[發明專利]內匹配的高頻大功率晶體管

無效

• 申請號: 201210260517.5
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102769441A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 戈勤;鄭英奎;彭銘曾;劉新宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03H7/38
• 分類號: H03H7/38;H01L29/772
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 朱海波

技術領域

本發明涉及功率器件領域，尤其涉及一種內匹配的高頻大功率晶體管。

背景技術

大尺寸微波功率晶體管由于工作頻率高、管芯的輸入輸出阻抗較低，寄生效應影響嚴重，使得阻抗匹配網絡的設計越來越困難，若直接將管芯裝入管殼封裝，加上管殼分布參數的影響，使得它與特性阻抗為50ohm的微波系統匹配更加困難，大大限制了晶體管的功率輸出和工作帶寬。因此對微波功率管發展了一種內匹配技術，即在封裝管殼內部采用MIM電容（金屬-絕緣體-金屬電容）和鍵合線構成阻抗匹配電路，直接與晶體管管芯相連，減少寄生參量的影響。

另一方面，在大尺寸微波功率晶體管的研制中，隨著功率器件尺寸的不斷增大，功率器件出現增益高、相位不一致性高、寄生效應嚴重等問題，很可能導致各種振蕩，從而直接影響到高頻功率器件的正常工作，甚至導致其燒毀。

為了提高功率晶體管的穩定性，通常在晶體管柵極端口串聯RC網絡，該網絡可以很好的改善晶體管的穩定性，但是它極大的限制了晶體管輸入匹配網絡的帶寬，而且有時非常不便于裝配；如果將RC網絡加載在射頻信號輸入端口，裝配簡單易行，而且對晶體管的輸入阻抗影響較小，但是這種連接方式并不能改善很多高增益微波功率晶體管的穩定性。另一種方式是在晶體管柵極并接一個小電阻與電感、電容的串聯網絡，該方式對晶體管輸入阻抗的影響較小，但是小電阻，比如5歐姆以下的電阻，對薄膜電阻的制作工藝要求較高，不經濟實用，有些工藝甚至不能提供此量級的電阻。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種內匹配的高頻大功率晶體管，其裝配簡單易行，并具有寬工作頻帶的潛力。

根據本發明的一個方面，提供一種內匹配的高頻大功率晶體管，包括晶體管、輸入匹配網絡、輸出匹配網絡和穩定網絡；其特征在于，所述穩定網絡由電阻、電容、第一電感和第二電感串聯構成，其兩端分別與所述晶體管的柵極和漏極相連。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：提高了高頻大功率晶體管的穩定性：通過串聯在器件的柵極與漏極間穩定網絡，提高了功率管輸入輸出之間的隔離度，從而改善高頻大功率晶體管的穩定性；改善了高頻大功率晶體管輸入阻抗的Q值，為寬帶匹配網絡的設計提供了便利；無需額外增加封裝管殼的尺寸，提高了管殼空間利用率，給寬帶輸入輸出內匹配網絡的設計提供了較大的自由度。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為根據本發明的內匹配的高頻大功率晶體管的俯視圖；

圖2為根據本發明的內匹配的高頻大功率晶體管的等效電路圖；

圖3為根據本發明的內匹配的高頻大功率晶體管的穩定系數K因子的仿真數據圖。

圖4為根據本發明的內匹配的高頻大功率晶體管的小信號S參數仿真數據圖。

附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。

下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本發明提供了各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域技術人員可以意識到其他工藝的可應用性和/或其他材料的使用。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發明省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本發明。

下面，將結合圖1和圖2，對內匹配的高頻大功率晶體管進行具體地描述。

參考圖1，本發明提供一種內匹配的高頻大功率晶體管，包括晶體管14、輸入匹配網絡、輸出匹配網絡和穩定網絡；其特征在于，所述穩定網絡由電阻3、電容6、第一電感7和第二電感8串聯構成，其兩端分別與所述晶體管14的柵極9和漏極10相連。