KR101127093B1 - Structure of internal matching circuit and combiner for high power amplifier using ltcc - Google Patents

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유찬세
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Abstract

PURPOSE: A structure of an internal matching circuit and a combiner for a high power amplifier using LTCC(Low Temperature Cofired Ceramic) is provided to reduce the number of MOS capacitors by using a LTCC integrating capacitor in order to form the inner matching of GaN(Gallium nitride) transistors. CONSTITUTION: A structure of an internal matching circuit and a combiner for a high power amplifier are composed of two inner matching circuits(601) and a combiner(602). The inner matching circuit has one or more dielectric layers, one or more inner electrodes and outer electrode, and one or more capacitors(701) having one or more dielectric layers and one or more inner electrodes and outer electrodes. A second inner capacitor(703) is separated with the first inner capacitor at a predetermined interval. An inductor(705) is formed between the first inner capacitor and the second inner capacitor. The inductor is electrically connected to electrodes on a top part of the first inner capacitor and the second inner capacitor.

Description

LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조{Structure of internal matching circuit and combiner for high power amplifier using LTCC}Structure of internal matching circuit and combiner for high power amplifier using LTCC}

본 발명은 LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조에 관한 것으로 특히, LTCC(Low temperature cofired ceramic) 재료 및 적층 공정을 이용하여 트랜지스터 패키지 내부에 그 내부 정합 회로와 전력 결합기가 구현되는 LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조에 관한 것이다.
The present invention relates to an internal matching circuit and a coupler structure of a high power amplifier using LTCC, and more particularly, to an LTCC having an internal matching circuit and a power combiner implemented in a transistor package using a low temperature cofired ceramic (LTCC) material and a lamination process. The internal matching circuit and the combiner structure of the high-power amplifier used.

일반적으로,고출력의 증폭기를 구현하기 위해서는 고출력은 낼 수 있는 소자(트랜지스터)가 필요하게 되는데 단위 소자로 낼 수 있는 출력에는 한계가 있기 때문에 여러 개의 소자의 출력을 결합시켜 사용하게 된다.In general, in order to implement a high output amplifier, a high output device (transistor) is required. Since the output that can be output as a unit device is limited, the outputs of several devices are used in combination.

도 1은 종래의 고출력 증폭기 회로(100)의 예를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각 증폭 소자(101)들의 전력을 결합하는 결합기(102)를 통해 높은 출력을 출력단(103)에서 얻게 된다. 이러한 결합기(102) 구조의 일 예를 도 2에 나타내었다. 도 2에 도시된 바와 같이, 결합기(102)는 동작 주파수에서 λg/4의 길이를 갖는 선로(204)들을 병합하여 구현하게 된다.1 is a diagram illustrating an example of a conventional high output amplifier circuit 100. As shown in FIG. 1, a high output is obtained at the output stage 103 through a combiner 102 that couples the power of each amplification element 101. An example of such a coupler 102 is shown in FIG. 2. As shown in FIG. 2, the combiner 102 is implemented by merging the lines 204 having a length of λg / 4 at an operating frequency.

도 3은 종래의 두 개의 소자를 결합하여 구현한 증폭기의 회로(301) 및 그 모듈(302)을 나타낸 도면이다. 도 1에서 같은 방식으로 높은 출력을 구현한다. 도 3에서, GaN FET 소자(305)와 결합기(306)의 형상이 나타나 있다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 결합기(306)의 선로 등을 구현하기 위해 비교적 넓은 면적을 필요로 한다.3 is a diagram illustrating a circuit 301 and a module 302 of an amplifier implemented by combining two conventional devices. High output is implemented in the same way in FIG. In FIG. 3, the shape of GaN FET device 305 and coupler 306 is shown. As can be seen in Figure 3, a relatively large area is required to implement the tracks of coupler 306 and the like.

고출력 소자를 구현하기 위해서는 트랜지스터 패키지 내부에 내부 정합 회로가 포함한다. 도 4에 상용의 고출력 트랜지스터 내부 모습을 나타내었다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 고출력 칩(407)과 함께 두 개의 고용량의 커패시터들(408)이 함께 내장되어 있다. 두 개의 반도체 커패시터들(408) 및 고출력 칩(407)은 본딩 와이어(bonding wire: 409)에 의해 전기적으로 연결되어, 도 5에 나타낸 바와 같은, 내부 정합 회로(500)를 구현하게 된다. 참고로 내부 매칭 회로(500)는 트랜지스터 패키지 외부에서 출력 정합을 용이하게 하는 역할을 하기 때문에 고출력의 트랜지스터 패키지 내부에 구현된다. In order to realize a high output device, an internal matching circuit is included inside the transistor package. 4 shows the inside of a commercially available high output transistor. As shown in FIG. 4, two high capacitance capacitors 408 are embedded together with a high output chip 407. The two semiconductor capacitors 408 and the high power chip 407 are electrically connected by bonding wires 409 to implement the internal matching circuit 500, as shown in FIG. 5. For reference, since the internal matching circuit 500 facilitates output matching outside the transistor package, the internal matching circuit 500 is implemented inside the high output transistor package.

상술한 바와 같이, 고출력 증폭기를 구현하기 위해 소자 패키지 내부에 내부 정합 회로가 포함되고, 이러한 패키지 된 소자들을 결합하여 고출력의 증폭기를 얻게 된다.As described above, an internal matching circuit is included in the device package to implement a high power amplifier, and the packaged devices are combined to obtain a high power amplifier.

그러나, 위에서 기술한 종래 기술에 의한 고출력 증폭기는 그 내부 정합 회로가 패키지 내에 반도체 캐패시터 및 증폭기는 상호 본딩 와이어를 이용하도록 되어 있기 때문에 공정이 번거럽고 비용도 증가하게 된다. 또한, 기판상에 결합기가 구현되는 경우 전송 선로를 이용하기 때문에 그 크기가 커지게 되어 증폭기 전체 크기가 매우 커지게 된다.
However, the conventional high-power amplifier described above is cumbersome and costly because its internal matching circuitry allows the semiconductor capacitor and the amplifier to use mutual bonding wires in the package. In addition, when the coupler is implemented on the substrate, since the transmission line is used, the size of the coupler becomes large, and thus the overall size of the amplifier becomes very large.

이에 본 발명은 상술한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LTCC(Low temperature cofired ceramic) 재료 및 적층 공정을 이용하여, 트랜지스터의 내부 정합 회로 및 전력 결합기 구조가 트랜지스터 패키지 내부에 구현되는 LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조를 제공하는 것이다.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to use a low temperature cofired ceramic (LTCC) material and a lamination process so that an internal matching circuit and a power combiner structure of a transistor are implemented inside a transistor package. It provides internal matching circuit and combiner structure of high power amplifier using LTCC.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조는 상기 LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조에 있어서, LTCC 모듈 내부에 형성되는 둘 이상의 내부 정합 회로들; 및 상기 LTCC 모듈 내부에 형성되며, 상기 둘 이상의 내부 정합 회로를 결합시키기 위한 결합기를 포함하며, 상기 둘 이상의 내부 정합 회로들 각각은, 하나 이상의 유전체 층, 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극을 갖는 제 1 내장 커패시터; 하나 이상의 유전체 층, 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극을 가지며, 상기 제 1 내장 커패시터와 소정 거리 이격된 제 2 내장 커패시터; 및 상기 제 1 내장 커패시터 및 상기 제 2 내장 커패시터 사이에 형성되며, 상기 제 1 내장 커패시터 및 상기 제 2 내장 커패시터의 최상위의 전극들과 그 양단이 전기적으로 연결되는 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The internal matching circuit and the combiner structure of the high output amplifier using the LTCC according to the present invention for achieving the above object, in the internal matching circuit and combiner structure of the high output amplifier using the LTCC, two or more internal matching circuit formed inside the LTCC module field; And a coupler formed inside the LTCC module, the coupler for coupling the two or more internal matching circuits, each of the two or more internal matching circuits having a first one having one or more dielectric layers, one or more internal electrodes and an external electrode; Built-in capacitors; A second embedded capacitor having at least one dielectric layer, at least one internal electrode, and an external electrode, the second embedded capacitor spaced apart from the first embedded capacitor by a predetermined distance; And an inductor formed between the first embedded capacitor and the second embedded capacitor, the inductors being electrically connected to the uppermost electrodes of the first embedded capacitor and the second embedded capacitor.

상기 결합기 및 상기 제 1 및 제2 내장 커패시터의 외부 전극들, 및 상기 인덕터는 상기 LTCC 모듈의 최상위 층에 형성된다. 상기 제 1 및 제 2 내장 커패시터의 상기 하나 이상의 유전체 층, 상기 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극은 상기 LTCC 모듈의 하부 방향으로 적층되어 형성된다.
The coupler, external electrodes of the first and second embedded capacitors, and the inductor are formed on the top layer of the LTCC module. The one or more dielectric layers, the one or more internal electrodes and the external electrodes of the first and second embedded capacitors are stacked in the lower direction of the LTCC module.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 갖는다.According to the present invention has the following effects.

1. GaN 트랜지스터의 내부 매칭 구현시 LTCC 집적 캐패시터를 이용함으로써 MOS 캐패시터의 개수를 줄일 수 있고 이에 따른 비용을 절감할 수 있다.1. The use of LTCC integrated capacitors in internal matching of GaN transistors can reduce the number of MOS capacitors and reduce the cost.

2. 인덕터는 와이어 본딩이 아닌 LTCC상의 패턴을 이용하여 구현하기 때문에 튜닝이 용이하고 와이어 본딩 공정을 없앨 수 있기 때문에 비용을 절감할 수 있다.2. The inductor is implemented using a pattern on the LTCC rather than wire bonding, allowing for easy tuning and eliminating the wire bonding process, thereby reducing costs.

3. LTCC의 경우 절연성이 우수하여 MOS 캐패시터에 비해 항복 전압이 높기 때문에 고출력, 고전압 트랜지스터 적용에 유리하다.3. Since LTCC has excellent insulation, it has higher breakdown voltage than MOS capacitor, which is advantageous for high output and high voltage transistor application.

4. 출력 결합기를 LTCC 구조로 구현하여 집적화할 경우 그 크기를 최소화할 수 있고 이에 따른 손실도 감소시킬 수 있다.4. Integrating the output coupler into the LTCC structure can minimize the size and reduce the losses.

5. 외부 결합기를 사용하지 않기 때문에 소자 패키지를 여러 개 사용하지 않음으로 비용을 절감할 수 있다. 5. Since no external coupler is used, cost savings can be achieved by not using multiple device packages.

6. 집적화된 내부 정합 회로 및 외부 결합기를 이용할 경우 고출력 증폭기를 초소형, 저가형으로 구현할 수 있다.
6. The use of integrated internal matching circuits and external couplers enables high-power amplifiers to be compact and inexpensive.

도 1은 종래의 고출력 증폭기의 일 예를 나타낸 회로도이다.
도 2는 종래의 전력 결합기의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 고출력 증폭기 회로도 및 그에 따라 제작된 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 종래 기술의 의한 내부 정합 회로가 포함된 소자 패키지 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 내부 정합 회로를 나타낸 회로도이다.
도 6은 내부 정합 회로와 결합기 회로가 결합된 고출력 증폭기 회로의 일 예를 나타낸 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조를 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8g는 도 7에 도시된 내부 정합 회로 및 결합 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 도 7에 도시된 내부 정합 회로 및 결합기 구조가 적용된 고출력 증폭기의 패키지 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 내부 정합 회로 및 결합기 구조를 갖는 소자의 전력 특성을 나타낸 그래프이다.
1 is a circuit diagram illustrating an example of a conventional high power amplifier.
2 is a diagram illustrating an example of a conventional power combiner.
3 is a diagram illustrating a conventional high power amplifier circuit diagram and a module fabricated accordingly.
4 is a diagram illustrating a device package structure including an internal matching circuit according to the related art.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an internal matching circuit shown in FIG. 4.
6 is a circuit diagram illustrating an example of a high output amplifier circuit in which an internal matching circuit and a combiner circuit are combined.
7 is a diagram illustrating an internal matching circuit and a combiner structure of a high output amplifier using LTCC according to an embodiment of the present invention.
8A to 8G are diagrams for describing the internal matching circuit and the coupling structure shown in FIG. 7.
FIG. 9 is a diagram illustrating a package structure of a high output amplifier to which the internal matching circuit and the combiner structure shown in FIG. 7 are applied.
10 is a graph showing power characteristics of a device having an internal matching circuit and a coupler structure according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도 6은 내부 정합 회로와 결합기 회로가 결합된 고출력 증폭기 회로의 일 예를 나타낸 회로도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조를 나타낸 도면이다. 도 8a 내지 도 8g는 도 7에 도시된 내부 정합 회로 및 결합 구조를 설명하기 위한 도면들이다. 도 9는 도 7에 도시된 내부 정합 회로 및 결합기 구조가 적용된 고출력 증폭기의 패키지 구조를 도시한 도면이다. 그리고, 도 10은 본 발명에 따른 내부 정합 회로 및 결합기 구조를 갖는 소자의 전력 특성을 나타낸 그래프이다.6 is a circuit diagram illustrating an example of a high output amplifier circuit in which an internal matching circuit and a combiner circuit are combined. 7 is a diagram illustrating an internal matching circuit and a combiner structure of a high output amplifier using LTCC according to an embodiment of the present invention. 8A to 8G are diagrams for describing the internal matching circuit and the coupling structure shown in FIG. 7. FIG. 9 is a diagram illustrating a package structure of a high output amplifier to which the internal matching circuit and the combiner structure shown in FIG. 7 are applied. 10 is a graph showing power characteristics of a device having an internal matching circuit and a coupler structure according to the present invention.

먼저, 도 6을 참조하면, 고출력 증폭기의 내부에는 두 개의 트랜지스터들, 상기 두 개의 트랜지스터들 입력단과 출력단 각각에 연결되는 내부 정합 회로(601) 및 결합기(602)가 포함된다. 내부 정합 회로(601) 및 결합기(602)는 와이어(603)에 의해 트랜지스터의 입력단에 연결된다. 그리고, 상기 고출력 증폭기의 결합기(602)와 고출력 증폭기의 입출력 단자는 패키지 성분(605)을 통해 와이어(604)에 의해 상기 결합기(602)와 연결된다.First, referring to FIG. 6, two transistors are included in the high output amplifier, and an internal matching circuit 601 and a combiner 602 connected to the input and output terminals of the two transistors are included. Internal matching circuit 601 and coupler 602 are connected to the input terminal of the transistor by wire 603. The coupler 602 of the high output amplifier and the input / output terminals of the high output amplifier are connected to the combiner 602 by a wire 604 through a package component 605.

상술한 내부 정합 회로(601) 및 결합기(602) 구조는 LTCC 공정을 통해 제작된다. 따라서, 본 발명에 따른 내부 정합 회로(601) 및 결합기(602) 구조는 고출력 증폭기 패키지 내부에 형성된다. 즉, 본 발명의 내부 정합 회로(601) 및 결합기(602) 구조는 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, LTCC 모듈 내부에 형성된다.The internal matching circuit 601 and combiner 602 structures described above are fabricated through an LTCC process. Thus, the internal matching circuit 601 and combiner 602 structures according to the present invention are formed inside the high power amplifier package. That is, the internal matching circuit 601 and the combiner 602 structures of the present invention are formed inside the LTCC module, as shown in FIGS. 7 and 9.

도 7 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 고출력 증폭기의 상기 내부 정합 회로 및 결합기 구조는 LTCC 모듈 내부에 형성되는 두 개의 내부 정합 회로들(601), 및 상기 내부 정합 회로들(601)을 결합시키는 결합기(602)로 구성된다. 상기 내부 정합 회로(601)는 도 8b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 유전체 층, 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극을 갖는 제 1 내장 커패시터(701), 하나 이상의 유전체 층, 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극을 가지며, 상기 제 1 내장 커패시터와 소정 거리 이격된 제 2 내장 커패시터(703), 및 상기 제 1 내장 커패시터(701) 및 상기 제 2 내장 커패시터(703) 사이에 형성되며, 상기 제 1 내장 커패시터(701) 및 상기 제 2 내장 커패시터의 최상부의 전극들과 그 양단이 전기적으로 연결되는 인덕터(705)를 포함한다. 7 and 9, the internal matching circuit and combiner structure of the high power amplifier of the present invention combines two internal matching circuits 601 formed inside the LTCC module, and the internal matching circuits 601. It is composed of a coupler (602). The internal matching circuit 601 may include a first internal capacitor 701 having one or more dielectric layers, one or more internal electrodes and external electrodes, one or more dielectric layers, one or more internal electrodes and external electrodes, as shown in FIG. 8B. And a second internal capacitor 703 spaced apart from the first internal capacitor by a predetermined distance, and formed between the first internal capacitor 701 and the second internal capacitor 703. 701 and an inductor 705 electrically connected between the uppermost electrodes of the second embedded capacitor and both ends thereof.

상기 결합기(602), 상기 제 1 및 제2 내장 커패시터(701, 703)의 외부 전극들, 및 인덕터(705)는 LTCC 모듈의 최상위 층에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 내장 커패시터(701, 703) 각각의 상기 하나 이상의 유전체 층, 상기 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극은 상기 LTCC 모듈의 하부 방향으로 적층되어 형성된다. Preferably, the combiner 602, external electrodes of the first and second internal capacitors 701 and 703, and the inductor 705 are formed on the uppermost layer of the LTCC module. In addition, the one or more dielectric layers, the one or more internal electrodes and the external electrodes of each of the first and second internal capacitors 701 and 703 are formed by being stacked in the lower direction of the LTCC module.

도 8c 내지 도 8g에는 도 7에 도시된 본 발명의 증폭기 내부 정합 회로 및 결합기 구조의 각 층별 패턴을 도시하였다. 도 8c는 적층 구조의 최상위 층의 패턴을 나타낸 도면으로서, 상술한 바와 같이, 결합기(602), 제 1 및 제 2 내부 캐패시터(701, 703) 및 인덕터(705)가 집적화되어 구현되어 있다. 즉, 결합기(602)와 정합 회로(601)의 인덕터(705)는 최상위 면에 구현되게 되고 정합 회로용 제 1 및 제 2 내부 커패시터들(701, 703)은 최상위 층의 면적과 도 8d 내지 8f에 형성된 각 내부 층들이 중첩되어 큰 용량성을 가질 수 있게 된다. 그리고, 도 8g에 나타낸 바와 같이, 최저 층에는 그라운드 패턴이 형성되고, 이는 소자의 패키지와 연결되어 전기적 그라운드 연결을 형성하게 된다.8C to 8G show each layer pattern of the amplifier internal matching circuit and the combiner structure of the present invention shown in FIG. FIG. 8C illustrates a pattern of the uppermost layer of the stacked structure. As described above, the combiner 602, the first and second internal capacitors 701 and 703, and the inductor 705 are integrated. That is, the inductor 705 of the combiner 602 and the matching circuit 601 is implemented on the top surface, and the first and second internal capacitors 701 and 703 for the matching circuit have an area of the top layer and FIGS. 8D to 8F. Each of the inner layers formed thereon may overlap to have a large capacitive capacity. And, as shown in Figure 8g, a ground pattern is formed in the lowest layer, which is connected to the package of the device to form an electrical ground connection.

도 7에 도시된 바와 같이, LTCC 기술을 이용하여 내부 정합 회로 및 결합기의 구조를 구현함에 따라, 높은 유전율과 적층 구조의 구현이 가능하여, 선로의 길이를 최소화할 수 있고 커패시터, 인덕터를 작은 면적으로 구현할 수 있다. 따라서, 이러한 본 발명의 구조는 앞서 언급된 반도체 커패시터와 본딩 와이어를 이용한 정합 회로, 그리고 PCB 상에 전송 선로를 이용하여 구현한 결합기 구조를 일체화한 초소형 구조로 볼 수 있으며, 소자의 패키지 내부에 포함되어 구현됨으로써, 반도체 커패시터와 와이어 본딩 공정을 생략할 수 있으며 소자 패키지를 한 개만 사용해도 되기 때문에 증폭기 제작 비용을 절감할 수 있다. 그리고, 큰 면적을 차지하는 결합기를 소형화하였기 때문에 증폭기 전체 크기를 소형화되어 제조 비용을 보다 절감할 수 있다. 또한, 내전압 특성이 우수한 LTCC 재료를 사용한다면, 고출력을 위해 고전압을 가해야 하는 증폭기에도 적용가능하다.As shown in FIG. 7, by implementing the structure of the internal matching circuit and the coupler using LTCC technology, it is possible to implement a high dielectric constant and a stacked structure, so that the length of the line can be minimized and the capacitor and the inductor have a small area. Can be implemented. Therefore, the structure of the present invention can be seen as a microstructure integrating the above-described matching circuit using a semiconductor capacitor and bonding wire, and a coupler structure implemented using a transmission line on a PCB, and included in the package of the device. In this case, the semiconductor capacitor and the wire bonding process can be omitted, and the cost of manufacturing the amplifier can be reduced because only one device package is used. In addition, since the size of the combiner that occupies a large area is reduced, the overall size of the amplifier can be reduced, thereby further reducing manufacturing costs. In addition, if the LTCC material having excellent withstand voltage characteristics is used, it is also applicable to an amplifier that requires high voltage for high power.

도 9에 소자 패키지 내부에 구현된 LTCC 적층 구조가 도시되어 있다. 도 9의 LTCC 적층체에는 본 발명에 따른 결합기와 내부 정합 회로가 집적되어 구현되어 있다. 즉, 본 발명에 의한 구조를 적용하면 도면 13에서와 같이 한 개의 소자 패키지 내부에 결합기 구조, 내부 정합 회로를 모두 집적화하여 구현할 수 있기 때문에 여러 개의 소자 패키지를 외부에서 결합시키는 기존회로를 작은 크기와 적은 비용으로 구현할 수 있다.9 shows an LTCC stack structure implemented inside a device package. In the LTCC stack of FIG. 9, a coupler and an internal matching circuit according to the present invention are integrated and implemented. That is, when the structure according to the present invention is applied, as shown in FIG. 13, since the coupler structure and the internal matching circuit can be integrated in one device package, the existing circuit for coupling several device packages from the outside can be implemented in a small size. It can be implemented at low cost.

도 10에는 본 발명에 의해 결합된 내부 정합 회로 및 결합기의 출력 특성 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 도 10에서, 점선으로 표시된 출력(19)은 소자 한 개의 출력이고 실선으로 표시된 출력(20)은 본 발명에 의한 구조에 의해 결합된 소자의 출력이다. 각 상황에서 포화된 출력을 보면 단일 소자에서의 출력 48.67 dBm이 결합 후 51.29 dBm으로 약 2배 증가한 것을 확인할 수 있었다. 정확히 2배가 되지 않는 것은 결합기 구조의 손실에 의한 것인데 이는 종래기술에 의한 외부 결합기에서 나타나는 손실과 상응하거나 작은 수준이다.
10 is a graph showing the output characteristics of the internal matching circuit and coupler coupled by the present invention. In Fig. 10, the output 19 indicated by the dotted line is the output of one element and the output 20 indicated by the solid line is the output of the elements combined by the structure according to the present invention. In each situation, the saturated output showed that the output 48.67 dBm from a single device increased approximately 51.29 dBm after coupling. Not exactly doubled is due to the loss of the coupler structure, which is equivalent to or less than the loss seen in the external coupler of the prior art.

102, 306, 602: 결합기 103: 출력단
204: 선로 301: 증폭기 회로
302: 증폭기 모듈 305: GaN FET 소자
407: 고출력 칩 408, 701, 703: 커패시터
409: 본딩 와이어 500, 601: 내부 정합 회로
705: 인덕터
102, 306, 602: Combiner 103: Output stage
204: line 301: amplifier circuit
302: amplifier module 305: GaN FET device
407: high power chip 408, 701, 703: capacitor
409: bonding wire 500, 601: internal matching circuit
705: inductor

Claims (3)

LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조에 있어서,
LTCC 모듈 내부에 형성되는 둘 이상의 내부 정합 회로들; 및
상기 LTCC 모듈 내부에 형성되며, 상기 둘 이상의 내부 정합 회로를 결합시키기 위한 결합기를 포함하며,
상기 둘 이상의 내부 정합 회로들 각각은,
하나 이상의 유전체 층, 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극을 갖는 제 1 내장 커패시터;
하나 이상의 유전체 층, 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극을 가지며, 상기 제 1 내장 커패시터와 소정 거리 이격된 제 2 내장 커패시터; 및
상기 제 1 내장 커패시터 및 상기 제 2 내장 커패시터 사이에 형성되며, 상기 제 1 내장 커패시터 및 상기 제 2 내장 커패시터의 최상위의 전극들과 그 양단이 전기적으로 연결되는 인덕터를 포함하고,
상기 결합기 및 상기 제 1 및 제 2 내장 커패시터의 외부 전극들, 및 상기 인덕터는 상기 LTCC 모듈의 최상위 층에 형성되는 것을 특징으로 하는
LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조.
In the internal matching circuit and the combiner structure of the high power amplifier using LTCC,
Two or more internal matching circuits formed inside the LTCC module; And
Is formed inside the LTCC module, and includes a coupler for coupling the two or more internal matching circuits,
Each of the two or more internal matching circuits,
A first embedded capacitor having at least one dielectric layer, at least one inner electrode and an outer electrode;
A second embedded capacitor having at least one dielectric layer, at least one internal electrode, and an external electrode, the second embedded capacitor spaced apart from the first embedded capacitor by a predetermined distance; And
An inductor formed between the first embedded capacitor and the second embedded capacitor, the inductor electrically connected to the uppermost electrodes of the first embedded capacitor and the second embedded capacitor;
The coupler, external electrodes of the first and second embedded capacitors, and the inductor are formed on the uppermost layer of the LTCC module
Internal Matching Circuit and Coupler Structure of High Power Amplifier Using LTCC.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 내장 커패시터의 상기 하나 이상의 유전체 층, 상기 하나 이상의 내부 전극 및 외부 전극은 상기 LTCC 모듈의 하부 방향으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는
LTCC를 이용한 고출력 증폭기의 내부 정합 회로 및 결합기 구조.
The method of claim 1, wherein the one or more dielectric layers, the one or more internal electrodes and the external electrodes of the first and second internal capacitors are stacked in the lower direction of the LTCC module.
Internal Matching Circuit and Coupler Structure of High Power Amplifier Using LTCC.
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