactance elements can be reduced.

次に、第6実施例の変形例について説明する。第6実施例では、第2インピーダンス変換回路50のインダクタンス素子であるインダクタ51を、2つのトランジスタ列12の間で共用している。その他の構成として、容量素子を2つのトランジスタ列12の間で共用してもよい。また、第6実施例では、インダクタ51として渦巻き状のものを用いたが、必要とされるインダクタンスに応じて、弧状、らせん状(ヘリカル状)のものを用いてもよい。 Next, a modified example of the sixth embodiment will be described. In the sixth embodiment, the inductor 51, which is the inductance element of the second impedance conversion circuit 50, is shared between the two transistor rows 12. As another configuration, the capacitive element may be shared between the two transistor trains 12. Further, in the sixth embodiment, a spiral inductor 51 is used, but an arc-shaped or spiral-shaped inductor may be used depending on the required inductance.

[第7実施例]
次に、図18を参照して第7実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、第6実施例による電力増幅モジュール(図16、図17)と共通の構成については説明を省略する。
[7th Example]
Next, the power amplification module according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module (FIGS. 16 and 17) according to the sixth embodiment will be omitted.

図18は、第7実施例による電力増幅モジュールの半導体チップ10(図2)に設けられた前段増幅回路40及びパワー段増幅回路45(図5)の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。第6実施例では、2列のトランジスタ列12が配置されている。これに対して第7実施例では、第4実施例(図13)の場合と同様に4本のトランジスタ列12が配置されている。4本のトランジスタ列12のそれぞれに対応して、段間信号配線35が配置されている。 FIG. 18 shows the positional relationship of the plurality of components of the front-stage amplifier circuit 40 and the power-stage amplifier circuit 45 (FIG. 5) provided on the semiconductor chip 10 (FIG. 2) of the power amplification module according to the seventh embodiment in a plan view. It is a figure which shows. In the sixth embodiment, two rows of transistor rows 12 are arranged. On the other hand, in the seventh embodiment, four transistor rows 12 are arranged as in the case of the fourth embodiment (FIG. 13). An interstage signal wiring 35 is arranged corresponding to each of the four transistor rows 12.

第7実施例においても、第6実施例の場合と同様に、平面視において凸多角形30の内部に前段増幅回路40及びインダクタ51が配置されている。前段増幅回路40を構成する複数の前段トランジスタ42のコレクタ(信号出力ポート)に接続されたコレクタ配線43が、4本の段間信号配線35に接続されている。平面視において段間信号配線35とベース配線15とが重なる領域に形成されるコンデンサ36がインダクタ51とともに第2インピーダンス変換回路50を構成する。 In the seventh embodiment as well, as in the case of the sixth embodiment, the front stage amplifier circuit 40 and the inductor 51 are arranged inside the convex polygon 30 in a plan view. The collector wiring 43 connected to the collectors (signal output ports) of the plurality of front-stage transistors 42 constituting the front-stage amplifier circuit 40 is connected to the four interstage signal wirings 35. A capacitor 36 formed in a region where the interstage signal wiring 35 and the base wiring 15 overlap in a plan view constitutes the second impedance conversion circuit 50 together with the inductor 51.

次に、第7実施例の優れた効果について説明する。
第7実施例においても第6実施例の場合と同様に、前段増幅回路40からパワー段増幅回路45までの、第2インピーダンス変換回路50を含む信号経路での損失を低減させ、電力増幅モジュールの利得を高く保つことができる。さらに、前段増幅回路40の複数の素子を、狭い領域内に集中して配置することができる。
Next, the excellent effect of the seventh embodiment will be described.
In the seventh embodiment as in the case of the sixth embodiment, the loss in the signal path including the second impedance conversion circuit 50 from the front stage amplifier circuit 40 to the power stage amplifier circuit 45 is reduced, and the power amplification module The gain can be kept high. Further, a plurality of elements of the pre-stage amplifier circuit 40 can be centrally arranged in a narrow region.

[第8実施例]
次に、図19Aから図23Dまでの図面を参照して第8実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、図1から図5までの図面に示した第1実施例による電力増幅モジュールと共通の構成については説明を省略する。
[8th Example]
Next, the power amplification module according to the eighth embodiment will be described with reference to the drawings from FIGS. 19A to 23D. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module according to the first embodiment shown in the drawings of FIGS. 1 to 5 will be omitted.

図19Aは、第8実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。図19Aにおいて、図1と同様に、半導体チップ10(図2)に設けられている導体膜に相対的に濃いハッチングを付し、回路ボード100(図2)に設けられている導体膜に相対的に淡いハッチングを付している。 FIG. 19A is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the eighth embodiment. In FIG. 19A, similarly to FIG. 1, the conductor film provided on the semiconductor chip 10 (FIG. 2) is provided with relatively dark hatching, and is relative to the conductor film provided on the circuit board 100 (FIG. 2). It has a light hatching.

まず、半導体チップ10(図2)について説明する。第8実施例においても、第1実施例(図1)の場合と同様に、2列のトランジスタ列12が長方形である凸多角形30の相互に対向する2本の辺に沿って配置されている。 First, the semiconductor chip 10 (FIG. 2) will be described. In the eighth embodiment as well, as in the case of the first embodiment (FIG. 1), the two rows of transistor rows 12 are arranged along the two opposite sides of the rectangular convex polygon 30. There is.

第8実施例では、2列のトランジスタ列12の各々が、その長さ方向の中央で2つのブロックに区分されている。複数のパワー段トランジスタ13は、いずれかのブロックに属する。2つのブロックのうち一方を第1ブロック12Aと定義し、他方を第2ブロック12Bと定義する。また、第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとが、凸多角形30の周方向に交互に配置されるように、第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとを定義する。2列のトランジスタ列12が相互に平行に配置されている場合には、一方のトランジスタ列12の第1ブロック12Aが、他方のトランジスタ列12の第2ブロック12Bに対向する。 In the eighth embodiment, each of the two rows of transistor rows 12 is divided into two blocks at the center in the length direction thereof. The plurality of power stage transistors 13 belong to any block. One of the two blocks is defined as the first block 12A and the other is defined as the second block 12B. Further, the first block 12A and the second block 12B are defined so that the first block 12A and the second block 12B are alternately arranged in the circumferential direction of the convex polygon 30. When two rows of transistor rows 12 are arranged parallel to each other, the first block 12A of one transistor row 12 faces the second block 12B of the other transistor row 12.

コレクタ配線14、第1バンプ21、及び段間信号配線35が、複数のブロックのそれぞれに対応して配置されている。コレクタ配線14は、対応するブロック内の複数のパワー段トランジスタ13のコレクタ(信号出力ポート)に接続されている。複数の第1バンプ21は、それぞれ対応するコレクタ配線14に接続されている。段間信号配線35は、対応するブロック内の複数のパワー段トランジスタ13のベース(信号入力ポート)からそれぞれ引き出されたベース配線15と重なっている。両者の重なり領域に、コンデンサ36が形成される。 The collector wiring 14, the first bump 21, and the interstage signal wiring 35 are arranged corresponding to each of the plurality of blocks. The collector wiring 14 is connected to collectors (signal output ports) of a plurality of power stage transistors 13 in the corresponding block. The plurality of first bumps 21 are connected to the corresponding collector wiring 14. The interstage signal wiring 35 overlaps with the base wiring 15 drawn from the bases (signal input ports) of the plurality of power stage transistors 13 in the corresponding blocks. A capacitor 36 is formed in the overlapping region of both.

第1ブロック12Aに属するパワー段トランジスタ13の信号入力ポート(以下、第1ブロック12Aの信号入力ポートという場合がある。)に、段間信号配線35、コンデンサ36、及びベース配線15を介して、高周波の入力信号Pin+が入力される。第2ブロック12Bに属するパワー段トランジスタ13の信号入力ポート(以下、第2ブロック12Bの信号入ポートという場合がある。)に、入力信号Pin+とは逆相の入力信号Pin−が入力される。このように、第1ブロック12Aの信号入力ポートと、第2ブロック12Bの信号入力ポートとに、差動信号が入力される。差動信号を発生する回路構成については、後に図20を参照して説明する。 A signal input port of a power stage transistor 13 belonging to the first block 12A (hereinafter, may be referred to as a signal input port of the first block 12A) via an interstage signal wiring 35, a capacitor 36, and a base wiring 15. A high-frequency input signal Pin + is input. An input signal Pin− having a phase opposite to that of the input signal Pin + is input to the signal input port of the power stage transistor 13 belonging to the second block 12B (hereinafter, may be referred to as a signal input port of the second block 12B). In this way, the differential signal is input to the signal input port of the first block 12A and the signal input port of the second block 12B. The circuit configuration for generating the differential signal will be described later with reference to FIG.

同一のトランジスタ列12内の第1ブロック12A及び第2ブロック12Bにそれぞれ対応するコレクタ配線14を、MIM構造のコンデンサ68が相互に接続する。 A capacitor 68 having a MIM structure connects the collector wirings 14 corresponding to the first block 12A and the second block 12B in the same transistor row 12 to each other.

次に、回路ボード100(図2)について説明する。平面視において、4つの第1バンプ21に重なる位置に、それぞれ第1ランド101が配置されている。一方のトランジスタ列12の第2ブロック12Bに対応する第1ランド101と、他方のトランジスタ列12の第1ブロック12Aに対応する第1ランド101とが、第1トランスフォーマ130の1次コイル131によって接続されている。言い換えると、1次コイル131は、複数のトランジスタ列12の各々の第2ブロック12Bに対応する第1ランド101と、凸多角形30の周方向の第1回転方向にトランジスタ列12の数にして1列分移動させた位置のトランジスタ列12の第1ブロック12Aに対応する第1ランド101とを接続している。 Next, the circuit board 100 (FIG. 2) will be described. In a plan view, the first land 101 is arranged at a position overlapping the four first bumps 21. The first land 101 corresponding to the second block 12B of one transistor row 12 and the first land 101 corresponding to the first block 12A of the other transistor row 12 are connected by the primary coil 131 of the first transformer 130. Has been done. In other words, the primary coil 131 has the number of the first land 101 corresponding to the second block 12B of each of the plurality of transistor rows 12 and the number of transistor rows 12 in the first rotation direction in the circumferential direction of the convex polygon 30. It is connected to the first land 101 corresponding to the first block 12A of the transistor row 12 at the position moved by one row.

2本の1次コイル131の各々は、凸多角形30の外側に配置されており、凸多角形30をほぼ半周している。2本の1次コイル131の長さはほぼ等しい。ここで、「ほぼ等しい」とは、後に図21を参照して説明するように、パワー段増幅回路45の差動動作に支障がない程度の長さのばらつきを許容することを意味する。一例として、2本の1次コイルの長さ(電気長ではなく実際の長さ)の差が、両者の長さの平均値の20%以下であれば、「ほぼ等しい」ということができる。1次コイル131は、2本で凸多角形30のほぼ全周を取り囲むように配置されている。 Each of the two primary coils 131 is arranged outside the convex polygon 30 and substantially makes a half circumference around the convex polygon 30. The lengths of the two primary coils 131 are approximately equal. Here, "almost equal" means that, as will be described later with reference to FIG. 21, a variation in length that does not interfere with the differential operation of the power stage amplifier circuit 45 is allowed. As an example, if the difference between the lengths of the two primary coils (actual lengths, not electrical lengths) is 20% or less of the average value of the two lengths, it can be said to be "almost equal". Two primary coils 131 are arranged so as to surround almost the entire circumference of the convex polygon 30.

1次コイル131の各々は、平面視において第1ランド101から凸多角形30の外側に向かって延びる第1部分131Aと、第1部分131Aの先端から凸多角形30の周方向に延びる第2部分131Bとを含む。第1部分131Aの平面視における形状は台形である。第1部分131Aは、台形の下底において第1ランド101に接続されており、上底において第2部分131Bに接続されている。下底が上底より長い。台形の2本の脚のうちトランジスタ列12の中央側に位置する脚と下底とは直交する。 Each of the primary coils 131 has a first portion 131A extending outward from the convex polygon 30 from the first land 101 in a plan view, and a second portion 131A extending outward from the tip of the first portion 131A in the circumferential direction of the convex polygon 30. Includes portion 131B. The shape of the first portion 131A in a plan view is trapezoidal. The first portion 131A is connected to the first land 101 at the lower bottom of the trapezoid and is connected to the second portion 131B at the upper bottom. The lower bottom is longer than the upper bottom. Of the two trapezoidal legs, the leg located on the center side of the transistor row 12 and the lower base are orthogonal to each other.

1次コイル131は、それぞれ長さ方向のほぼ中央において第1電源配線106に接続されている。ここで、「ほぼ中央」とは、後に図21を参照して説明するように、パワー段増幅回路45の差動動作に支障がない程度の位置のばらつきを許容することを意味する。第1電源配線106から、1次コイル131、第1ランド101、第1バンプ21、及びコレクタ配線14を経由して、パワー段トランジスタ13のコレクタに電源電圧Vcc1が印加される。 Each of the primary coils 131 is connected to the first power supply wiring 106 at substantially the center in the length direction. Here, "almost the center" means that, as will be described later with reference to FIG. 21, the position variation to the extent that the differential operation of the power stage amplifier circuit 45 is not hindered is allowed. The power supply voltage Vcc1 is applied to the collector of the power stage transistor 13 from the first power supply wiring 106 via the primary coil 131, the first land 101, the first bump 21, and the collector wiring 14.

平面視において2本の1次コイル131の第2部分131Bに沿うように、第1トランスフォーマ130の2次コイル132が配置されている。2次コイル132は、凸多角形30の周囲をほぼ2周している。2次コイル132の一端は接地されており、他端は、第1補助インピーダンス変換回路135を介して信号出力端子110に接続されている。接地されている端部を始点として2次コイル132の1周目の部分は、1次コイル131の第2部分131Bより内側に配置されており、2周目の部分は、1次コイル131の第2部分131Bより外側に配置されている。この構成により、2次コイル132の1周目の部分と2周目の部分とで、1次コイル131との結合の強さが均等化される。2次コイル132は、回路ボード100(図2)の表層または内層の複数層に分散して配置される。 The secondary coil 132 of the first transformer 130 is arranged along the second portion 131B of the two primary coils 131 in a plan view. The secondary coil 132 makes substantially two orbits around the convex polygon 30. One end of the secondary coil 132 is grounded, and the other end is connected to the signal output terminal 110 via the first auxiliary impedance conversion circuit 135. The first lap portion of the secondary coil 132 is arranged inside the second portion 131B of the primary coil 131, starting from the grounded end, and the second lap portion is the primary coil 131. It is arranged outside the second portion 131B. With this configuration, the strength of coupling with the primary coil 131 is equalized between the first and second laps of the secondary coil 132. The secondary coils 132 are dispersedly arranged in a plurality of layers of the surface layer or the inner layer of the circuit board 100 (FIG. 2).

次に、図19Bを参照して、複数のパワー段トランジスタ13が分類されるグループについて説明する。
図19Bは、トランジスタ列12とグループ70との違いを説明するための模式図である。図19Aを参照して説明したように、2本のトランジスタ列12の各々が第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとに区分されている。一方のトランジスタ列12の第1ブロック12Aのパワー段トランジスタ13と、他方のトランジスタ列12の第2ブロック12Bのパワー段トランジスタ13とが、1つのグループ70に属する。1次コイル131は、同一グループ70内の第1ブロック12Aのパワー段トランジスタ13と、第2ブロック12Bのパワー段トランジスタ13とを接続している。
Next, with reference to FIG. 19B, a group in which a plurality of power stage transistors 13 are classified will be described.
FIG. 19B is a schematic diagram for explaining the difference between the transistor row 12 and the group 70. As described with reference to FIG. 19A, each of the two transistor trains 12 is divided into a first block 12A and a second block 12B. The power stage transistor 13 of the first block 12A of one transistor row 12 and the power stage transistor 13 of the second block 12B of the other transistor row 12 belong to one group 70. The primary coil 131 connects the power stage transistor 13 of the first block 12A and the power stage transistor 13 of the second block 12B in the same group 70.

第1ブロック12A、第2ブロック12Bの各々に属する複数のパワー段トランジスタ13は、コレクタ同士が相互に短絡されている。コレクタ同士が相互に短絡された複数のパワー段トランジスタ13は、同一のグループに属する。さらに、コレクタ同士が相互に短絡されていなくても、共通の1次コイル131を介してコレクタ同士が相互に接続されている複数のパワー段トランジスタ13も、同一のグループに属する。このように、複数のパワー段トランジスタ13は、共通の1次コイル131に接続されているか否かによって、2つのグループ70に区分することができる。 The collectors of the plurality of power stage transistors 13 belonging to each of the first block 12A and the second block 12B are short-circuited with each other. A plurality of power stage transistors 13 in which collectors are short-circuited with each other belong to the same group. Further, a plurality of power stage transistors 13 in which the collectors are connected to each other via a common primary coil 131 even if the collectors are not short-circuited to each other also belong to the same group. In this way, the plurality of power stage transistors 13 can be divided into two groups 70 depending on whether or not they are connected to the common primary coil 131.

図20は、複数のパワー段トランジスタ13に入力される差動信号を生成する回路、及び前段増幅回路40の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。差動信号を生成する回路及び前段増幅回路40は、半導体チップ10(図2)に設けられている。 FIG. 20 is a diagram showing the positional relationship of the components of the pre-stage amplifier circuit 40 and the circuit that generates the differential signals input to the plurality of power stage transistors 13 in a plan view. A circuit for generating a differential signal and a pre-stage amplifier circuit 40 are provided on the semiconductor chip 10 (FIG. 2).

凸多角形30の内部に、前段増幅回路40が配置されている。前段増幅回路40は、第6実施例による電力増幅モジュール(図16)の前段増幅回路40と同様に、相互に並列に接続された2つの前段トランジスタ42で構成される。前段トランジスタ42のベースに接続されたベース配線44が、コンデンサ48を介して信号入力配線47に接続されている。信号入力配線47は、信号入力バンプ49に接続されている。信号入力バンプ49から信号入力配線47、コンデンサ48、ベース配線44を介して前段トランジスタ42のベースに、高周波の入力信号Pinが入力される。 The front stage amplifier circuit 40 is arranged inside the convex polygon 30. The pre-stage amplifier circuit 40 is composed of two pre-stage transistors 42 connected in parallel to each other, similarly to the pre-stage amplifier circuit 40 of the power amplification module (FIG. 16) according to the sixth embodiment. The base wiring 44 connected to the base of the pre-stage transistor 42 is connected to the signal input wiring 47 via the capacitor 48. The signal input wiring 47 is connected to the signal input bump 49. A high-frequency input signal Pin is input from the signal input bump 49 to the base of the pre-stage transistor 42 via the signal input wiring 47, the capacitor 48, and the base wiring 44.

前段トランジスタ42のコレクタ(信号出力ポート)に接続されたコレクタ配線43に、第2トランスフォーマ140の1次コイル141の一端が接続されている。1次コイル141の他端は接地されている。1次コイル141は、前段トランジスタ42を取り囲んでおり、前段トランジスタ42の周囲を2周している。図20において、1次コイル141、コレクタ配線43、信号入力配線47に、相対的に淡いハッチングを付している。 One end of the primary coil 141 of the second transformer 140 is connected to the collector wiring 43 connected to the collector (signal output port) of the front transistor 42. The other end of the primary coil 141 is grounded. The primary coil 141 surrounds the front-stage transistor 42 and makes two rounds around the front-stage transistor 42. In FIG. 20, relatively light hatching is attached to the primary coil 141, the collector wiring 43, and the signal input wiring 47.

2本のトランジスタ列12の第1ブロック12A、第2ブロック12Bに対応して、それぞれ段間信号配線35が配置されている。同一のトランジスタ列12の第1ブロック12A及び第2ブロック12Bに対応する2本の段間信号配線35が、MIM構造のコンデンサ69によって接続されている。 Interstage signal wiring 35 is arranged corresponding to the first block 12A and the second block 12B of the two transistor trains 12, respectively. Two interstage signal wirings 35 corresponding to the first block 12A and the second block 12B of the same transistor row 12 are connected by a capacitor 69 having a MIM structure.

一方のトランジスタ列12の第2ブロック12Bに対応する段間信号配線35と、他方のトランジスタ列12の第1ブロック12Aに対応する段間信号配線35とを、第2トランスフォーマ140の2次コイル142が接続する。2本の2次コイル142の間に前段増幅回路40が配置される。2本の2次コイル142の長さはほぼ等しく、各々の長さ方向のほぼ中央において接地されている。ここで、「ほぼ等しく」、及び「ほぼ中央」とは、後に図21を参照して説明するように、パワー段増幅回路45の差動動作に支障がない程度の長さ及び位置のばらつきを許容することを意味する。2次コイル142の一部分は、1次コイル141に沿うように配置されており、1次コイル141と2次コイル142とが第2トランスフォーマ140を構成している。第2トランスフォーマ140の2次コイル142のうち1次コイル141に沿う部分は、1次コイル141の1周目の部分と2周目の部分との間に配置されている。 The interstage signal wiring 35 corresponding to the second block 12B of one transistor row 12 and the interstage signal wiring 35 corresponding to the first block 12A of the other transistor row 12 are connected to the secondary coil 142 of the second transformer 140. Connects. The pre-stage amplifier circuit 40 is arranged between the two secondary coils 142. The lengths of the two secondary coils 142 are approximately equal and are grounded approximately in the center of each length direction. Here, "almost equal" and "almost center" mean variations in length and position that do not interfere with the differential operation of the power stage amplifier circuit 45, as will be described later with reference to FIG. Means to tolerate. A part of the secondary coil 142 is arranged along the primary coil 141, and the primary coil 141 and the secondary coil 142 form the second transformer 140. The portion of the secondary coil 142 of the second transformer 140 along the primary coil 141 is arranged between the first and second laps of the primary coil 141.

2次コイル142と段間信号配線35との接続箇所は、段間信号配線35の長さ方向に関して、トランジスタ列12の長さ方向の中心側に偏った位置に配置されている。すなわち、2次コイル142と段間信号配線35との接続箇所は、2本の2次コイル142の各々の巻き数が多くなる方向に偏っている。2次コイル142は、段間信号配線35、コンデンサ36、ベース配線15を介して、パワー段トランジスタ13のベース(信号入力ポート)に接続されている。なお、図20では、前段トランジスタ42に電源を供給する回路の記載が省略されている The connection points between the secondary coil 142 and the interstage signal wiring 35 are arranged at positions biased toward the center side in the length direction of the transistor train 12 with respect to the length direction of the interstage signal wiring 35. That is, the connection points between the secondary coil 142 and the interstage signal wiring 35 are biased in the direction in which the number of turns of each of the two secondary coils 142 increases. The secondary coil 142 is connected to the base (signal input port) of the power stage transistor 13 via the interstage signal wiring 35, the capacitor 36, and the base wiring 15. In FIG. 20, the description of the circuit that supplies power to the preceding transistor 42 is omitted.

図21は、第8実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。前段増幅回路40の信号出力ポートと、パワー段増幅回路45の信号入力ポートとが、第2トランスフォーマ140を介して接続されている。前段増幅回路40の信号出力ポートとグランドとの間に1次コイル141が接続されている。1次コイル141に、2本の2次コイル142が結合している。 FIG. 21 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the eighth embodiment. The signal output port of the pre-stage amplifier circuit 40 and the signal input port of the power stage amplifier circuit 45 are connected via the second transformer 140. The primary coil 141 is connected between the signal output port of the pre-stage amplifier circuit 40 and the ground. Two secondary coils 142 are coupled to the primary coil 141.

2次コイル142は、それぞれ一方のトランジスタ列12の第1ブロック12Aの信号入力ポートと、他方のトランジスタ列12の第2ブロック12Bの信号入力ポートとを接続する。2次コイル142の各々は、長さ方向の中央において接地されている。第2トランスフォーマ140により、第1ブロック12Aのパワー段増幅回路45と、第2ブロック12Bのパワー段増幅回路45とに、相互に逆相の高周波信号が入力される。また、2つの第1ブロック12Aのパワー段増幅回路45には、同相の高周波信号が入力され、2つの第2ブロック12Bのパワー段増幅回路45にも、同相の高周波信号が入力される。 The secondary coil 142 connects the signal input port of the first block 12A of one transistor row 12 and the signal input port of the second block 12B of the other transistor row 12, respectively. Each of the secondary coils 142 is grounded at the center in the longitudinal direction. The second transformer 140 inputs high-frequency signals of opposite phases to the power stage amplifier circuit 45 of the first block 12A and the power stage amplifier circuit 45 of the second block 12B. Further, in-phase high-frequency signals are input to the power stage amplifier circuits 45 of the two first blocks 12A, and in-phase high-frequency signals are also input to the power stage amplifier circuits 45 of the two second blocks 12B.

第2トランスフォーマ140は、第1実施例による電力増幅モジュール(図5)の第2インピーダンス変換回路50と同様に、前段増幅回路40の出力インピーダンスをパワー段増幅回路45の入力インピーダンスに整合させる機能を持つ。例えば、ほぼ2巻きの1次コイル141と、ほぼ1/2巻きの2次コイル142との巻き数比は、約4:1である。1次コイル141と、2次コイル142との巻き数の比に応じて、前段増幅回路40の出力インピーダンスが約1/16倍に変換される。さらに、パワー段増幅回路45が差動動作になることにより、さらに出力インピーダンスが1/4倍に変換される。結果として、前段増幅回路40の出力インピーダンスが約1/64倍に変換される。 The second transformer 140 has a function of matching the output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 with the input impedance of the power stage amplifier circuit 45, similarly to the second impedance conversion circuit 50 of the power amplification module (FIG. 5) according to the first embodiment. Have. For example, the turns ratio of the primary coil 141 having approximately two turns to the secondary coil 142 having approximately 1/2 turns is approximately 4: 1. The output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to about 1/16 times according to the ratio of the number of turns of the primary coil 141 and the secondary coil 142. Further, the output impedance is further converted to 1/4 times by the differential operation of the power stage amplifier circuit 45. As a result, the output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to about 1/64 times.

さらに、第2トランスフォーマ140は、前段増幅回路40から出力された高周波信号を差動信号に変換して、パワー段増幅回路45に入力させる機能を持つ。1つの前段増幅回路40と、1つの第2トランスフォーマ140とが、2列のトランジスタ列12で共用されている。パワー段増幅回路45の信号入力ポート及び信号出力ポートに接続されたコンデンサ68、69は、高周波動作の安定化を図るために設けられている。 Further, the second transformer 140 has a function of converting the high frequency signal output from the front stage amplifier circuit 40 into a differential signal and inputting it to the power stage amplifier circuit 45. One front-stage amplifier circuit 40 and one second transformer 140 are shared by two rows of transistor rows 12. Capacitors 68 and 69 connected to the signal input port and the signal output port of the power stage amplifier circuit 45 are provided for stabilizing high frequency operation.

一方のトランジスタ列12の第1ブロック12Aの信号出力ポートと、他方のトランジスタ列12の第2ブロック12Bの信号出力ポートとが、第1トランスフォーマ130の1次コイル131で接続されている。1次コイル131が、第1トランスフォーマ130の2次コイル132に結合している。1次コイル131の長さ方向の中央の位置に、電源電圧Vcc1が印加される。1次コイル131は、長さ方向の中央において交流的には接地される。 The signal output port of the first block 12A of one transistor row 12 and the signal output port of the second block 12B of the other transistor row 12 are connected by the primary coil 131 of the first transformer 130. The primary coil 131 is coupled to the secondary coil 132 of the first transformer 130. The power supply voltage Vcc1 is applied to the central position in the length direction of the primary coil 131. The primary coil 131 is AC grounded at the center in the length direction.

第1トランスフォーマ130は、パワー段増幅回路45の出力インピーダンスを高インピーダンスに変換する機能を持つとともに、複数のパワー段増幅回路45から出力された高周波信号の電力を合成する機能を持つ。第1トランスフォーマ130の2次コイル132に誘起された高周波信号が、第1補助インピーダンス変換回路135を経由して信号出力端子110から出力される。第1トランスフォーマ130及び第1補助インピーダンス変換回路135が、第1実施例による電力増幅モジュール(図5)の第1インピーダンス変換回路120と同様の機能を持つ。これにより、電力増幅モジュールの出力インピーダンスを、信号出力端子110に接続されるアンテナ等の負荷の入力インピーダンスに整合させることができる。なお、第1トランスフォーマ130のみで十分なインピーダンス整合が取れる場合には、第1補助インピーダンス変換回路135は不要である。 The first transformer 130 has a function of converting the output impedance of the power stage amplifier circuit 45 into a high impedance, and also has a function of synthesizing the power of high frequency signals output from the plurality of power stage amplifier circuits 45. The high frequency signal induced in the secondary coil 132 of the first transformer 130 is output from the signal output terminal 110 via the first auxiliary impedance conversion circuit 135. The first transformer 130 and the first auxiliary impedance conversion circuit 135 have the same functions as the first impedance conversion circuit 120 of the power amplification module (FIG. 5) according to the first embodiment. As a result, the output impedance of the power amplification module can be matched with the input impedance of a load such as an antenna connected to the signal output terminal 110. If sufficient impedance matching can be obtained with only the first transformer 130, the first auxiliary impedance conversion circuit 135 is unnecessary.

次に、第8実施例の優れた効果について説明する。
一方のトランジスタ列12の第1ブロック12Aに属する複数のパワー段トランジスタ13と、他方のトランジスタ列12の第2ブロック12Bに属する複数のパワー段トランジスタ13とが同一のグループ70に属するように、複数のパワー段トランジスタ13が2つのグループ70にグループ分けされている。このとき、第1トランスフォーマ130の2本の1次コイル131は、2つのグループ70のそれぞれに対応して配置された個別リアクタンス素子と考えることができる。複数のパワー段トランジスタ13のグループ70ごとに、第1トランスフォーマ130の個別リアクタンス素子が配置されるため、複数のパワー段トランジスタ13のすべてに1つのリアクタンス素子を接続する場合と比べて、個別リアクタンス素子をパワー段トランジスタ13の信号出力ポートに近付けて配置することが可能である。
Next, the excellent effect of the eighth embodiment will be described.
A plurality of power stage transistors 13 belonging to the first block 12A of one transistor row 12 and a plurality of power stage transistors 13 belonging to the second block 12B of the other transistor row 12 belong to the same group 70. The power stage transistor 13 of the above is grouped into two groups 70. At this time, the two primary coils 131 of the first transformer 130 can be considered as individual reactance elements arranged corresponding to each of the two groups 70. Since the individual reactance elements of the first transformer 130 are arranged for each group 70 of the plurality of power stage transistors 13, the individual reactance elements are compared with the case where one reactance element is connected to all of the plurality of power stage transistors 13. Can be arranged close to the signal output port of the power stage transistor 13.

例えば、第8実施例では、4個の第1ランド101が、それぞれ2列のトランジスタ列12の第1ブロック12A及び第2ブロック12Bに対応して配置されており、第1ランド101のそれぞれが、第1トランスフォーマ130の1次コイル131に接続される。このため、トランジスタ列12の配置に依存することなく、パワー段トランジスタ13の信号出力ポートから第1トランスフォーマ130の入力端までの信号経路長を短くすることができる。このため、第1実施例の場合と同様に、複数のパワー段トランジスタ13の信号出力ポートから信号出力端子110までの信号経路で発生する損失を抑制し、高出力化を図ることが可能である。 For example, in the eighth embodiment, four first lands 101 are arranged corresponding to the first block 12A and the second block 12B of the two rows of transistor rows 12, respectively, and each of the first lands 101 is arranged. , Connected to the primary coil 131 of the first transformer 130. Therefore, the signal path length from the signal output port of the power stage transistor 13 to the input end of the first transformer 130 can be shortened without depending on the arrangement of the transistor trains 12. Therefore, as in the case of the first embodiment, it is possible to suppress the loss generated in the signal path from the signal output port of the plurality of power stage transistors 13 to the signal output terminal 110 and to increase the output. ..

また、第8実施例では、第2トランスフォーマ140の1次コイル141と2次コイル142との巻き数比を変化させることにより、インピーダンス変換比を変化させることができる。これにより、前段増幅回路40とパワー段増幅回路45との段間のインピーダンス整合を、より理想の状態に近づけることが可能になる。その結果、電力増幅モジュールのゲインを高めることが可能になる。さらに、第8実施例においても第1実施例(図1から図5までの図面)と同様に、複数のパワー段トランジスタ13の信号出力ポートから信号出力端子110までの信号経路で発生する損失を抑制し、高出力化を図ることが可能である。さらに、複数のパワー段トランジスタ13の間の動作のばらつきが小さくなるという優れた効果、寄生抵抗及び寄生インダクタンスの低減に有利であるという優れた効果、放熱効果を高めることができるという優れた効果が得られる。 Further, in the eighth embodiment, the impedance conversion ratio can be changed by changing the turns ratio between the primary coil 141 and the secondary coil 142 of the second transformer 140. This makes it possible to bring the impedance matching between the pre-stage amplifier circuit 40 and the power stage amplifier circuit 45 closer to the ideal state. As a result, it becomes possible to increase the gain of the power amplification module. Further, in the eighth embodiment as well as in the first embodiment (drawings of FIGS. 1 to 5), the loss generated in the signal path from the signal output port of the plurality of power stage transistors 13 to the signal output terminal 110 is generated. It is possible to suppress and increase the output. Further, there are an excellent effect that the variation in operation among the plurality of power stage transistors 13 is reduced, an excellent effect that it is advantageous in reducing the parasitic resistance and the parasitic inductance, and an excellent effect that the heat dissipation effect can be enhanced. can get.

次に、図22を参照して、第2トランスフォーマ140の1次コイル141と2次コイル142との巻き数比が第8実施例の場合と異なる変形例について説明する。 Next, with reference to FIG. 22, a modified example in which the turns ratio between the primary coil 141 and the secondary coil 142 of the second transformer 140 is different from that in the eighth embodiment will be described.

図22は、本変形例による電力増幅モジュールの複数のパワー段トランジスタ13に入力される差動信号を生成する回路、及び前段増幅回路40の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。図22では、コンデンサ69(図20)の記載を省略している。 FIG. 22 is a diagram showing a circuit for generating differential signals input to a plurality of power stage transistors 13 of the power amplification module according to the present modification, and a positional relationship of the components of the pre-stage amplifier circuit 40 in a plan view. In FIG. 22, the description of the capacitor 69 (FIG. 20) is omitted.

第8実施例では、2次コイル142の各々が、相互に異なるトランジスタ列12の第1ブロック12Aの信号入力ポートと第2ブロック12Bの信号入力ポートとを接続している。これに対して本変形例では、2次コイル142の各々が、同一のトランジスタ列12の第1ブロック12Aの信号入力ポートと第2ブロック12Bの信号入力ポートとを接続している。2次コイル142の接続構成の違いにより、本変形例では、2次コイル142の各々が前段増幅回路40の周囲をほぼ1周している。2次コイル142の各々は、第8実施例の場合と同様に、長さ方向の中央において接地されている。 In the eighth embodiment, each of the secondary coils 142 connects the signal input port of the first block 12A and the signal input port of the second block 12B of the transistor train 12 which are different from each other. On the other hand, in this modification, each of the secondary coils 142 connects the signal input port of the first block 12A and the signal input port of the second block 12B of the same transistor row 12. Due to the difference in the connection configuration of the secondary coil 142, in this modified example, each of the secondary coils 142 goes around the pre-stage amplifier circuit 40 approximately once. Each of the secondary coils 142 is grounded at the center in the length direction as in the case of the eighth embodiment.

また、第8実施例では、第2インピーダンス変換回路50の1次コイル141の巻き数が約2巻きであるが、本変形例では1巻きである。このため、本変形例では第2トランスフォーマ140の1次コイル141と2次コイル142との巻き数比は約1:1である。従って、巻き数比に応じたインピーダンス変換は行われない。パワー段増幅回路45が差動動作することによって、前段増幅回路40の出力インピーダンスが1/4倍に変換される。このため、全体として、前段増幅回路40の出力インピーダンスが1/4倍に変換されることになる。 Further, in the eighth embodiment, the number of turns of the primary coil 141 of the second impedance conversion circuit 50 is about two turns, but in this modified example, it is one turn. Therefore, in this modification, the turns ratio between the primary coil 141 and the secondary coil 142 of the second transformer 140 is about 1: 1. Therefore, impedance conversion according to the turns ratio is not performed. By the differential operation of the power stage amplifier circuit 45, the output impedance of the front stage amplifier circuit 40 is converted to 1/4 times. Therefore, as a whole, the output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to 1/4 times.

第8実施例、または本変形例のように、必要とされるインピーダンス変換比に応じて、第2トランスフォーマ140の1次コイル141と2次コイル142との巻き数比を設定すればよい。 As in the eighth embodiment or the present modification, the turns ratio between the primary coil 141 and the secondary coil 142 of the second transformer 140 may be set according to the required impedance conversion ratio.

次に、図23Aから図23Dまでの図面を参照して、1次コイル131の第1部分131A(図19A)の形状に基づく優れた効果について説明する。 Next, the excellent effect based on the shape of the first portion 131A (FIG. 19A) of the primary coil 131 will be described with reference to the drawings from FIGS. 23A to 23D.

図23Aは、第8実施例による電力増幅モジュールの1次コイル131の平面視における形状を示す図である。平面視において、2本のトランジスタ列12、4個の第1バンプ21、及び4個の第1ランド101が配置された領域が、2本の1次コイル131で取り囲まれている。2本の1次コイル131の各々は、平面視において凸多角形30を挟んで対向する2つの第1ランド101同士を接続している。 FIG. 23A is a diagram showing the shape of the primary coil 131 of the power amplification module according to the eighth embodiment in a plan view. In a plan view, a region in which two transistor rows 12, four first bumps 21, and four first lands 101 are arranged is surrounded by two primary coils 131. Each of the two primary coils 131 connects two first lands 101 facing each other with the convex polygon 30 in between in a plan view.

1次コイル131の第1部分131Aは、その一端において第1ランド101に接続されており、トランジスタ列12から遠ざかる方向(凸多角形30の外側に向かう方向)に延びている。第2部分131Bが、第1部分131Aの先端から、トランジスタ列12の長さ方向と平行な方向(凸多角形30の周方向)の片側に向かって延びている。 The first portion 131A of the primary coil 131 is connected to the first land 101 at one end thereof, and extends in a direction away from the transistor row 12 (a direction toward the outside of the convex polygon 30). The second portion 131B extends from the tip of the first portion 131A toward one side in a direction parallel to the length direction of the transistor row 12 (circumferential direction of the convex polygon 30).

図19Aを参照して説明したように、第1部分131Aの平面視における形状は台形である。第1部分131Aは、台形の下底において第1ランド101に接続されており、上底において第2部分131Bに接続されている。下底が上底より長い。台形の2本の脚のうちトランジスタ列12の中央側に位置する脚と下底とは直交する。すなわち、第1部分131Aは、第1ランド101から第1部分131Aの先端に向かって、第2部分131Bの長さが長くなる方向に偏在する。 As described with reference to FIG. 19A, the shape of the first portion 131A in a plan view is trapezoidal. The first portion 131A is connected to the first land 101 at the lower bottom of the trapezoid and is connected to the second portion 131B at the upper bottom. The lower bottom is longer than the upper bottom. Of the two trapezoidal legs, the leg located on the center side of the transistor row 12 and the lower base are orthogonal to each other. That is, the first portion 131A is unevenly distributed from the first land 101 toward the tip of the first portion 131A in the direction in which the length of the second portion 131B becomes longer.

図23B、図23C、及び図23Dは、それぞれ比較例による第1部分131Aの平面視における形状を示す図である。図23Bに示した比較例では、第1部分131Aが第8実施例による第1部分131Aと比べて、長さ方向の全域で細くなっている。このため、第1部分131Aの寄生抵抗及び寄生インダクタンスが大きくなる。 23B, 23C, and 23D are diagrams showing the shapes of the first portion 131A in a plan view according to a comparative example, respectively. In the comparative example shown in FIG. 23B, the first portion 131A is thinner in the entire length direction as compared with the first portion 131A according to the eighth embodiment. Therefore, the parasitic resistance and the parasitic inductance of the first portion 131A become large.

図23Cに示した比較例では、図23Bに示した比較例の場合に比べて第1部分13Aが短くなっている。この場合には、第1部分131A自体の寄生抵抗や寄生インダクタンスは低減されるが、第1ランド101と第2部分131Bの端部とが近づくことになる。その結果、両者の間の磁気結合が大きくなる。第2部分131Bのうち第1ランド101と磁気結合した部分が第1トランスフォーマ130の1次コイルとして機能しなくなり、第1トランスフォーマ130の性能が低下してしまう。 In the comparative example shown in FIG. 23C, the first portion 13A is shorter than in the case of the comparative example shown in FIG. 23B. In this case, the parasitic resistance and the parasitic inductance of the first portion 131A itself are reduced, but the ends of the first land 101 and the second portion 131B come closer to each other. As a result, the magnetic coupling between the two becomes large. Of the second portion 131B, the portion magnetically coupled to the first land 101 does not function as the primary coil of the first transformer 130, and the performance of the first transformer 130 deteriorates.

図23Dに示した比較例では、図23Bに示した比較例の場合と比べて第1部分131Aが太くなっている。この場合、第2部分131Bのうち第1部分131Aに接続されている部分が第1トランスフォーマ130の1次コイルとして機能しなくなり、第1トランスフォーマ130の性能が低下してしまう。 In the comparative example shown in FIG. 23D, the first portion 131A is thicker than in the case of the comparative example shown in FIG. 23B. In this case, the portion of the second portion 131B connected to the first portion 131A does not function as the primary coil of the first transformer 130, and the performance of the first transformer 130 deteriorates.

第8実施例では、図23Bの比較例と比べて、第1部分131Aの平均の幅が広い。このため、第1部分131Aの寄生抵抗や寄生インダクタンス増大を抑制することができる。また、第8実施例では、図23Cの比較例と比べて、第2部分131Bの端部を第1ランド101から遠ざけている。このため、第1ランド101と第2部分131Bとの間の磁気結合の増大が抑制される。また、第8実施例では、第1部分131Aの平面視における形状に相当する台形の上底が下底より短い。このため、第2部分131Bのうち第1トランスフォーマ130の1次コイルとして機能しなくなる部分の拡大が抑制される。第8実施例では、これらの効果により電力増幅モジュールの出力の低下を抑制することができる。 In the eighth embodiment, the average width of the first portion 131A is wider than that of the comparative example of FIG. 23B. Therefore, it is possible to suppress an increase in the parasitic resistance and the parasitic inductance of the first portion 131A. Further, in the eighth embodiment, the end portion of the second portion 131B is moved away from the first land 101 as compared with the comparative example of FIG. 23C. Therefore, the increase of the magnetic coupling between the first land 101 and the second portion 131B is suppressed. Further, in the eighth embodiment, the upper base of the trapezoid corresponding to the shape of the first portion 131A in a plan view is shorter than the lower base. Therefore, the expansion of the portion of the second portion 131B that does not function as the primary coil of the first transformer 130 is suppressed. In the eighth embodiment, it is possible to suppress a decrease in the output of the power amplification module due to these effects.

1次コイル131の第1部分131Aの平面視における形状は、台形に限られない。例えば、第1部分131Aの幅が、第1ランド101から第1部分131Aの先端に向かって狭くなる形状とすることが好ましい。ここで、第1部分131Aの幅方向を、その第1部分131Aに対応するトランジスタ列12の長さ方向に平行な方向と定義する。また、トランジスタ列12の長さ方向に直交する方向を基準として、第1部分131Aの幅方向の中心点を連ねる線133を、第2部分131Bが長くなる向きに傾斜させることが好ましい。 The shape of the first portion 131A of the primary coil 131 in a plan view is not limited to the trapezoidal shape. For example, it is preferable that the width of the first portion 131A is narrowed from the first land 101 toward the tip of the first portion 131A. Here, the width direction of the first portion 131A is defined as a direction parallel to the length direction of the transistor train 12 corresponding to the first portion 131A. Further, it is preferable that the line 133 connecting the center points in the width direction of the first portion 131A is inclined in the direction in which the second portion 131B becomes longer, with reference to the direction orthogonal to the length direction of the transistor row 12.

[第9実施例]
次に、図24、図25、及び図26参照して、第9実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、第8実施例による電力増幅モジュール(図19A、図20、図21)と共通の構成については説明を省略する。
[9th Example]
Next, the power amplification module according to the ninth embodiment will be described with reference to FIGS. 24, 25, and 26. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module (FIGS. 19A, 20 and 21) according to the eighth embodiment will be omitted.

図24は、第9実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。図24において、図19Aと同様に、半導体チップ10(図2)に設けられている導体膜に相対的に濃いハッチングを付し、回路ボード100(図2)に設けられている導体膜に相対的に淡いハッチングを付している。 FIG. 24 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the ninth embodiment. In FIG. 24, similarly to FIG. 19A, the conductor film provided on the semiconductor chip 10 (FIG. 2) is provided with relatively dark hatching, and is relative to the conductor film provided on the circuit board 100 (FIG. 2). It has a light hatching.

第8実施例(図19A)では2列のトランジスタ列12が配置されているが、第9実施例では、正方形である凸多角形30の4本の辺に沿って、それぞれトランジスタ列12が配置されている。トランジスタ列12の各々は、第8実施例の場合と同様に、トランジスタ列12の長さ方向の中央で第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとに区分されている。平面視において凸多角形30の周方向に第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとが交互に配置されている。 In the eighth embodiment (FIG. 19A), two rows of transistor rows 12 are arranged, but in the ninth embodiment, the transistor rows 12 are arranged along the four sides of the square convex polygon 30. Has been done. Each of the transistor rows 12 is divided into a first block 12A and a second block 12B at the center in the length direction of the transistor rows 12 as in the case of the eighth embodiment. In a plan view, the first block 12A and the second block 12B are alternately arranged in the circumferential direction of the convex polygon 30.

第8実施例(図19A)の場合と同様に、半導体チップ10(図2)上のコレクタ配線14、第1バンプ21、段間信号配線35、及び回路ボード100(図2)上の第1ランド101が、トランジスタ列12の第1ブロック12A及び第2ブロック12Bのそれぞれに対応して配置されている。同一のトランジスタ列12の第1ブロック12Aに対応するコレクタ配線14と第2ブロック12Bに対応するコレクタ配線14とを、MIM構造のコンデンサ68が接続している。コンデンサ68は、高周波動作の安定化のために設けられている。 Similar to the case of the eighth embodiment (FIG. 19A), the collector wiring 14 on the semiconductor chip 10 (FIG. 2), the first bump 21, the interstage signal wiring 35, and the first on the circuit board 100 (FIG. 2). Lands 101 are arranged corresponding to the first block 12A and the second block 12B of the transistor row 12. A capacitor 68 having a MIM structure connects the collector wiring 14 corresponding to the first block 12A of the same transistor row 12 and the collector wiring 14 corresponding to the second block 12B. The capacitor 68 is provided for stabilizing high frequency operation.

凸多角形30の周方向に隣り合い、異なるトランジスタ列12に属する第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとにそれぞれ対応する第1ランド101が、第1トランスフォーマ130の1次コイル131によって接続されている。1次コイル131の各々は、第8実施例(図19A)の場合と同様に、2つの第1部分131Aと、2つの第1部分131Aを接続する第2部分131Bとで構成されている。4本の1次コイル131の長さは同一であり、長さ方向の中央において第1電源配線106に接続されている。 The first land 101, which is adjacent to the convex polygon 30 in the circumferential direction and corresponds to the first block 12A and the second block 12B belonging to different transistor rows 12, is connected by the primary coil 131 of the first transformer 130. There is. Each of the primary coils 131 is composed of two first portions 131A and a second portion 131B connecting the two first portions 131A, as in the case of the eighth embodiment (FIG. 19A). The four primary coils 131 have the same length and are connected to the first power supply wiring 106 at the center in the length direction.

第8実施例では、1次コイル131(図19A)の各々が、凸多角形30の周囲をほぼ半周しているが、第9実施例では、1次コイル131の各々が、凸多角形30の周囲をほぼ1/4周している。1次コイル131が、4本で凸多角形30の周囲をほぼ一周する。 In the eighth embodiment, each of the primary coils 131 (FIG. 19A) makes a substantially half circumference around the convex polygon 30, but in the ninth embodiment, each of the primary coils 131 is a convex polygon 30. It makes almost 1/4 lap around. Four primary coils 131 make a substantially circle around the convex polygon 30.

第8実施例では、第1トランスフォーマ130の2次コイル132(図19A)が凸多角形30の周囲をほぼ2周しているが、第9実施例では、第1トランスフォーマ130の2次コイル132が凸多角形30の周囲をほぼ1周している。 In the eighth embodiment, the secondary coil 132 (FIG. 19A) of the first transformer 130 makes substantially two orbits around the convex polygon 30, but in the ninth embodiment, the secondary coil 132 of the first transformer 130 Makes almost one round around the convex polygon 30.

第1ブロック12Aの信号入力ポートに、高周波の入力信号Pin+が入力される。第2ブロック12Bの信号入力ポートに、入力信号Pin+とは逆相の入力信号Pin−が入力される。 A high-frequency input signal Pin + is input to the signal input port of the first block 12A. An input signal Pin− having a phase opposite to that of the input signal Pin + is input to the signal input port of the second block 12B.

図25は、複数のパワー段トランジスタ13に入力される差動信号を生成する回路、及び前段増幅回路40の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。差動信号を生成する回路及び前段増幅回路40は、半導体チップ10(図2)に設けられている。前段増幅回路40が、平面視において凸多角形30の内部に配置されている。 FIG. 25 is a diagram showing the positional relationship in a plan view of the circuit that generates the differential signals input to the plurality of power stage transistors 13 and the components of the pre-stage amplifier circuit 40. A circuit for generating a differential signal and a pre-stage amplifier circuit 40 are provided on the semiconductor chip 10 (FIG. 2). The pre-stage amplifier circuit 40 is arranged inside the convex polygon 30 in a plan view.

凸多角形30の周方向に隣り合い、異なるトランジスタ列12に属する第1ブロック12Aの信号入力ポートと第2ブロック12Bの信号入力ポートとが、2次コイル142によって接続されている。第8実施例では、2本の2次コイル142(図20)の各々が、前段増幅回路40の周囲を約半周しているが、第9実施例では、4本の2次コイル142の各々が、前段増幅回路40の周囲を約1/4周している。4本の2次コイル142の長さは等しく、長さ方向の中央において接地されている。 The signal input port of the first block 12A and the signal input port of the second block 12B, which are adjacent to each other in the circumferential direction of the convex polygon 30 and belong to different transistor rows 12, are connected by a secondary coil 142. In the eighth embodiment, each of the two secondary coils 142 (FIG. 20) makes about half a circumference around the front amplifier circuit 40, but in the ninth embodiment, each of the four secondary coils 142. However, it orbits about 1/4 around the pre-stage amplifier circuit 40. The four secondary coils 142 have the same length and are grounded at the center in the length direction.

同一のトランジスタ列12の第1ブロック12A及び第2ブロック12Bにそれぞれ対応する段間信号配線35が、MIM構造のコンデンサ69によって接続されている。コンデンサ69は、高周波動作を安定化させる機能を持つ。 The interstage signal wiring 35 corresponding to the first block 12A and the second block 12B of the same transistor row 12 is connected by a capacitor 69 having a MIM structure. The capacitor 69 has a function of stabilizing high frequency operation.

第8実施例では、前段増幅回路40(図20)が2個の前段トランジスタ42で構成されているが、第9実施例では、前段増幅回路40が、相互に並列に接続された4個の前段トランジスタ42で構成されている。4個の前段トランジスタ42のベースに、信号入力配線47がコンデンサ48を介して接続されている。前段トランジスタ42のコレクタ(信号出力ポート)に接続された第2トランスフォーマ140の1次コイル141が、前段増幅回路40の周囲を2周している。図25において、1次コイル141及び信号入力配線47に、相対的に淡いハッチングを付している。 In the eighth embodiment, the front-stage amplifier circuit 40 (FIG. 20) is composed of two front-stage transistors 42, but in the ninth embodiment, the front-stage amplifier circuits 40 are connected to each other in parallel with four. It is composed of a front-stage transistor 42. A signal input wiring 47 is connected to the base of the four front-stage transistors 42 via a capacitor 48. The primary coil 141 of the second transformer 140 connected to the collector (signal output port) of the pre-stage transistor 42 makes two rounds around the pre-stage amplifier circuit 40. In FIG. 25, the primary coil 141 and the signal input wiring 47 are provided with relatively light hatching.

図26は、第9実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。1次コイル141と4本の2次コイル142とで、第2トランスフォーマ140が構成される。第2トランスフォーマ140は、前段増幅回路40の出力インピーダンスを変換し、パワー段増幅回路45の入力インピーダンスに整合させるインピーダンス整合回路の機能を持つ。さらに、第2トランスフォーマ140は、第1ブロック12Aに対応するパワー段増幅回路45と、第2ブロック12Bに対応するパワー段増幅回路45とに、相互に逆相の高周波信号を供給する差動信号発生回路として機能する。 FIG. 26 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the ninth embodiment. A second transformer 140 is composed of a primary coil 141 and four secondary coils 142. The second transformer 140 has a function of an impedance matching circuit that converts the output impedance of the front stage amplifier circuit 40 and matches it with the input impedance of the power stage amplifier circuit 45. Further, the second transformer 140 is a differential signal that supplies high frequency signals of opposite phases to the power stage amplifier circuit 45 corresponding to the first block 12A and the power stage amplifier circuit 45 corresponding to the second block 12B. Functions as a generator circuit.

第9実施例においては、第2トランスフォーマ140のほぼ2巻きの1次コイル141と、各々が約1/4巻きの2次コイル142との巻き数比は、約8:1である。この巻き数の比により、前段増幅回路40の出力インピーダンスが約1/64倍に変換される。さらに、パワー段増幅回路45が差動動作になることにより、出力インピーダンスがさらに1/4倍に変換される。結果として、前段増幅回路40の出力インピーダンスが約1/256倍に変換される。 In the ninth embodiment, the turns ratio of the primary coil 141 having approximately two turns of the second transformer 140 to the secondary coil 142 having about 1/4 turn each is about 8: 1. The output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to about 1/64 times by this ratio of the number of turns. Further, the output impedance is further converted to 1/4 times by the differential operation of the power stage amplifier circuit 45. As a result, the output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to about 1/256 times.

4本の1次コイル131と2次コイル132とで第1トランスフォーマ130が構成される。第1トランスフォーマ130及び第1補助インピーダンス変換回路135が、パワー段増幅回路45の出力インピーダンスを高インピーダンスに変換するインピーダンス変換回路として機能する。これにより、パワー段増幅回路45の出力インピーダンスを、アンテナ等の負荷の入力インピーダンスに整合させることができる。なお、第1トランスフォーマ130のみで十分なインピーダンス整合を図ることができる場合には、第1補助インピーダンス変換回路135は省略してもよい。さらに、第1トランスフォーマ130は、8個のパワー段増幅回路45から出力された高周波信号の電力を合成する機能を持つ。 The first transformer 130 is composed of four primary coils 131 and a secondary coil 132. The first transformer 130 and the first auxiliary impedance conversion circuit 135 function as an impedance conversion circuit that converts the output impedance of the power stage amplifier circuit 45 into a high impedance. As a result, the output impedance of the power stage amplifier circuit 45 can be matched with the input impedance of a load such as an antenna. If sufficient impedance matching can be achieved with only the first transformer 130, the first auxiliary impedance conversion circuit 135 may be omitted. Further, the first transformer 130 has a function of synthesizing the power of the high frequency signal output from the eight power stage amplifier circuits 45.

第9実施例においても、第8実施例の場合と同様に、複数のグループにグループ分けされた複数のパワー段トランジスタ13のグループごとに、第1トランスフォーマ130の1次コイル131が配置されている。1次コイル131を、複数のグループのそれぞれに対応して配置された第1トランスフォーマ130の個別リアクタンス素子と考えることができる。 In the ninth embodiment as well, as in the case of the eighth embodiment, the primary coil 131 of the first transformer 130 is arranged for each group of the plurality of power stage transistors 13 grouped into a plurality of groups. .. The primary coil 131 can be considered as an individual reactance element of the first transformer 130 arranged corresponding to each of the plurality of groups.

次に、第9実施例の優れた効果について説明する。
第9実施例においても、第8実施例(図19A、図20、図21)の場合と同様に、複数のパワー段トランジスタ13の信号出力ポートから信号出力端子110までの信号経路で発生する損失を抑制し、高出力化を図ることが可能である。さらに、第9実施例では、トランジスタ列12が4列配置されているため、第8実施例の場合と比べてパワー段トランジスタ13の数を増やし、より高出力化を図ることが可能である。
Next, the excellent effect of the ninth embodiment will be described.
In the ninth embodiment as well, as in the case of the eighth embodiment (FIGS. 19A, 20 and 21), the loss generated in the signal path from the signal output port of the plurality of power stage transistors 13 to the signal output terminal 110 It is possible to suppress the above and increase the output. Further, in the ninth embodiment, since the transistor rows 12 are arranged in four rows, the number of power stage transistors 13 can be increased as compared with the case of the eighth embodiment, and higher output can be achieved.

また、第9実施例では、第2トランスフォーマ140の1次コイル141と2次コイル142との巻き数比を変化させることにより、インピーダンス変換比を変化させることができる。これにより、前段増幅回路40とパワー段増幅回路45との段間のインピーダンス整合を、より理想の状態に近づけることが可能になる。その結果、電力増幅モジュールのゲインを高めることが可能になる。 Further, in the ninth embodiment, the impedance conversion ratio can be changed by changing the turns ratio between the primary coil 141 and the secondary coil 142 of the second transformer 140. This makes it possible to bring the impedance matching between the pre-stage amplifier circuit 40 and the power stage amplifier circuit 45 closer to the ideal state. As a result, it becomes possible to increase the gain of the power amplification module.

次に、図27及び図28を参照して、第2トランスフォーマ140の1次コイル141と2次コイル142との巻き数比が第9実施例の場合と異なる変形例について説明する。図27及び図28において、1次コイル141に相対的に淡いハッチングを付し、2次コイル142に相対的に濃いハッチングを付している。 Next, with reference to FIGS. 27 and 28, a modified example in which the turns ratio between the primary coil 141 and the secondary coil 142 of the second transformer 140 is different from that in the ninth embodiment will be described. In FIGS. 27 and 28, the primary coil 141 is provided with relatively light hatching, and the secondary coil 142 is provided with relatively dark hatching.

図27は、第2トランスフォーマ140の巻き数比を約2:1にした変形例による電力増幅モジュールの第2トランスフォーマ140の複数のパワー段トランジスタ13、第2トランスフォーマ140、及び前段増幅回路40の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。 FIG. 27 shows the configuration of the plurality of power stage transistors 13, the second transformer 140, and the pre-stage amplifier circuit 40 of the second transformer 140 of the power amplification module according to the modified example in which the turns ratio of the second transformer 140 is about 2: 1. It is a figure which shows the positional relationship in the plan view of an element.

第9実施例では、凸多角形30の周方向に隣り合い、異なるトランジスタ列12に属する第1ブロック12Aの信号入力ポートと第2ブロック12Bの信号入力ポートとが、2次コイル142で接続されている。これに対して本変形例では、凸多角形30の相互に対向する辺に沿う2本のトランジスタ列12のうち一方のトランジスタ列12の第1ブロック12Aの信号入力ポートと他方のトランジスタ列12の第2ブロック12Bの信号入力ポートとが、2次コイル142によって接続されている。第2トランスフォーマ140の1次コイル141は、前段増幅回路40の周囲を1周している。 In the ninth embodiment, the signal input port of the first block 12A and the signal input port of the second block 12B, which are adjacent to each other in the circumferential direction of the convex polygon 30 and belong to different transistor rows 12, are connected by a secondary coil 142. ing. On the other hand, in this modification, the signal input port of the first block 12A of one of the two transistor rows 12 along the opposite sides of the convex polygon 30 and the other transistor row 12 The signal input port of the second block 12B is connected by the secondary coil 142. The primary coil 141 of the second transformer 140 goes around the pre-stage amplifier circuit 40 once.

本変形例では、第2トランスフォーマ140の巻き数比は約2:1になる。この巻き数の比により、前段増幅回路40の出力インピーダンスが約1/4倍に変換される。さらに、パワー段増幅回路45が差動動作になることにより、出力インピーダンスがさらに1/4倍に変換される。結果として、前段増幅回路40の出力インピーダンスが約1/16倍に変換される。 In this modification, the turns ratio of the second transformer 140 is about 2: 1. The output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to about 1/4 times by this ratio of the number of turns. Further, the output impedance is further converted to 1/4 times by the differential operation of the power stage amplifier circuit 45. As a result, the output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to about 1/16 times.

図28は、第2トランスフォーマ140の巻き数比を約4:3にした変形例による電力増幅モジュールの第2トランスフォーマ140の複数のパワー段トランジスタ13、第2トランスフォーマ140、及び前段増幅回路40の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。 FIG. 28 shows the configuration of the plurality of power stage transistors 13, the second transformer 140, and the pre-stage amplifier circuit 40 of the second transformer 140 of the power amplification module according to the modified example in which the turns ratio of the second transformer 140 is about 4: 3. It is a figure which shows the positional relationship in the plan view of an element.

凸多角形30の周方向に隣り合い、異なるトランジスタ列12に属する第1ブロック12Aの信号入力端と第2ブロック12Bの信号入力端とが、2次コイル142によって接続されている点では、本変形例と第9実施例とで共通である。ただし、第9実施例では、2次コイル142の各々が前段増幅回路40の周囲を約1/4周しているのに対して、本変形例では、2次コイル142の各々が前段増幅回路40の周囲を約3/4周している。 In that the signal input ends of the first block 12A and the signal input ends of the second block 12B, which are adjacent to each other in the circumferential direction of the convex polygon 30 and belong to different transistor rows 12, are connected by the secondary coil 142. This is common to the modified example and the ninth embodiment. However, in the ninth embodiment, each of the secondary coils 142 orbits about 1/4 of the circumference of the pre-stage amplifier circuit 40, whereas in this modified example, each of the secondary coils 142 is a pre-stage amplifier circuit. It makes about 3/4 laps around 40.

第2トランスフォーマ140の1次コイル141は、前段増幅回路40の周囲を1周している。なお、1次コイル141は、相互に並列に接続された2本の環状の配線で構成されているが、1次コイルの巻き数は1巻きである。1次コイル141を構成する内周側の環状の配線より内側、内周側の環状の配線と外周側の環状の配線との間、及び外周側の環状の配線より外側のいずれにも、2次コイル142が配置されている。1次コイル141を2本の環状の配線で構成したのは、2次コイル142のそれぞれと1次コイル141との結合の強さのばらつきを少なくするためである。 The primary coil 141 of the second transformer 140 goes around the pre-stage amplifier circuit 40 once. The primary coil 141 is composed of two annular wires connected in parallel to each other, but the number of turns of the primary coil is one. 2 on the inside of the annular wiring on the inner peripheral side, between the annular wiring on the inner peripheral side and the annular wiring on the outer peripheral side, and outside the annular wiring on the outer peripheral side, which constitute the primary coil 141. The next coil 142 is arranged. The reason why the primary coil 141 is composed of two annular wires is to reduce the variation in the strength of coupling between each of the secondary coils 142 and the primary coil 141.

本変形例では、第2トランスフォーマ140の巻き数比は約4:3になる。この巻き数の比により、前段増幅回路40の出力インピーダンスが約9/16倍に変換される。さらに、パワー段増幅回路45が差動動作になることにより、出力インピーダンスがさらに1/4倍に変換される。結果として、前段増幅回路40の出力インピーダンスが約9/64倍に変換される。 In this modification, the turns ratio of the second transformer 140 is about 4: 3. The output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to about 9/16 times by this ratio of the number of turns. Further, the output impedance is further converted to 1/4 times by the differential operation of the power stage amplifier circuit 45. As a result, the output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is converted to about 9/64 times.

図27及び図28に示した変形例のように、第2トランスフォーマ140の巻き数比を調整することにより、前段増幅回路40の出力インピーダンスのインピーダンス変換比を変化させることができる。前段増幅回路40とパワー段増幅回路45との間のインピーダンスを整合させるために必要なインピーダンス変換比に応じて、第2トランスフォーマ140の巻き数比を選択すればよい。例えば、第2トランスフォーマ140の1次コイル141の巻き数は、任意の整数から選択するとよい。 By adjusting the turns ratio of the second transformer 140 as in the modified examples shown in FIGS. 27 and 28, the impedance conversion ratio of the output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 can be changed. The turns ratio of the second transformer 140 may be selected according to the impedance conversion ratio required to match the impedance between the pre-stage amplifier circuit 40 and the power stage amplifier circuit 45. For example, the number of turns of the primary coil 141 of the second transformer 140 may be selected from an arbitrary integer.

第8実施例(図19A、図20)のようにトランジスタ列12が2列配置されている場合には、2次コイル142の巻き数を約1/2の整数倍の値から選択するとよい。第9実施例(図24、図25)のようにトランジスタ列12が4列配置されている場合には、2次コイル142の巻き数を約1/4の整数倍の値から選択するとよい。 When the transistor rows 12 are arranged in two rows as in the eighth embodiment (FIGS. 19A and 20), the number of turns of the secondary coil 142 may be selected from a value obtained by an integral multiple of about 1/2. When four transistor rows 12 are arranged as in the ninth embodiment (FIGS. 24 and 25), the number of turns of the secondary coil 142 may be selected from a value obtained by an integral multiple of about 1/4.

[第2トランスフォーマの2次コイルの接続形態]
次に、図29Aから図31Fまでの図面を参照して、第8実施例、第9実施例、及びこれらの変形例による電力増幅モジュールに適用される第2トランスフォーマ140の2次コイルの接続形態について説明する。
[Connection form of the secondary coil of the second transformer]
Next, referring to the drawings from FIGS. 29A to 31F, the connection form of the secondary coil of the second transformer 140 applied to the power amplification module according to the eighth embodiment, the ninth embodiment, and these modifications. Will be described.

図29Aから図29Dまでの図面は、トランジスタ列12が2列配置されている場合の第2トランスフォーマ140の2次コイル142の接続形態を示す模式図である。長方形である凸多角形30の相互に対向する2本の辺に沿って、それぞれトランジスタ列12が配置されている。トランジスタ列12の各々は第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとに区分されている。トランジスタ列12の各々において第1ブロック12Aから第2ブロック12Bに向かう方向が、凸多角形30の周方向に時計周りに回転する方向と等しくなるように、第1ブロック12A及び第2ブロック12Bを定義する。図29Aから図29Dまでの図面では、複数の2次コイル142のうち1本のみを表示している。 The drawings from FIGS. 29A to 29D are schematic views showing a connection form of the secondary coil 142 of the second transformer 140 when the transistor rows 12 are arranged in two rows. Transistor rows 12 are arranged along two sides of the rectangular convex polygon 30 facing each other. Each of the transistor rows 12 is divided into a first block 12A and a second block 12B. The first block 12A and the second block 12B are arranged so that the direction from the first block 12A to the second block 12B in each of the transistor rows 12 is equal to the direction of rotating clockwise in the circumferential direction of the convex polygon 30. Define. In the drawings from FIGS. 29A to 29D, only one of the plurality of secondary coils 142 is displayed.

トランジスタ列12の各々の第2ブロック12Bの信号入力ポートと、凸多角形30の周方向の時計回りにトランジスタ列12の数にしてm列分移動させた位置のトランジスタ列12の第1ブロック12Aの信号入力ポートとが2次コイル142で接続されている。ここで、パラメータmは自然数である。 The signal input port of each second block 12B of the transistor row 12 and the first block 12A of the transistor row 12 at a position moved by m rows in the number of transistor rows 12 clockwise in the circumferential direction of the convex polygon 30. The signal input port of is connected by a secondary coil 142. Here, the parameter m is a natural number.

図29Aは、m=1の場合に相当する。この接続構成は、図20に示した第8実施例に相当する。 FIG. 29A corresponds to the case of m = 1. This connection configuration corresponds to the eighth embodiment shown in FIG.

図29Bは、m=2の場合に相当する。すなわち、同一のトランジスタ列12の第2ブロック12Bの信号入力ポートと第1ブロック12Aの信号入力オイルとが、凸多角形30の周方向に約1周する2次コイル142によって接続されている。この接続構成は、図22に示した変形例に相当する。 FIG. 29B corresponds to the case of m = 2. That is, the signal input port of the second block 12B of the same transistor row 12 and the signal input oil of the first block 12A are connected by a secondary coil 142 that makes about one revolution in the circumferential direction of the convex polygon 30. This connection configuration corresponds to the modified example shown in FIG.

図29Cは、m=3の場合に相当する。信号入力ポート同士が接続される第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとの組み合わせは、m=1の場合(図29A)と同一であるが、m=3の場合には、2次コイル142が凸多角形30の周方向に約1.5周している。 FIG. 29C corresponds to the case of m = 3. The combination of the first block 12A and the second block 12B to which the signal input ports are connected is the same as in the case of m = 1 (FIG. 29A), but in the case of m = 3, the secondary coil 142 is The convex polygon 30 makes about 1.5 turns in the circumferential direction.

図29Dは、m=4の場合に相当する。信号入力ポート同士が接続される第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとの組み合わせは、m=2の場合(図29B)と同一であるが、m=4の場合には、2次コイル142が凸多角形30の周方向に約2周している。 FIG. 29D corresponds to the case of m = 4. The combination of the first block 12A and the second block 12B to which the signal input ports are connected is the same as in the case of m = 2 (FIG. 29B), but in the case of m = 4, the secondary coil 142 is It makes about two turns in the circumferential direction of the convex polygon 30.

図30Aから図31Fまでの図面は、トランジスタ列12が4列配置されている場合の第2トランスフォーマ140の2次コイル142の接続形態を示す模式図である。正方形である凸多角形30の4本の辺に沿って、それぞれトランジスタ列12が配置されている。トランジスタ列12の各々は第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとの区分されている。図29Aから図29Dまでの図面に示した場合と同様に、トランジスタ列12の各々において第1ブロック12Aから第2ブロック12Bに向かう方向が、凸多角形30の周方向に時計周りに回転する方向と等しくなるように、第1ブロック12A及び第2ブロック12Bを定義する。図30Aから図31Fまでの図面では、複数の2次コイル142のうち1本のみを表示している。 The drawings from FIGS. 30A to 31F are schematic views showing a connection form of the secondary coil 142 of the second transformer 140 when four transistor rows 12 are arranged. Transistor rows 12 are arranged along the four sides of the square convex polygon 30. Each of the transistor rows 12 is divided into a first block 12A and a second block 12B. Similar to the case shown in the drawings of FIGS. 29A to 29D, the direction from the first block 12A to the second block 12B in each of the transistor rows 12 is the direction in which the convex polygon 30 rotates clockwise in the circumferential direction. The first block 12A and the second block 12B are defined so as to be equal to. In the drawings from FIGS. 30A to 31F, only one of the plurality of secondary coils 142 is displayed.

2次コイル142が、トランジスタ列12の各々の第2ブロック12Bの信号入力ポートと、当該トランジスタ列12を凸多角形30の周方向の時計回りまたは反時回りにトランジスタ列12の数にしてm列分移動させた位置のトランジスタ列12の第1ブロック12Aの信号入力ポートとを、2次コイル142が接続している。ここで、パラメータmは自然数である。図30A、図30C、図30E、図31A、図31C、図31Eは、時計回りの移動の例であり、それぞれm=1、m=2、m=3、m=4、m=5、m=6の場合に相当する。図30B、図30D、図30F、図31B、図31D、図31Fは、反時計回りの移動の例であり、それぞれm=1、m=2、m=3、m=4、m=5、m=6の場合に相当する。 The secondary coil 142 makes the signal input port of each second block 12B of the transistor row 12 and the transistor row 12 the number of transistor rows 12 clockwise or counterclockwise in the circumferential direction of the convex polygon 30 m. The secondary coil 142 is connected to the signal input port of the first block 12A of the transistor row 12 at the position moved by the row. Here, the parameter m is a natural number. 30A, 30C, 30E, 31A, 31C, 31E are examples of clockwise movement, m = 1, m = 2, m = 3, m = 4, m = 5, m, respectively. Corresponds to the case of = 6. 30B, 30D, 30F, 31B, 31D, 31F are examples of counterclockwise movement, m = 1, m = 2, m = 3, m = 4, m = 5, respectively. This corresponds to the case of m = 6.

パラメータmを変化させることにより、第2トランスフォーマ140の巻き数比を変化させ、その結果インピーダンス変換比を変化させることができる。第2トランスフォーマ140の2次コイル142の巻き数をmと表記し、1次コイル141の巻き数をmと表記する。トランジスタ列12が2列配置されている場合、2次コイルの巻き数mを、約1/2の整数倍に設定することができ、トランジスタ列12が4列配置されている場合、2次コイルの巻き数mを、約1/4の整数倍に設定することができる。 By changing the parameter m, the turns ratio of the second transformer 140 can be changed, and as a result, the impedance conversion ratio can be changed. The number of turns of the secondary coil 142 of the second transformer 140 is expressed as m 2, and the number of turns of the primary coil 141 is expressed as m 1. When the transistor rows 12 are arranged in two rows, the number of turns m 2 of the secondary coil can be set to an integral multiple of about 1/2, and when the transistor rows 12 are arranged in four rows, the secondary coil is secondary. The number of turns m 2 of the coil can be set to an integral multiple of about 1/4.

第2トランスフォーマ140の巻き数比に応じて、前段増幅回路40の出力インピーダンスが(m/m倍に変換される。さらに、パワー段トランジスタ13の差動動作によりインピーダンスが1/4倍に変換させる。このため、全体として、インピーダンス変換比は、(m/m/4倍になる。 Depending on the turns ratio of the second transformer 140, the output impedance of the preamplifier circuit 40 (m 2 / m 1) is converted to 2-fold. Further, the impedance is converted to 1/4 times by the differential operation of the power stage transistor 13. Therefore, as a whole, the impedance conversion ratio will (m 2 / m 1) 2 /4 times.

図29Aから図31Fまでの例において、より厳密には、第1ブロック12A及び第2ブロック12Bの信号入力ポートに接続された段間信号配線35(図20、図25、図27)への、2次コイル142の接続位置によって、2次コイル142の巻き数が変化する。好ましい巻き数に応じて、段間信号配線35への2次コイル142の接続位置を決定するとよい。 In the examples of FIGS. 29A to 31F, more strictly speaking, to the interstage signal wiring 35 (FIGS. 20, 25, 27) connected to the signal input ports of the first block 12A and the second block 12B. The number of turns of the secondary coil 142 changes depending on the connection position of the secondary coil 142. The connection position of the secondary coil 142 to the interstage signal wiring 35 may be determined according to the preferred number of turns.

[第1トランスフォーマの1次コイルの接続形態]
次に、図32Aから図33Dまでの図面を参照して、第8実施例、第9実施例、及びこれらの変形例による電力増幅モジュールに適用される第1トランスフォーマ130の1次コイル131の接続形態について説明する。
[Connection form of the primary coil of the first transformer]
Next, with reference to the drawings from FIGS. 32A to 33D, the connection of the primary coil 131 of the first transformer 130 applied to the power amplification module according to the eighth embodiment, the ninth embodiment, and these modifications. The form will be described.

図32A及び図32Bは、トランジスタ列12が2列配置されている場合の第1トランスフォーマ130の2次コイル142の接続形態を示す模式図である。図32A及び図32Bにおいては、複数の1次コイル131のうち1本のみを表示している。長方形である凸多角形30の相互に対向する2本の辺に沿って、それぞれトランジスタ列12が配置されている。トランジスタ列12の各々は、図29Aから図29Dまでの図面の場合と同様に、第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとに区分されている。 32A and 32B are schematic views showing a connection form of the secondary coil 142 of the first transformer 130 when two rows of transistor rows 12 are arranged. In FIGS. 32A and 32B, only one of the plurality of primary coils 131 is displayed. Transistor rows 12 are arranged along two sides of the rectangular convex polygon 30 facing each other. Each of the transistor rows 12 is divided into a first block 12A and a second block 12B as in the drawings of FIGS. 29A to 29D.

図33Aから図33Dまでの図面は、トランジスタ列12が4列配置されている場合の第1トランスフォーマ130の2次コイル142の接続形態を示す模式図である。図33Aから図33Dまでの図面においては、複数の1次コイル131のうち1本のみを表示している。正方形である凸多角形30の4本の辺に沿って、それぞれトランジスタ列12が配置されている。トランジスタ列12の各々は、図30Aから図31Fまでの図面の場合と同様に、第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとに区分されている。 The drawings from FIGS. 33A to 33D are schematic views showing a connection form of the secondary coil 142 of the first transformer 130 when four transistor rows 12 are arranged. In the drawings from FIGS. 33A to 33D, only one of the plurality of primary coils 131 is displayed. Transistor rows 12 are arranged along the four sides of the square convex polygon 30. Each of the transistor rows 12 is divided into a first block 12A and a second block 12B as in the drawings of FIGS. 30A to 31F.

図32Aから図33Dまでの図面に示すように、複数のトランジスタ列12の各々の第2ブロック12Bに対応する第1ランド101と、そのトランジスタ列12を凸多角形30の周方向の時計回りにトランジスタ列12の数にしてn列分移動させた位置のトランジスタ列12の第1ブロック12Aに対応する第1ランド101とを、1次コイル131が接続する。ここで、パラメータnは自然数である。図32A及び図32Bに示した接続形態は、それぞれn=1、n=2の場合に相当する。図33A、図33B、図33C、及び図33Dに示した接続形態は、それぞれn=1、n=2、n=3、n=4の場合に相当する。 As shown in the drawings from FIGS. 32A to 33D, the first land 101 corresponding to the second block 12B of each of the plurality of transistor rows 12 and the transistor row 12 are arranged clockwise in the circumferential direction of the convex polygon 30. The primary coil 131 connects to the first land 101 corresponding to the first block 12A of the transistor row 12 at a position moved by n rows in terms of the number of transistor rows 12. Here, the parameter n is a natural number. The connection modes shown in FIGS. 32A and 32B correspond to the cases of n = 1 and n = 2, respectively. The connection modes shown in FIGS. 33A, 33B, 33C, and 33D correspond to the cases of n = 1, n = 2, n = 3, and n = 4, respectively.

パラメータnを変化させることにより、第1トランスフォーマ130の巻き数比を変化させることができる。その結果、第1トランスフォーマ130のインピーダンス変換比を変化させることができる。 By changing the parameter n, the turns ratio of the first transformer 130 can be changed. As a result, the impedance conversion ratio of the first transformer 130 can be changed.

[第10実施例]
次に、図34及び図35を参照して第10実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、第8実施例による電力増幅モジュール(図19A、図20、図21)と共通の構成については説明を省略する。
[10th Example]
Next, the power amplification module according to the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 34 and 35. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module (FIGS. 19A, 20 and 21) according to the eighth embodiment will be omitted.

図34は、第10実施例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。第8実施例に対応する図19Aでは、パワー段トランジスタ13のエミッタ(接地ポート)に接続される回路ボード100(図2)上の導体膜は表示していないが、図34においては、エミッタに接続される導体膜108を表示している。図34において、回路ボード100(図2)上の導体膜のうち、パワー段トランジスタ13のコレクタ(信号出力ポート)に接続された導体膜及び第1トランスフォーマ130の2次コイル132に相対的に淡いハッチングを付し、エミッタに接続された導体膜に相対的に濃いハッチングを付している。 FIG. 34 is a diagram showing a positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the tenth embodiment. In FIG. 19A corresponding to the eighth embodiment, the conductor film on the circuit board 100 (FIG. 2) connected to the emitter (grounded port) of the power stage transistor 13 is not shown, but in FIG. 34, the emitter is used. The conductor film 108 to be connected is displayed. In FIG. 34, among the conductor films on the circuit board 100 (FIG. 2), the conductor film connected to the collector (signal output port) of the power stage transistor 13 and the secondary coil 132 of the first transformer 130 are relatively light. The hatching is attached, and the conductor film connected to the emitter is attached with a relatively dark hatching.

パワー段トランジスタ13のエミッタが、第2バンプ22を介して、回路ボード100(図2)上の第2ランド102に接続されている。第2ランド102は、トランジスタ列12ごとに配置されている。2つの第2ランド102を一部に含む導体膜108が、平面視において第2トランスフォーマ140を取り囲んでいる。 The emitter of the power stage transistor 13 is connected to the second land 102 on the circuit board 100 (FIG. 2) via the second bump 22. The second land 102 is arranged for each transistor row 12. A conductor film 108 including two second lands 102 partially surrounds the second transformer 140 in a plan view.

図35は第10実施例による電力増幅モジュールの断面図である。半導体チップ10の基板11の、回路ボード100に対向する面に、コレクタパッド27、エミッタパッド28、及び第2トランスフォーマ140が配置されている。第2トランスフォーマ140は、1次コイル141及び2次コイル142で構成される。 FIG. 35 is a cross-sectional view of the power amplification module according to the tenth embodiment. The collector pad 27, the emitter pad 28, and the second transformer 140 are arranged on the surface of the substrate 11 of the semiconductor chip 10 facing the circuit board 100. The second transformer 140 is composed of a primary coil 141 and a secondary coil 142.

回路ボード100の、半導体チップ10が実装されている面に、第1ランド101、第2ランド102、及び第1トランスフォーマ130が配置されている。第2ランド102は、環状の導体膜108(図34)の一部を構成している。コレクタパッド27が、第1バンプ21を介して第1ランド101に接続されており、エミッタパッド28が、第2バンプ22を介して第2ランド102に接続されている。第1トランスフォーマ130は、1次コイル131及び2次コイル132で構成されている。第2ランド102は、回路ボード100に設けられているグランドパターン105に接続されている。 The first land 101, the second land 102, and the first transformer 130 are arranged on the surface of the circuit board 100 on which the semiconductor chip 10 is mounted. The second land 102 forms a part of the annular conductor film 108 (FIG. 34). The collector pad 27 is connected to the first land 101 via the first bump 21, and the emitter pad 28 is connected to the second land 102 via the second bump 22. The first transformer 130 is composed of a primary coil 131 and a secondary coil 132. The second land 102 is connected to a ground pattern 105 provided on the circuit board 100.

次に、第10実施例の優れた効果について説明する。第1トランスフォーマ130に流れる高周波電流によって高周波磁場が発生する。この高周波磁場が第2トランスフォーマ140の1次コイル141及び2次コイル142と鎖交すると、第2トランスフォーマ140の1次コイル141及び2次コイル142に高周波電流が誘起される。この高周波電流がパワー段増幅回路45にフィードバックされると、パワー段増幅回路45の動作が不安定になる。 Next, the excellent effect of the tenth embodiment will be described. A high-frequency magnetic field is generated by the high-frequency current flowing through the first transformer 130. When this high-frequency magnetic field interlinks with the primary coil 141 and the secondary coil 142 of the second transformer 140, a high-frequency current is induced in the primary coil 141 and the secondary coil 142 of the second transformer 140. When this high-frequency current is fed back to the power stage amplifier circuit 45, the operation of the power stage amplifier circuit 45 becomes unstable.

第10実施例においては、第1トランスフォーマ130に高周波電流が流れると、環状の導体膜108に高周波電流が誘起される。導体膜108に誘起された高周波電流による磁場が、第1トランスフォーマ130を流れる高周波電流によって発生した磁場を打ち消す。その結果、第2トランスフォーマ140への影響を軽減することができる。これにより、パワー段増幅回路45の動作が不安定になる現象が発生しにくくなるという優れた効果が得られる。 In the tenth embodiment, when a high-frequency current flows through the first transformer 130, a high-frequency current is induced in the annular conductor film 108. The magnetic field generated by the high-frequency current induced in the conductor film 108 cancels the magnetic field generated by the high-frequency current flowing through the first transformer 130. As a result, the influence on the second transformer 140 can be reduced. As a result, an excellent effect that the phenomenon that the operation of the power stage amplifier circuit 45 becomes unstable is less likely to occur can be obtained.

次に、図36を参照して第10実施例の変形例による電力増幅モジュールについて説明する。 Next, the power amplification module according to the modified example of the tenth embodiment will be described with reference to FIG. 36.

図36は、第10実施例の変形例による電力増幅モジュールのパワー段増幅回路及び出力インピーダンス変換回路の複数の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。第10実施例では、導体膜108が、平面視において第2トランスフォーマ140を取り囲む環状の形状を有している。これに対して図36に示した変形例では、平面視において導体膜108が第2トランスフォーマ140を包含している。 FIG. 36 is a diagram showing the positional relationship in a plan view of a plurality of components of the power stage amplifier circuit and the output impedance conversion circuit of the power amplification module according to the modified example of the tenth embodiment. In the tenth embodiment, the conductor film 108 has an annular shape surrounding the second transformer 140 in a plan view. On the other hand, in the modified example shown in FIG. 36, the conductor film 108 includes the second transformer 140 in a plan view.

本変形例では、第10実施例の場合と比べて、第1トランスフォーマ130に流れる高周波電流に起因する高周波磁場の影響が、第2トランスフォーマ140に及びにくくなるという効果を高めることができる。 In this modification, as compared with the case of the tenth embodiment, it is possible to enhance the effect that the influence of the high frequency magnetic field caused by the high frequency current flowing through the first transformer 130 is less likely to reach the second transformer 140.

次に、第10実施例の他の変形例について説明する。第10実施例では、導体膜108を回路ボード100の最上層(実装面から数えて1層目)に配置しているが、実装面から数えて2層目に配置してもよい。 Next, another modification of the tenth embodiment will be described. In the tenth embodiment, the conductor film 108 is arranged on the uppermost layer (first layer counting from the mounting surface) of the circuit board 100, but may be arranged on the second layer counting from the mounting surface.

[第11実施例]
次に、図37及び図38を参照して、第11実施例による電力増幅モジュールについて説明する。以下、第8実施例による電力増幅モジュール(図19A、図20、図21)と共通の構成については説明を省略する。
[11th Example]
Next, the power amplification module according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIGS. 37 and 38. Hereinafter, the description of the configuration common to the power amplification module (FIGS. 19A, 20 and 21) according to the eighth embodiment will be omitted.

図37は、第11実施例による電力増幅モジュールの複数のパワー段トランジスタ13に入力される差動信号を生成する回路、及び前段増幅回路40の構成要素の平面視における位置関係を示す図である。第8実施例では、前段増幅回路40(図20)の信号出力ポートに接続されたコレクタ配線43が、第2トランスフォーマ140の1次コイル141に直接接続されている。これに対して図37に示した変形例では、コレクタ配線43と第2トランスフォーマ140の1次コイル141との間に、第2補助インピーダンス変換回路59が挿入されている。 FIG. 37 is a diagram showing a circuit for generating differential signals input to a plurality of power stage transistors 13 of the power amplification module according to the eleventh embodiment, and a positional relationship of components of the pre-stage amplifier circuit 40 in a plan view. .. In the eighth embodiment, the collector wiring 43 connected to the signal output port of the first stage amplifier circuit 40 (FIG. 20) is directly connected to the primary coil 141 of the second transformer 140. On the other hand, in the modified example shown in FIG. 37, the second auxiliary impedance conversion circuit 59 is inserted between the collector wiring 43 and the primary coil 141 of the second transformer 140.

第2補助インピーダンス変換回路59は、インダクタ57とMIM構造のコンデンサ58とを含む。インダクタ57の一端がコレクタ配線43に接続され、他端が回路ボード100(図2)の第2電源配線107に接続されている。コンデンサ58は、コレクタ配線43と1次コイル141との間に直列に挿入されている。 The second auxiliary impedance conversion circuit 59 includes an inductor 57 and a capacitor 58 having a MIM structure. One end of the inductor 57 is connected to the collector wiring 43, and the other end is connected to the second power supply wiring 107 of the circuit board 100 (FIG. 2). The capacitor 58 is inserted in series between the collector wiring 43 and the primary coil 141.

図38は、第11実施例による電力増幅モジュールの等価回路図である。前段増幅回路40の信号出力ポートと第2トランスフォーマ140の1次コイル141との間に、第2補助インピーダンス変換回路59が挿入されている。その他の構成は、第8実施例による電力増幅モジュールの等価回路図(図21)と同一である。 FIG. 38 is an equivalent circuit diagram of the power amplification module according to the eleventh embodiment. A second auxiliary impedance conversion circuit 59 is inserted between the signal output port of the first stage amplifier circuit 40 and the primary coil 141 of the second transformer 140. Other configurations are the same as the equivalent circuit diagram (FIG. 21) of the power amplification module according to the eighth embodiment.

次に、第11実施例の優れた効果について説明する。
第8実施例による電力増幅モジュール(図21)では、前段増幅回路40の出力インピーダンスの変換比は、第2トランスフォーマ140の巻き数比によって決まるため、連続的に変化させることが困難である。第11実施例では、第2補助インピーダンス変換回路59を設けることにより、インピーダンス変換比の微調整を行うことが可能である。これにより、前段増幅回路40とパワー段増幅回路45との間のインピーダンスをより正確に整合させることができる。その結果、電力増幅モジュールの利得がより大きくなるという優れた効果が得られる。
Next, the excellent effect of the eleventh embodiment will be described.
In the power amplification module (FIG. 21) according to the eighth embodiment, since the conversion ratio of the output impedance of the pre-stage amplifier circuit 40 is determined by the turns ratio of the second transformer 140, it is difficult to continuously change the output impedance. In the eleventh embodiment, the impedance conversion ratio can be finely adjusted by providing the second auxiliary impedance conversion circuit 59. Thereby, the impedance between the front stage amplifier circuit 40 and the power stage amplifier circuit 45 can be matched more accurately. As a result, an excellent effect that the gain of the power amplification module becomes larger can be obtained.

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 It goes without saying that each of the above embodiments is exemplary and the configurations shown in different examples can be partially replaced or combined. Similar effects and effects due to the same configuration of a plurality of examples will not be mentioned sequentially for each example. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned examples. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.

10 半導体チップ
11 基板
12 トランジスタ列
12A 第1ブロック
12B 第2ブロック
13 パワー段トランジスタ
14 コレクタ配線
15 ベース配線(信号入力端)
16 エミッタ層
16M エミッタメサ
17 ベース層
18 コレクタ層
19 サブコレクタ層
20 コレクタメサ
21 第1バンプ(コレクタバンプ)
22 第2バンプ(エミッタバンプ)
23 電源用バンプ
24、25 コンデンサ
25A 下部電極
25B 上部電極
26A、26B バンプ
27 コレクタパッド
28 エミッタパッド
30 凸多角形
31 コレクタ電極
32 ベース電極
33 エミッタ電極
34 エミッタ配線
35 段間信号配線
36 コンデンサ
37 ベースバラスト抵抗素子
38 バイアス配線
40 前段増幅回路
42 前段トランジスタ
43 コレクタ配線
44 ベース配線
45 パワー段増幅回路
46 抵抗素子
47 信号入力配線
48 コンデンサ
49 信号入力バンプ
50 第2インピーダンス変換回路
51 インダクタ
52 コンデンサ
53 電源用バンプ
57 インダクタ
58 コンデンサ
59 第2補助インピーダンス変換回路
68、69 コンデンサ
70 パワー段トランジスタのグループ
100 回路ボード
101 第1ランド
102 第2ランド
103、104 出力配線
104J 合流箇所
105 グランドパターン
106 第1電源配線
107 第2電源配線
108 第1導体膜
110 信号出力端子
112 出力配線
112J 合流箇所
120 第1インピーダンス変換回路
121 チップコンデンサ
122、123 インダクタ
124 チップコンデンサ
125 接地ランド
126、127 インダクタ
128 中間点
129 出力側中間点
130 第1トランスフォーマ
131 1次コイル
131A 1次コイルの第1部分
131B 1次コイルの第2部分
132 2次コイル
133 第1部分の幅の中心点を連ねる線
135 第1補助インピーダンス変換回路
140 第2トランスフォーマ
141 1次コイル
142 2次コイル
10 Semiconductor chip 11 Substrate 12 Transistor row 12A 1st block 12B 2nd block 13 Power stage transistor 14 Collector wiring 15 Base wiring (signal input end)
16 Emitter layer 16M Emitter mesa 17 Base layer 18 Collector layer 19 Sub collector layer 20 Collector mesa 21 First bump (collector bump)
22 Second bump (emitter bump)
23 Power supply bump 24, 25 Capacitor 25A Lower electrode 25B Upper electrode 26A, 26B Bump 27 Collector pad 28 Emitter pad 30 Convex polygon 31 Collector electrode 32 Base electrode 33 Emitter electrode 34 Emitter wiring 35 Interstage signal wiring 36 Capacitor 37 Base ballast Resistance element 38 Bias wiring 40 Pre-stage amplifier circuit 42 Pre-stage transistor 43 Collector wiring 44 Base wiring 45 Power stage amplifier circuit 46 Resistance element 47 Signal input wiring 48 Capacitor 49 Signal input bump 50 Second impedance conversion circuit 51 Capacitor 52 Condenser 53 Power supply bump 57 Capacitor 58 Capacitor 59 2nd Auxiliary Impacitor Conversion Circuit 68, 69 Capacitor 70 Power Stage Transistor Group 100 Circuit Board 101 1st Land 102 2nd Land 103, 104 Output Wiring 104J Confluence 105 Ground Pattern 106 1st Power Supply Wiring 107 2 Power supply wiring 108 1st conductor film 110 Signal output terminal 112 Output wiring 112J Confluence 120 1st impedance conversion circuit 121 Chip capacitor 122, 123 Inverter 124 Chip capacitor 125 Grounding land 126, 127 Inlayer 128 Midpoint 129 Output side midpoint 130 1st Transformer 131 1st Coil 131A 1st Part of Primary Coil 131B 2nd Part of Primary Coil 132 2nd Coil 133 Line connecting center points of width of 1st part 135 1st Auxiliary Amplifier Conversion Circuit 140 2nd Transformer 141 Primary capacitor 142 Secondary coil

エミッタ層16の上に、平面視においてエミッタメサ16Mを三方から囲むようにベース電極32が配置されている。ベース電極32は、エミッタ層16を厚さ方向に貫通する合金層を介してベース層17に接続されている。エミッタメサ16Mの上にエミッタ電極33が配置されている。エミッタ電極33は、エミッタメサ16Mを介してエミッタ層16に接続されている。図1においてはコレクタ電極31、ベース電極32、及びエミッタ電極33等は示されていない。
A base electrode 32 is arranged on the emitter layer 16 so as to surround the emitter mesa 16M from three sides in a plan view. The base electrode 32 is connected to the base layer 17 via an alloy layer that penetrates the emitter layer 16 in the thickness direction. The emitter electrode 33 is arranged on the emitter mesa 16M . Emitter electrode 33 is connected to the emitter layer 16 via the emitter mesa 16M. In FIG. 1, the collector electrode 31, the base electrode 32, the emitter electrode 33, and the like are not shown.

8本のトランジスタ列12のそれぞれを区別するために凸多角形30の周方向の第1回転方向(図15において時計回り方向)に順番に1から8までの通し番号を付す。図15において、各トランジスタ列12に付された通し番号を、シャープ記号付きの数字で表す。出力配線104のうち、奇数番目のトランジスタ列12に対応する出力配線103との接続箇所から、周方向の第1回転方向に隣り合うトランジスタ列12に対応する出力配線103との接続箇所に至るまでの部分の中間点128が接地されている。
In order to distinguish each of the eight transistor trains 12, serial numbers 1 to 8 are sequentially assigned in the first rotation direction (clockwise in FIG. 15) of the convex polygon 30 in the circumferential direction. In FIG. 15, the serial number assigned to each transistor row 12 is represented by a number with a pound sign. From the connection point with the output wiring 103 corresponding to the odd-numbered transistor row 12 in the output wiring 104 to the connection point with the output wiring 103 corresponding to the transistor row 12 adjacent to each other in the first rotation direction in the circumferential direction. The midpoint 128 of the part is grounded.

2次コイル142と段間信号配線35との接続箇所は、段間信号配線35の長さ方向に関して、トランジスタ列12の長さ方向の中心側に偏った位置に配置されている。すなわち、2次コイル142と段間信号配線35との接続箇所は、2本の2次コイル142の各々の巻き数が多くなる方向に偏っている。2次コイル142は、段間信号配線35、コンデンサ36、ベース配線15を介して、パワー段トランジスタ13のベース(信号入力ポート)に接続されている。なお、図20では、前段トランジスタ42に電源を供給する回路の記載が省略されている
The connection points between the secondary coil 142 and the interstage signal wiring 35 are arranged at positions biased toward the center side in the length direction of the transistor train 12 with respect to the length direction of the interstage signal wiring 35. That is, the connection points between the secondary coil 142 and the interstage signal wiring 35 are biased in the direction in which the number of turns of each of the two secondary coils 142 increases. The secondary coil 142 is connected to the base (signal input port) of the power stage transistor 13 via the interstage signal wiring 35, the capacitor 36, and the base wiring 15. In FIG. 20, the description of the circuit that supplies power to the preceding transistor 42 is omitted .

図23Cに示した比較例では、図23Bに示した比較例の場合に比べて第1部分131Aが短くなっている。この場合には、第1部分131A自体の寄生抵抗や寄生インダクタンスは低減されるが、第1ランド101と第2部分131Bの端部とが近づくことになる。その結果、両者の間の磁気結合が大きくなる。第2部分131Bのうち第1ランド101と磁気結合した部分が第1トランスフォーマ130の1次コイルとして機能しなくなり、第1トランスフォーマ130の性能が低下してしまう。
In the comparative example shown in FIG. 23C, the first portion 131A is shorter than in the case of the comparative example shown in FIG. 23B. In this case, the parasitic resistance and the parasitic inductance of the first portion 131A itself are reduced, but the ends of the first land 101 and the second portion 131B come closer to each other. As a result, the magnetic coupling between the two becomes large. Of the second portion 131B, the portion magnetically coupled to the first land 101 does not function as the primary coil of the first transformer 130, and the performance of the first transformer 130 deteriorates.

図29Bは、m=2の場合に相当する。すなわち、同一のトランジスタ列12の第2ブロック12Bの信号入力ポートと第1ブロック12Aの信号入力ポートとが、凸多角形30の周方向に約1周する2次コイル142によって接続されている。この接続構成は、図22に示した変形例に相当する。
FIG. 29B corresponds to the case of m = 2. That is, the signal input port of the second block 12B of the same transistor array 12 and the signal input port of the first block 12A are connected by about one turn to the secondary coil 142 in the circumferential direction of the convex polygon 30. This connection configuration corresponds to the modified example shown in FIG.

図32A及び図32Bは、トランジスタ列12が2列配置されている場合の第1トランスフォーマ130の1次コイル131の接続形態を示す模式図である。図32A及び図32Bにおいては、複数の1次コイル131のうち1本のみを表示している。長方形である凸多角形30の相互に対向する2本の辺に沿って、それぞれトランジスタ列12が配置されている。トランジスタ列12の各々は、図29Aから図29Dまでの図面の場合と同様に、第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとに区分されている。
32A and 32B are schematic views showing a connection form of the primary coil 131 of the first transformer 130 when two rows of transistor rows 12 are arranged. In FIGS. 32A and 32B, only one of the plurality of primary coils 131 is displayed. Transistor rows 12 are arranged along two sides of the rectangular convex polygon 30 facing each other. Each of the transistor rows 12 is divided into a first block 12A and a second block 12B as in the drawings of FIGS. 29A to 29D.

図33Aから図33Dまでの図面は、トランジスタ列12が4列配置されている場合の第1トランスフォーマ130の1次コイル131の接続形態を示す模式図である。図33Aから図33Dまでの図面においては、複数の1次コイル131のうち1本のみを表示している。正方形である凸多角形30の4本の辺に沿って、それぞれトランジスタ列12が配置されている。トランジスタ列12の各々は、図30Aから図31Fまでの図面の場合と同様に、第1ブロック12Aと第2ブロック12Bとに区分されている。
The drawings from FIGS. 33A to 33D are schematic views showing a connection form of the primary coil 131 of the first transformer 130 when four transistor rows 12 are arranged. In the drawings from FIGS. 33A to 33D, only one of the plurality of primary coils 131 is displayed. Transistor rows 12 are arranged along the four sides of the square convex polygon 30. Each of the transistor rows 12 is divided into a first block 12A and a second block 12B as in the drawings of FIGS. 30A to 31F.

Claims (21)

回路ボードと、前記回路ボードに実装された半導体チップとを有し、
前記半導体チップは、
基板と、
前記基板に形成された複数のトランジスタ列と
を備えており、
前記複数のトランジスタ列の各々は、直線状に並ぶ複数のパワー段トランジスタを含み、
前記複数のパワー段トランジスタの各々は、接地ポートとしてのエミッタまたはソース、信号出力ポートとしてのコレクタまたはドレイン、信号入力ポートとしてのベースまたはゲートを有するバイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタであり、
前記半導体チップは、さらに、
前記複数のトランジスタ列のそれぞれに対応して配置され、対応するトランジスタ列に含まれる前記複数のパワー段トランジスタの信号出力ポートに接続された複数の第1バンプと、
前記複数のトランジスタ列のそれぞれに対応して配置され、対応するトランジスタ列に含まれる前記複数のパワー段トランジスタの接地ポートに接続された複数の第2バンプと
を備えており、
前記複数のトランジスタ列は、それぞれ凸多角形の複数の辺に沿って配置されており、
前記回路ボードは、
前記複数の第1バンプにそれぞれ接続された複数の第1ランドと、
前記複数の第2バンプにそれぞれ接続された複数の第2ランドと、
前記複数の第2ランドに接続されたグランドパターンと、
信号出力端子と、
前記複数の第1ランドと前記信号出力端子とを接続する第1インピーダンス変換回路と
を備えており、
前記複数のパワー段トランジスタが複数のグループにグループ分けされており、前記第1インピーダンス変換回路は、前記複数のグループのそれぞれに対して配置された複数の個別リアクタンス素子を含んでいる電力増幅モジュール。
It has a circuit board and a semiconductor chip mounted on the circuit board.
The semiconductor chip is
With the board
It is provided with a plurality of transistor trains formed on the substrate.
Each of the plurality of transistor trains includes a plurality of power stage transistors arranged in a straight line.
Each of the plurality of power stage transistors is a bipolar transistor or field effect transistor having an emitter or source as a ground port, a collector or drain as a signal output port, and a base or gate as a signal input port.
The semiconductor chip further
A plurality of first bumps arranged corresponding to each of the plurality of transistor trains and connected to signal output ports of the plurality of power stage transistors included in the corresponding transistor trains.
It is provided with a plurality of second bumps arranged corresponding to each of the plurality of transistor trains and connected to the ground port of the plurality of power stage transistors included in the corresponding transistor trains.
The plurality of transistor trains are arranged along a plurality of sides of a convex polygon.
The circuit board
A plurality of first lands connected to the plurality of first bumps, respectively,
A plurality of second lands connected to the plurality of second bumps, respectively,
The ground pattern connected to the plurality of second lands and
Signal output terminal and
A first impedance conversion circuit for connecting the plurality of first lands and the signal output terminal is provided.
The plurality of power stage transistors are grouped into a plurality of groups, and the first impedance conversion circuit is a power amplification module including a plurality of individual reactance elements arranged for each of the plurality of groups.
前記複数の第1バンプの各々の平面視における形状は、前記複数の第1バンプの各々に対応するトランジスタ列に属する前記複数のパワー段トランジスタの配列方向と平行な方向に長い請求項1に記載の電力増幅モジュール。 The first aspect of claim 1, wherein the shape of each of the plurality of first bumps in a plan view is long in a direction parallel to the arrangement direction of the plurality of power stage transistors belonging to the transistor train corresponding to each of the plurality of first bumps. Power amplification module. 前記複数の第1バンプは、前記複数のトランジスタ列の各々に対応して複数個配置されており、対応するトランジスタ列に含まれる前記複数のパワー段トランジスタの配列方向と平行な方向に並んで配置されている請求項1に記載の電力増幅モジュール。 A plurality of the plurality of first bumps are arranged corresponding to each of the plurality of transistor rows, and are arranged side by side in a direction parallel to the arrangement direction of the plurality of power stage transistors included in the corresponding transistor rows. The power amplification module according to claim 1. 前記半導体チップは、さらに、
前記複数の第1バンプの各々と、それに対応するトランジスタ列に含まれる前記複数のパワー段トランジスタの信号出力ポートとの間に接続されたコンデンサを備えている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。
The semiconductor chip further
Any one of claims 1 to 3, further comprising a capacitor connected between each of the plurality of first bumps and the signal output ports of the plurality of power stage transistors included in the corresponding transistor trains. The power amplification module described in.
前記凸多角形の幾何学的中心から見て、前記複数の第1バンプの各々は、対応する第2バンプより遠い位置に配置されており、
前記半導体チップは、さらに、
平面視において前記凸多角形の内部に配置され、前記複数のパワー段トランジスタに入力される高周波信号を出力する前段増幅回路と、
前記前段増幅回路と前記複数のパワー段トランジスタとの間に接続された第2インピーダンス変換回路と
を備えている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。
Each of the plurality of first bumps is arranged at a position farther than the corresponding second bump when viewed from the geometric center of the convex polygon.
The semiconductor chip further
A front-stage amplifier circuit that is arranged inside the convex polygon in a plan view and outputs a high-frequency signal input to the plurality of power stage transistors.
The power amplification module according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second impedance conversion circuit connected between the pre-stage amplifier circuit and the plurality of power stage transistors.
前記第2インピーダンス変換回路は、
前記複数のトランジスタ列のそれぞれに対応して配置されたリアクタンス素子と、
前記複数のトランジスタ列で共用される他のリアクタンス素子と
を含む請求項5に記載の電力増幅モジュール。
The second impedance conversion circuit
Reactance elements arranged corresponding to each of the plurality of transistor rows, and
The power amplification module according to claim 5, further comprising another reactance element shared by the plurality of transistor trains.
前記複数のトランジスタ列と前記複数のグループとが1対1に対応する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。 The power amplification module according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of transistor trains and the plurality of groups have a one-to-one correspondence. 前記複数のトランジスタ列の各々は、前記凸多角形の周方向に第1ブロックと第2ブロックとが交互に配置されるように、前記複数のトランジスタ列の各々の長さ方向の中心で前記第1ブロックと前記第2ブロックとに区分されており、
前記複数の第1バンプ及び前記複数の第1ランドは、前記複数のトランジスタ列の前記第1ブロック及び前記第2ブロックのそれぞれに対応して配置されており、
前記回路ボードは、さらに電源配線を備えており、
前記第1インピーダンス変換回路は第1トランスフォーマを含み、
前記第1インピーダンス変換回路の前記複数の個別リアクタンス素子の各々は、
パラメータnを自然数として、前記複数のトランジスタ列の各々の前記第2ブロックに対応する第1ランドと、前記凸多角形の周方向の第1回転方向にトランジスタ列の数にしてn列分移動させた位置のトランジスタ列の前記第1ブロックに対応する第1ランドとを接続して前記第1トランスフォーマの1次コイルを構成しており、
前記第1トランスフォーマは、さらに、前記信号出力端子に接続された2次コイルを含み、
前記複数の1次コイルの長さはほぼ同一であり、前記複数の1次コイルの各々は、長さ方向のほぼ中央において前記電源配線に接続されている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。
Each of the plurality of transistor trains has the first block at the center in the length direction of each of the plurality of transistor trains so that the first block and the second block are alternately arranged in the circumferential direction of the convex polygon. It is divided into one block and the second block.
The plurality of first bumps and the plurality of first lands are arranged corresponding to the first block and the second block of the plurality of transistor trains, respectively.
The circuit board also includes power supply wiring.
The first impedance conversion circuit includes a first transformer.
Each of the plurality of individual reactance elements of the first impedance conversion circuit
With the parameter n as a natural number, the first land corresponding to the second block of each of the plurality of transistor rows and the number of transistor rows in the first rotation direction in the circumferential direction of the convex polygon are moved by n rows. The primary coil of the first transformer is formed by connecting the first land corresponding to the first block of the transistor row at the position.
The first transformer further includes a secondary coil connected to the signal output terminal.
The length of the plurality of primary coils is substantially the same, and each of the plurality of primary coils is connected to the power supply wiring at substantially the center in the length direction, according to any one of claims 1 to 4. The power amplification module described in.
前記凸多角形は正方形または長方形であり、
前記複数のトランジスタ列は、前記凸多角形の相互に対向する2つの辺に沿ってそれぞれ配置された2つのトランジスタ列で構成されており、
前記パラメータnは1であり、
前記第1トランスフォーマの複数の1次コイルが、前記凸多角形を取り囲んでいる請求項8に記載の電力増幅モジュール。
The convex polygon is a square or a rectangle
The plurality of transistor trains are composed of two transistor trains arranged along two opposite sides of the convex polygon.
The parameter n is 1,
The power amplification module according to claim 8, wherein a plurality of primary coils of the first transformer surround the convex polygon.
前記凸多角形は正方形であり、
前記複数のトランジスタ列は、前記凸多角形の4本の辺に沿ってそれぞれ配置された4つのトランジスタ列で構成されており、
前記パラメータnは1であり、
前記第1トランスフォーマの複数の1次コイルが、前記凸多角形を取り囲んでいる請求項8に記載の電力増幅モジュール。
The convex polygon is a square
The plurality of transistor trains are composed of four transistor trains arranged along the four sides of the convex polygon.
The parameter n is 1,
The power amplification module according to claim 8, wherein a plurality of primary coils of the first transformer surround the convex polygon.
前記回路ボードは、さらに、前記第1トランスフォーマの2次コイルと前記信号出力端子との間に挿入された第1補助インピーダンス変換回路を備えている請求項8乃至10のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。 The circuit board according to any one of claims 8 to 10, further comprising a first auxiliary impedance conversion circuit inserted between the secondary coil of the first transformer and the signal output terminal. Power amplification module. 前記複数の1次コイルの各々は、平面視において、前記第1ランドから前記凸多角形の外側に向かって延びる第1部分と、前記第1部分の先端から前記凸多角形の周方向に延びる第2部分とを含み、前記第1部分の幅が、前記第1ランドから前記第1部分の先端に向かって狭くなっている請求項8乃至11のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。 Each of the plurality of primary coils extends from the first land toward the outside of the convex polygon and from the tip of the first portion in the circumferential direction of the convex polygon in a plan view. The power amplification module according to any one of claims 8 to 11, further comprising a second portion, wherein the width of the first portion is narrowed from the first land toward the tip of the first portion. 前記第1部分の幅方向を、前記第1部分が接続されている前記複数のパワー段トランジスタの配列方向に平行な方向と定義した時、前記第1部分の幅の中心点を連ねる線が、前記複数のパワー段トランジスタの配列方向を直交する方向を基準として、前記第2部分が長くなる向きに傾斜している請求項12に記載の電力増幅モジュール。 When the width direction of the first portion is defined as a direction parallel to the arrangement direction of the plurality of power stage transistors to which the first portion is connected, a line connecting the center points of the width of the first portion is defined as The power amplification module according to claim 12, wherein the second portion is inclined in a direction in which the second portion becomes longer with reference to a direction orthogonal to the arrangement direction of the plurality of power stage transistors. 前記少なくとも1つの前段トランジスタは、前記複数のトランジスタ列で共用されている請求項8乃至13のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。 The power amplification module according to any one of claims 8 to 13, wherein the at least one front-stage transistor is shared by the plurality of transistor rows. 前記凸多角形は正方形または長方形であり、
前記複数のトランジスタ列は、前記凸多角形の相互に対向する2つの辺に沿ってそれぞれ配置された2つのトランジスタ列で構成されており、
前記凸多角形の幾何学的中心から見て、前記複数の第1バンプの各々は、対応する第2バンプより遠い位置に配置されており、
前記半導体チップは、さらに、
平面視において前記凸多角形の内部に配置され、前記複数のパワー段トランジスタに入力される高周波信号を出力する前段増幅回路と、
前記前段増幅回路と複数のパワー段トランジスタとの間に接続された第2インピーダンス変換回路と
を備えており、
前記第2インピーダンス変換回路は、前記2つのトランジスタ列の前記第1ブロックの前記複数のパワー段トランジスタに同相の高周波信号を入力し、前記2つのトランジスタ列の前記第2ブロックの前記複数のパワー段トランジスタに、前記第1ブロックの前記複数のパワー段トランジスタに入力される高周波信号とは逆相の高周波信号を入力する請求項8乃至14のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。
The convex polygon is a square or a rectangle
The plurality of transistor trains are composed of two transistor trains arranged along two opposite sides of the convex polygon.
Each of the plurality of first bumps is arranged at a position farther than the corresponding second bump when viewed from the geometric center of the convex polygon.
The semiconductor chip further
A front-stage amplifier circuit that is arranged inside the convex polygon in a plan view and outputs a high-frequency signal input to the plurality of power stage transistors.
It is provided with a second impedance conversion circuit connected between the pre-stage amplifier circuit and a plurality of power stage transistors.
The second impedance conversion circuit inputs in-phase high-frequency signals to the plurality of power stage transistors in the first block of the two transistor trains, and the plurality of power stages in the second block of the two transistor trains. The power amplification module according to any one of claims 8 to 14, wherein a high-frequency signal having a phase opposite to that of the high-frequency signal input to the plurality of power stage transistors in the first block is input to the transistor.
前記第2インピーダンス変換回路は、第2トランスフォーマを含み、
前記第2トランスフォーマは、
前記前段増幅回路に接続された1次コイルと、
前記2つのトランジスタ列の前記第1ブロックの前記複数のパワー段トランジスタの信号入力ポートと、それぞれ同一のトランジスタ列または他方のトランジスタ列の前記第2ブロックの前記複数のパワー段トランジスタの信号入力ポートとを接続する2本の2次コイルと
を備えており、
前記2本の2次コイルの各々は、長さ方向のほぼ中央において接地されている請求項15に記載の電力増幅モジュール。
The second impedance conversion circuit includes a second transformer.
The second transformer is
The primary coil connected to the pre-stage amplifier circuit and
The signal input ports of the plurality of power stage transistors in the first block of the two transistor trains and the signal input ports of the plurality of power stage transistors in the second block of the same transistor train or the other transistor train, respectively. It is equipped with two secondary coils to connect the
The power amplification module according to claim 15, wherein each of the two secondary coils is grounded substantially at the center in the length direction.
前記凸多角形は正方形であり、
前記複数のトランジスタ列は、前記凸多角形の4本の辺に沿ってそれぞれ配置された4つのトランジスタ列で構成されており、
前記凸多角形の幾何学的中心から見て、前記複数の第1バンプの各々は、対応する第2バンプより遠い位置に配置されており、
前記半導体チップは、さらに、
平面視において前記凸多角形の内部に配置され、高周波信号が出力される信号出力端を含む前段増幅回路と、
前記前段増幅回路と、前記4つのトランジスタ列の各々の前記第1ブロック及び前記第2ブロックにそれぞれ含まれる複数のパワー段トランジスタの信号入力ポートとの間の信号経路に挿入された第2インピーダンス変換回路と
を備えており、
前記第2インピーダンス変換回路は、前記4つのトランジスタ列の前記第1ブロックの前記複数のパワー段トランジスタに同相の高周波信号を入力し、前記4つのトランジスタ列の前記第2ブロックの前記複数のパワー段トランジスタに、前記第1ブロックの前記複数のパワー段トランジスタに入力される高周波信号とは逆相の高周波信号を入力する請求項8乃至14のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。
The convex polygon is a square
The plurality of transistor trains are composed of four transistor trains arranged along the four sides of the convex polygon.
Each of the plurality of first bumps is arranged at a position farther than the corresponding second bump when viewed from the geometric center of the convex polygon.
The semiconductor chip further
A front-stage amplifier circuit that is arranged inside the convex polygon in a plan view and includes a signal output end that outputs a high-frequency signal,
A second impedance conversion inserted in the signal path between the pre-stage amplifier circuit and the signal input ports of a plurality of power stage transistors included in the first block and the second block of each of the four transistor trains. Equipped with a circuit,
The second impedance conversion circuit inputs in-phase high-frequency signals to the plurality of power stage transistors in the first block of the four transistor trains, and the plurality of power stages in the second block of the four transistor trains. The power amplification module according to any one of claims 8 to 14, wherein a high-frequency signal having a phase opposite to that of the high-frequency signal input to the plurality of power stage transistors in the first block is input to the transistor.
前記第2インピーダンス変換回路は、第2トランスフォーマを含み、
前記第2トランスフォーマは、
前記前段増幅回路に接続された1次コイルと、
パラメータmを自然数としたとき、前記4つのトランジスタ列の各々の、前記第2ブロックの前記複数のパワー段トランジスタの信号入力ポートと、前記凸多角形の周方向の第1回転方向にトランジスタ列の数にしてm列分移動させた位置のトランジスタ列の前記第1ブロックの前記複数のパワー段トランジスタの信号入力ポートとを接続する複数の2次コイルと
を備えており、
前記複数の2次コイルの各々は、長さ方向のほぼ中央において接地されている請求項17に記載の電力増幅モジュール。
The second impedance conversion circuit includes a second transformer.
The second transformer is
The primary coil connected to the pre-stage amplifier circuit and
When the parameter m is a natural number, the signal input ports of the plurality of power stage transistors in the second block of each of the four transistor trains and the transistor trains in the first rotation direction in the circumferential direction of the convex polygon. It is provided with a plurality of secondary coils for connecting the signal input ports of the plurality of power stage transistors in the first block of the transistor row at positions moved by m rows in number.
The power amplification module according to claim 17, wherein each of the plurality of secondary coils is grounded substantially at the center in the length direction.
前記回路ボードは、さらに、前記複数の第2ランドに接続された導体膜を備えており、
前記複数の第2ランド及び前記導体膜は、平面視において、前記第2トランスフォーマを取り囲んでいる請求項16または18に記載のみ電力増幅モジュール。
The circuit board further comprises a conductor film connected to the plurality of second lands.
The power amplification module according to claim 16 or 18, wherein the plurality of second lands and the conductor film surround the second transformer in a plan view.
前記回路ボードは、さらに、前記第2ランドに接続された導体膜を備えており、
前記導体膜は、平面視において、前記第2トランスフォーマを包含している請求項16または18に記載の電力増幅モジュール。
The circuit board further comprises a conductor film connected to the second land.
The power amplification module according to claim 16 or 18, wherein the conductor film includes the second transformer in a plan view.
前記半導体チップは、さらに、前記前段増幅回路と前記第2トランスフォーマとの間の信号経路に挿入された第2補助インピーダンス変換回路を備えている請求項16、18乃至20のいずれか1項に記載の電力増幅モジュール。
The semiconductor chip further comprises any one of claims 16, 18 to 20, further comprising a second auxiliary impedance conversion circuit inserted in the signal path between the pre-stage amplifier circuit and the second transformer. Power amplification module.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023105952A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 株式会社村田製作所 Amplification device

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