SE528473C2 - Monolitiskt integrerad effektförstärkaranordning - Google Patents

Monolitiskt integrerad effektförstärkaranordning

Info

Publication number
SE528473C2
SE528473C2 SE0500452A SE0500452A SE528473C2 SE 528473 C2 SE528473 C2 SE 528473C2 SE 0500452 A SE0500452 A SE 0500452A SE 0500452 A SE0500452 A SE 0500452A SE 528473 C2 SE528473 C2 SE 528473C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
transistors
amplifier device
amplifier
fingers
power
Prior art date
Application number
SE0500452A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0500452L (sv
Inventor
Torkel Arnborg
Original Assignee
Infineon Technologies Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies Ag filed Critical Infineon Technologies Ag
Priority to SE0500452A priority Critical patent/SE528473C2/sv
Priority to CNB2006800001845A priority patent/CN100492884C/zh
Priority to DE602006021150T priority patent/DE602006021150D1/de
Priority to EP06703879A priority patent/EP1854207B1/en
Priority to PCT/EP2006/000738 priority patent/WO2006089614A1/en
Priority to KR1020067025883A priority patent/KR100816904B1/ko
Publication of SE0500452L publication Critical patent/SE0500452L/sv
Publication of SE528473C2 publication Critical patent/SE528473C2/sv
Priority to US11/605,211 priority patent/US7330077B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0207—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232—Field-effect technology
    • H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823475—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type interconnection or wiring or contact manufacturing related aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41758—Source or drain electrodes for field effect devices for lateral devices with structured layout for source or drain region, i.e. the source or drain region having cellular, interdigitated or ring structure or being curved or angular
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0277—Selecting one or more amplifiers from a plurality of amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0288—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Landscapes

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

Description

észs 473 funktionsavbrott utan att det resulterar i ett totalt genom- brott hos sändaren. Effektkombinerare måste användas i många fall, eftersom det inte finns andra alternativ.
I forskningslaboratorier har många nya implementeringar av gamla koncept, såsom Doherty, Chireix och Kahn provats. En schematisk bild av den klassiska Doherty-förstärkaren visas i figur 2.
Redogörelse för uppfinningen Huvudproblemet med feed forward- och kopplingstekniker är den låga effektiviteten avseende effekt.
Doherty-, Chireix- och Kahn-förstärkarna uppfyller de önskade specifikationerna men de är mycket svåra att realisera med den spridning som typiskt uppträder i elektriska parameterdata.
Vidare är de alla beroende av effektkombinerare, vilket inte är särskilt yteffektivt.
Det är följaktligen ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en monolitiskt integrerad högeffektförstärkaranord- ning för mikrovàgsfrekvensområdet, vilket överkommer de prob- lem och begränsningar som förknippas med anordningar enligt den kända tekniken.
Det är ett särskilt syfte med uppfinningen att åstadkomma en sådan anordning, som har hög linearitet och hög effektivitet.
Det är ännu ett syfte med uppfinningen att åstadkomma en sådan anordning, som upptar mindre yta än effektförstärkare enligt teknikens ståndpunkt.
Det är ytterligare ett syfte med uppfinningen att åstadkomma en sådan anordning, som kan framställas i varje MOS-process utan behov av ytterligare processteg.
Dessa syften uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst anordningar i enlighet med bifogade patentkrav. rszs 47s En monolitiskt integrerad högeffektförstärkaranordning för mikrofrekvensområdet enligt föreliggande uppfinning innefattar åtminstone två transistorer anslutna i en lastmodulerings- eller Doherty-konfiguration, varvid antalet transistorer som är i funktion beror på drivnivån. Transistorerna har var och en en fingertypslayout, vari fingrar från olika transistorer är inflätade.
Företrädesvis är emittrarna (eng. sources) hos transistorerna anslutna till varandra, medan styrena och kollektorerna (eng. drains) hos transistorerna har separata anslutningar för anslutning till separata kapselben.
Ett LC-baserat passivt nätverk framställt integrerat med för- stärkaranordningen utför företrädesvis effektkombinerings- funktionen lokalt på chipsfingernivå, där processvariationer och asymmetrier är försumbara.
Härigenom erhålles en fullt integrerad effektförstärkaranord- ning för mikrovågsfrekvensområdet som har en i kapseln.bildad effektkombineringsanordning. Anordningen upptar mycket mindre yta än kretskortslösningar enligt teknikens ståndpunkt gör.
Ytterligare kännetecken hos och fördelar med uppfinningen kommer att bli uppenbara från den detaljerade beskrivningen av föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning givna här nedan och de medföljande figurerna 1-ll, vilka endast ges i illustrerande syfte och skall således icke vara begränsande för föreliggande uppfinning.
Kort beskrivning av ritningarna Figurerna l och 2 illustrerar schematiskt förstärkaranord- ningar enligt teknikens ståndpunkt.
Figur 3 illustrerar schematiskt en monolitiskt integrerad effektförstärkaranordning enligt en utföringsform av före- liggande uppfinning. f528 473 Figur 4 är en schematisk layout av en LDMOS-transistorstruk- tur, som innefattas i effektförstärkaranordningen i figur 3.
Figurerna 5-ll är diagram som illustrerar olika simulerade transistorkaraktäristika hos effektförstärkaranordningen i figur 3, såsom jämfört med anordningar enligt teknikens stånd- punkt.
Detaljerad beskrivning av utföringsformer I figur 3 illustreras schematiskt en monolitiskt integrerad högeffektförstärkaranordning för mikrovâgsfrekvensomràdet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.
Effektförstärkaranordningen innefattar två transistorer 31, 33 anslutna i en lastmodulerings- eller Doherty-konfiguration.
Den vänstra delen betecknas huvudförstärkare och den högra delen betecknas toppförstärkare. Ett karakteristikum hos Doherty-förstärkaren är att toppförstärkaren kopplas från vid låg inmatningseffekt, varvid huvudförstärkaren tillåts utföra förstärkningen. När huvudförstärkaren börjar komprimera, slås toppförstärkaren gradvis pà. Slutligen, vid maximal inmat- ningseffekt, är båda förstärkarna anslutna parallellt och bidrar lika mycket till effektförstärkningen.
I den analoga kretsimplementeringen tages styrningen av effektleveransen om hand automatiskt av en smart design hos kretsarna. Två viktiga ingredienser används: load pull-verkan och klass C~förspänningen hos toppförstärkaren. I litteraturen har Doherty-förstärkaren analyserats endast för särskilda fall: vid låg inmatningseffekt när endast huvudförstärkaren är i funktion och vid maximal inmatningseffekt när både huvudför- stärkaren och toppförstärkaren bidrar lika mycket till för- stärkningen. Den mer komplicerade funktionsmoden, när toppför- stärkaren assisterar huvudförstärkaren, kan endast studeras genom experiment och simuleringar. is2at47sl Funktionen hos den klassiska Doherty-förstärkaren har beskri- vits i detalj i litteraturen, se Steven Cribbs, ”RF Power Amplifiers for Wireless Communication", Artech House Pub- lishers, 1999, och Steven Cribbs, ”Advanced Techniques in RF Power Amplifier Design””, Artech House Publishers, 2002.
För en klassisk Doherty-förstärkare designad för en kollektor- spänning Vm,av 28V, och en maximal ström av omkring 15 mA, måste lasten transformeras av kvartsváglängdstransformatorn till halva den karaktäristiska impedansen. En lösning är en karaktäristisk impedans Z0 av 1 ohm och en last ZL av 0,5 ohm.
Detta skulle ge Z0*Z0/ZL = 2 ohm för lågeffektfunktion, såsom i en konventionell förstärkare och två gånger detta värde eller 4 ohm för varje förstärkare med hänsyn tagen till load pull hos den andra vid maximal inmatningseffekt.
Huvudförstärkaren och toppförstärkaren i effektförstärkaran- ordningen i figur 3 är i enlighet med uppfinningen anslutna via ett integrerat bildat passivt nätverk 36 i stället för kvartsvàglängdstransformatorn (Ä/4) som används i den klassiska Doherty-förstärkaren. Det passiva nätverket är en diskret elementlösning innefattande två shuntkondensatorer C1, C2 och en seriellt ansluten induktor L1. Kapacitans- och induktans- värdena beräknas från wCZo =1 och coL=Zo där Z0 är en karaktäristisk impedans och m/Zn är driftsmikro- vàgsfrekvensen.
Genom bildandet av ett passivt nätverk på chipset, såsom effektkombineringsanordning erhålles en yteffektiv kapslad transistor som undviker det ytterligare utrymmet som behövs för separata effektkombinerare i PCB-baserade förstärkarlös- ningar. 528 473 Emittrarna hos transistorerna 31, 33, betecknade med 34 i figur 3, är typiskt kortslutna, vilket schematiskt indikeras vid 35.
Transistorerna 31, 33 i den uppfinningsenliga förstärkaranord- ningen implementeras, såsom en LDMOS-transistorstruktur med en fingertypslayout, sàsom.illustreras i figur 4. Notera att en- dast en del av transistorstrukturen visas i figur 4. Fingrarna 41-45 från olika av transistorerna 31, 33 är inflätade.
Kombineringen av mikrovågsfrekvenseffekten hos transistorerna anordnas att äga rum lokalt på chipsfingernivå, där process- variationer och asymmetrier är försumbara.
Styrefingrarna 42, 43 hos transistorerna har separata anslut- ningar 42a, 43a för anslutning till separata kapselbenr På liknande sätt har kollektorfingrarna 44, 45 hos transistorerna separata anslutningar 44a, 45a för anslutning till separata kapselben. De separata styre- och kollektoranslutningarna bil- das typiskt på en övre sida av den integrerade strukturen, medan emittrarna eller emittersinkerområdena 41 hos transisto- rerna ansluts på en undre sida av den integrerade strukturen.
Var och en av transistorerna innefattar multipla kollektor- fingrar 44, 45 anslutna till varandra, där var och en av kol- lektorfingrarna 44, 45 omges, på motsatta sidor, av styrefing- rar 42, 43 som företrädesvis tillhör samma transistor som kollektorfingret. Varje tvá intilliggande grupper med styre- fingrar 42, 43 anordnade på motsatta sidor om ett kollektor- finger 44, 45 separeras av ett emittersinkerområde 41, vilket delas av de två transistorerna.
Företrädesvis tillhör grupperna med styrefingrar 42, 43 anord- nade på motsatta sidor om ett kollektorfinger 44, 45 alterne- rande olika transistorer.
Det skall emellertid inses att den inflätade transistorstruk- turen kan bildas på ett flertal andra sätt kända av en fackman i 528 473 inom området. Emellertid kräver strukturen två separata styre- anslutningar, två separata kollektoranslutningar och en gemen- sam emitteranslutning i fallet då antalet transistorer som används för förstärkning i förstärkaranordningen är två.
Emellertid kan antalet transistorer vara mer än två. I ett allmänt fall med N transistorer i förstärkaranordningen kräver transistorstrukturen N transistorer, N separat styreanslut- ningar, N separata kollektoranslutningar och en gemensam emit- teranslutning. N-1 effektkombinerare i formen av passiva LC-nätverk krävs för att kombinera utmatningen från transis- torerna. Alla transistorer och passiva LC-nätverk bildas inte- grerat på ett enda chips.
Fingrarna hos alla transistorerna kan vara inflätade eller kan endast fingrarna från transistorerna i en grupp vara inflä- tade.
I fallet med N transistorer anslutna med N bondtrådar använda som induktorer i det passiva effektkombineringsnätverket, är kapacitansen hos var och en av shuntkondensatorerna C = 1/NmZ0 och induktansen hos var och en av de seriellt anslutna induk- torerna är L = ZON/w.
Såsom ett icke-begränsande exempel kan följande siffror pre- senteras. Givet en kollektorspänning av 28 V, en total kollek- torbredd av 85 mm, en frekvens f = w/2n av 1 GHz, Z0= 1 ohm, ZL= 0,5 ohm och ett antal N = 1 bondtrådar, skall varje kon- densator ha ett kapacitansvärde av omkring 80 pF och varje induktor skall ha ett induktansvärde av omkring 80 pH. Om N = 10, skall varje kondensator i varje effektkombinerings- nätverk ha ett kapacitansvärde av omkring 8 pF och varje induktor skall ha ett induktansvärde av omkring 800 pH.
Vidare skall det inses att transistorerna i förstärkaranord- ningen kan ha olika antal fingrar och olika totala bredder. 528 473 Uppfinningen har verifierats genom mikrovågskretssimulering.
Den valda transistorn är av LDMOS-typ. Varje internt matchningsnätverk har avlägsnats i var och en av transistorerna, eftersom det har används för Doherty- effektkombineringen.
Simuleringen resulterar i figurerna 5-7, vilka jämför den kon- ventionella förstärkaren, den klassiska Doherty-förstärkaren och den uppfinningsenliga kapslade Doherty-förstärkaren. Vär- deparametrarna är förstärkning, tredje ordningens skärnings- punkt, IP3 samt PAE (power added efficiency).
Figur 5 visar förstärkning som funktion av inmatningseffekt.
Inmatningseffekten bestäms i allmänhet av matchningsnätverken.
I detta fall drivs inmatningen direkt från en spänningsgenera- tor och effekten beräknas, såsom spänningsströmprodukten.
Doherty-förstärkarna har ett bidrag från de lediga toppför- stärkarna som minskar förstärkningen jämfört med den konven- tionella. Förstärkningsminskningen på grund av kompression förhindras partiellt i Doherty-förstärkarna. Skillnaden mellan den uppfinningsenliga kapslade Doherty-förstärkaren och den klassiska Doherety-förstärkaren är liten, inte bara för för- stärkningen utan för andra värdeparametrar. Anledningen är att CLC-nätverket med diskreta element för den första bäraren och tvâtonsexcitationsfallet studerat här är en god approximation av en kvartsvàglängdstransformator.
Figur 6 visar IP3 som funktion av inmatningseffekt. Ett all- mänt liknande uppträdande påträffas för samtliga tre förstär- kare. Emellertid, om man ser pà storleken hos kurvorna är dessa endast liknande vid låg inmatningseffekt. Vid högre inmatningseffekt visar kurvorna skillnader till förmån för den uppfinningsenliga jämte den konventionella Doherty-förstärka- ren. Detta är tack vare att toppförstärkarna blir aktiva. s2sk473k Figur 7 visar utmatningseffekt som funktion av inmatningsef- fekt. En drastisk skillnad i effektivitet mellan den kon- ventionella förstärkaren â ena sidan och den uppfinningsenliga jämte den konventionella Doherty-förstärkaren à den andra sidan är noterbar. Den konventionella förstärkaren visar effektivitet på procentnivå medan den uppfinningsenliga jämte den konventionella Doherty-förstärkaren visar effektiviteter på några tiotals procent. Toppvärdet för den konventionella förstärkaren är 10% och för den uppfinningsenliga jämte kon- ventionella Doherty-förstärkaren 40%.
Figur 8 visar utmatningseffekt som funktion av inmatningsef- fekt för huvudförstärkaren jämte toppförstärkaren i den upp- finningsenliga Doherty-förstärkaranordningen. Det kan noteras att toppförstärkaren gradvis levererar mer effekt och slutli- gen vid maximal inmatningseffekt bidrar toppförstärkaren med lika stor effekt som huvudförstärkaren.
Figurerna 9-ll visar lastlinjer, d.v.s. kollektor-emitterström som funktion av kollektor-emitterspänning, vid tre olika in- matningseffekter (0 dBm, 15 dBm och 35 dBm) för den konven- tionella förstärkaren (figur 9) för huvudförstärkaren i den uppfinningsenliga Doherty-förstärkaranordningen (figur 10) och för toppförstärkaren i den uppfinningsenliga Doherty-förstär- karanordningen (figur ll). Den höga lastlinjen kan betraktas såsom att ha ett ovanligt uppträdande på grund av LC-elementen som är närvarande. Emellertid kan en skillnad i medellutningen för de olika effektnivåerna noteras på grund av load-pull- fenomenet hos Doherty-förstärkaren.
Det är uppenbart från denna simuleringsstudie att den uppfin- ningsenliga kapslade Doherty-förstärkaranordningen uppträder liknande den klassiska Doherty-förstärkaren och kommer att ge en mycket bättre effektivitet än vad som är erhällbart med dagens anordningar. Samtidigt behövs inget ytterligare kort- utrymme för transmissionslinjeeffektkombinering. fa 528m 473 i 10 En ytterligare slutsats är att också en mera tät användning av mikrovàgsfrekvenseffektförstärkare som tillhandahålls medelst föreliggande uppfinning är fördelaktigt eftersom för samma anordningsyta kan effektiviteten kraftigt ökas.

Claims (15)

s2s 4731 ll Patentkrav
1. l. Monolitisk integrerad, högeffektförstärkaranordning för mikrovàgsfrekvensområdet innefattande: - ett flertal transistorer (31, 33) anslutna i en lastmod- ulationskonfiguration, varvid det antal av nämnda flertal transistorer som är i drift beror på drivnivån, kännetecknade av att: - nämnda flertal transistorer har, var och en, en fingertyps- layout, varvid fingrar (41-45) från olika av nämnda flertal transistorer (31, 33) är inflätade.
2. Förstärkaranordning enligt patentkrav 1, varvid - nämnda flertal transistorers emittrar (34, 41) är inflätade (35), och - nämnda flertal transistorers styren (42, 43) har separata anslutningar (42a, 43a) för anslutning till separata kapsel- ben.
3. Förstärkaranordning enligt patentkrav 2, varvid nämnda flertal transistorers kollektorer (44, 45) har separata an- slutningar (44a, 45a) för anslutning till separata kapselben.
4. Förstärkaranordning enligt något av patentkraven 1-3, varvid vart och ett av nämnda flertal transistorers kol- lektorer (44, 45) innefattar ett flertal inflätade kollektor- fingrar.
5. Förstärkaranordning enligt patentkrav 4, varvid styre- fingrar (42, 43) är anordnade pá motsatta sidor om var och en av kollektorfingrarna (44, 45).
6. Förstärkaranordning enligt något av patentkraven l-5, varvid varje två intilliggande grupper av styrefingrar (42, 43) anordnade på motsatta sidor om ett kollektorfinger (44, 45) är separerade av en emitterregion (41). :s2s47s 12
7. Förstärkaranordning enligt något av patentkraven l-6, varvid nämnda flertal transistorer (31, 33) är anslutna till varandra via en effektkombineringsanordning.
8. Förstärkaranordning enligt patentkrav 7, varvid nämnda effektkombineringsanordning består av ett passivt nätverk (36).
9. Förstärkaranordning enligt patentkrav 7 eller 8, varvid nämnda effektkombineringsanordning består av ett CLC-nätverk (C11 C21 L1)-
10. Förstärkaranordning enligt patentkrav 9, varvid nämnda CLC-nätverk innefattar två shuntkondensatorer (Cl, C2) och en seriellt ansluten induktor (L1) för alla utom en av nämnda flertal transistorer (31, 33).
11. ll. Förstärkaranordning enligt patentkrav 10, varvid kapa- citansen hos var och en av nämnda shuntkondensatorer är C = 1/(Nmzo), och induktansen hos var och en av nämnda seriellt anslutna induktorer är L = ZON/m, där Z0 är en karaktäristisk impedans, w/2n är en driftsmikrovågsfrekvens, och N är antalet av nämnda flertal transistorer (31, 33).
12. Förstärkaranordning enligt något av patentkraven 1-ll, varvid antalet av nämnda flertal transistorer (31, 33) är tvâ.
13. Förstärkaranordning enligt något av patentkraven l-ll, varvid antalet av nämnda flertal transistorer (31, 33) är högre än två.
14. Förstärkaranordning enligt något av patentkraven 1-13, varvid nämnda förstärkaranordning är en Doherty-förstärkare.
15. Förstärkaranordning enligt något av patentkraven 1-14, varvid åtminstone två av nämnda flertal transistorer (31, 33) har olika bredder.
SE0500452A 2005-02-28 2005-02-28 Monolitiskt integrerad effektförstärkaranordning SE528473C2 (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0500452A SE528473C2 (sv) 2005-02-28 2005-02-28 Monolitiskt integrerad effektförstärkaranordning
CNB2006800001845A CN100492884C (zh) 2005-02-28 2006-01-27 单片集成功率放大器装置
DE602006021150T DE602006021150D1 (de) 2005-02-28 2006-01-27 Monolithisch integrierte leistungsverstärkereinrichtung
EP06703879A EP1854207B1 (en) 2005-02-28 2006-01-27 Monolithically integrated power amplifier device
PCT/EP2006/000738 WO2006089614A1 (en) 2005-02-28 2006-01-27 Monolithically integrated power amplifier device
KR1020067025883A KR100816904B1 (ko) 2005-02-28 2006-01-27 모놀리식으로 집적된 마이크로파 주파수의 고전력 증폭기디바이스
US11/605,211 US7330077B2 (en) 2005-02-28 2006-11-28 Monolithically integrated power amplifier device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0500452A SE528473C2 (sv) 2005-02-28 2005-02-28 Monolitiskt integrerad effektförstärkaranordning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0500452L SE0500452L (sv) 2006-08-29
SE528473C2 true SE528473C2 (sv) 2006-11-21

Family

ID=36226433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0500452A SE528473C2 (sv) 2005-02-28 2005-02-28 Monolitiskt integrerad effektförstärkaranordning

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7330077B2 (sv)
EP (1) EP1854207B1 (sv)
KR (1) KR100816904B1 (sv)
CN (1) CN100492884C (sv)
DE (1) DE602006021150D1 (sv)
SE (1) SE528473C2 (sv)
WO (1) WO2006089614A1 (sv)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7609115B2 (en) * 2007-09-07 2009-10-27 Raytheon Company Input circuitry for transistor power amplifier and method for designing such circuitry
US7973684B2 (en) * 2008-10-27 2011-07-05 Microchip Technology Incorporated Self auto-calibration of analog circuits in a mixed signal integrated circuit device
WO2010125431A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Freescale Semiconductor, Inc. Wireless communication device and semiconductor package device having a power amplifier therefor
CN102281220B (zh) 2010-06-12 2015-04-29 华为技术有限公司 数据流处理方法、设备及系统
CN102339336A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 沈阳中科微电子有限公司 改善微波/射频功率放大器芯片热失效的设计方法
CN102130657A (zh) * 2010-09-14 2011-07-20 华为技术有限公司 一种功率放大器、不对称达赫笛功率放大设备和基站
JP5599364B2 (ja) * 2011-05-06 2014-10-01 三菱電機株式会社 ドハティ増幅器
CN103259494A (zh) * 2012-02-16 2013-08-21 京信通信系统（中国）有限公司 一种功率放大器
US8928411B2 (en) * 2012-12-31 2015-01-06 Silicon Image, Inc. Integration of signal sampling within transistor amplifier stage
CN104065351B (zh) * 2013-03-18 2017-02-22 宋胜君 一种基于单片集成电路的功率放大器
KR101729653B1 (ko) 2013-12-30 2017-04-25 한국전자통신연구원 질화물 반도체 소자
CN108370235B (zh) * 2015-12-17 2021-09-07 瑞士优北罗股份有限公司 功率放大器装置、包络跟踪放大器装置和放大信号的方法
JP7192099B2 (ja) * 2019-04-01 2022-12-19 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 モノリシック半導体装置およびハイブリッド半導体装置
US11108361B2 (en) 2019-08-15 2021-08-31 Nxp Usa, Inc. Integrated multiple-path power amplifier with interdigitated transistors
US11417644B2 (en) * 2020-06-17 2022-08-16 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Integration of multiple discrete GaN devices

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939485A (en) * 1988-12-09 1990-07-03 Varian Associates, Inc. Microwave field effect switch
US5420541A (en) * 1993-06-04 1995-05-30 Raytheon Company Microwave doherty amplifier
US5757229A (en) * 1996-06-28 1998-05-26 Motorola, Inc. Bias circuit for a power amplifier
JPH11261351A (ja) * 1998-03-09 1999-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電力増幅器ｍｍｉｃ
JP2001068556A (ja) * 1999-08-30 2001-03-16 Mobile Communications Tokyo Inc 高周波電力増幅用半導体装置
SE522892C2 (sv) 1999-09-28 2004-03-16 Ericsson Telefon Ab L M En förstärkarkrets för att förstärka signaler
WO2002025810A2 (en) 2000-09-22 2002-03-28 U.S. Monolithics, L.L.C. Mmic folded power amplifier
US6362689B1 (en) 2000-09-22 2002-03-26 U.S. Monolithics, L.L.C. MMIC folded power amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
EP1854207A1 (en) 2007-11-14
SE0500452L (sv) 2006-08-29
CN1954488A (zh) 2007-04-25
US20070146079A1 (en) 2007-06-28
DE602006021150D1 (de) 2011-05-19
KR20070088307A (ko) 2007-08-29
US7330077B2 (en) 2008-02-12
CN100492884C (zh) 2009-05-27
KR100816904B1 (ko) 2008-03-25
WO2006089614A1 (en) 2006-08-31
EP1854207B1 (en) 2011-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE528473C2 (sv) Monolitiskt integrerad effektförstärkaranordning
CN101170300B (zh) 高频功率放大器
CN1216457C (zh) 功率放大电路
CN103023448A (zh) 具有补偿性谐振器匹配拓扑的rf器件
JP5620804B2 (ja) 高周波電力増幅装置
US6730953B2 (en) Apparatus, methods and articles of manufacture for a low control voltage switch
JP5962462B2 (ja) 増幅器および無線通信装置
KR20110103292A (ko) 내부 정합 인덕터를 공유하는 무선 통신을 위한 병렬 증폭 장치
JP2008288769A (ja) 高周波回路、半導体装置、および高周波電力増幅装置
US7619470B2 (en) Power amplifier
EP3817223A1 (en) Doherty amplifier with complex combining load matching circuit
JP2008278345A (ja) 半導体装置
US20140333385A1 (en) Dual-band semiconductor rf amplifier device
EP2535935A2 (en) Semiconductor power amplifier
CN210405231U (zh) 功率放大电路
JP5799767B2 (ja) 電力増幅器
Larcher et al. A MEMS reconfigurable quad-band class-E power amplifier for GSM standard
CN104272587A (zh) 级联放大器以及放大电路
WO2010074615A1 (en) A multi stage amplifier
CN103166579B (zh) 放大装置
CN102265511B (zh) 功率放大器
JP2013009249A (ja) 電力増幅器
CN211089599U (zh) 功率放大模块以及通信终端
JP5752515B2 (ja) 増幅器
Dos Santos et al. A monolithic 0.35-µm SiGe Class E power amplifier designed at 1.9 GHz

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed