[發明專利]用于RF功率放大器封裝件的集成無源器件

有效

• 申請號: 201710601968.3
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107644852B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 約翰內斯·A·M·德波特;弗雷爾克·范瑞哲;約爾丹·康斯坦丁諾夫·斯蒂什塔洛夫
• 申請（專利權）人: 安普林荷蘭有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 江海;姚開麗

公開了一種用于RF功率放大器封裝件的集成無源器件。本發明涉及一種射頻(RF)功率晶體管封裝件。本發明還涉及一種包括這種RF功率晶體管封裝件的移動電信基站，并且涉及一種適用于RF功率放大器封裝件的集成無源管芯。根據本發明，使用了封裝件內阻抗網絡，該阻抗網絡連接至布置在封裝件內部的RF功率晶體管的輸出端。該網絡包括：第一電感元件，具有第一端子和第二端子，該第一端子電連接至RF晶體管的輸出端；諧振單元，電連接至第一電感元件的第二端子；以及第二電容元件，電連接在諧振單元和地之間。根據本發明，第一電容元件與第二電容元件串聯布置。

技術領域

本發明涉及一種射頻(RF)功率放大器封裝件。本發明還涉及一種包括這種RF功率放大器封裝件的移動電信基站，并且涉及一種適用于這種RF功率放大器封裝件的集成無源管芯。

背景技術

RF功率放大器封裝件在本領域中是已知的。這樣的封裝件包括封裝件和半導體管芯，該管芯被布置在封裝件內部并且設置有RF功率晶體管。RF功率晶體管具有輸出電容，并且被配置成在工作頻率下放大信號。通常，阻抗網絡布置在封裝件內部以提供阻抗匹配和/或濾波。這些封裝件通常用在移動通信市場的基站中。

移動通信市場的演變基本上是通過不斷增長的數據量和傳輸速度來驅動的，從而需要越來越大的瞬時信號帶寬。為了線性地放大寬帶信號并且最小化存儲效應，需要使用非常低的阻抗來終止在相對低的頻率下出現的二階互調失真(IMD)產物。如果RF功率晶體管在這些頻率下所看到的阻抗過高，則不需要的信號分量的幅度會增大并且晶體管的偏置會由于低頻IMD產物進入偏置電路的反饋而受到影響。

RF功率放大器的另一重要方面是以所期望的功率級傳送輸出信號的能力。為此，重要的是，對RF功率晶體管適當地進行阻抗匹配。在理想情況下，RF功率晶體管所看到的有效負載應該只有小的電抗部分。然而，在實踐中，大多數RF功率晶體管具有相當大的輸出電容。例如，被配置成提供150瓦特范圍內的輸出功率的典型橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)晶體管具有大約50pF的漏極-源極電容。在移動基站市場中位于600MHz至3.5GHz及以上的范圍內的感興趣頻帶中，該電容強烈地影響LDMOS的漏極處所看到的阻抗。

圖1A示出了解決上述輸出電容的影響的已知電路拓撲結構。該電容由Cds表示并且存在于場效應晶體管(FET)的漏極(d)和源極(s)之間。在圖1A中，由L1和C1形成的串聯諧振電路連接至FET的漏極。Z_負載模擬了向FET提供的負載，并且L_饋電模擬了偏置電路的饋電電感。

由于C1具有相對大的電容值，C1被配置成在FET的RF工作頻率下用作信號地。L1被選擇成使得L1在工作頻率或者接近工作頻率時與Cds諧振。這使得FET所看到的阻抗的電抗部分在工作頻率下能夠足夠小。然而，同時C1在低頻下將與偏置電路的饋電電感L_饋電諧振。這將在FET的漏極處所看到的阻抗中引入峰值，如圖1B所示。

為了減輕該問題，引入了不同的拓撲結構，如圖2A所示。該拓撲結構與圖1A中的拓撲結構不同之處在于，該拓撲結構包括另一電感L2和另一電容器C2。C2具有電連接至L2的一個端子和電連接至地的另一端子。

類似于圖1A，C2應該非常大，更具體地遠遠大于C1，并且C2在RF頻率和較低頻率下用作地。為簡單起見，在圖1A和圖2A中的拓撲結構中使L1、Cds以及C1使用相同的部件值。

類似于圖1B，圖2A中的電路將示出第一諧振，該第一諧振發生在與C2和L_饋電之間的諧振有關的相對低的第一諧振頻率處，但是由于L2和C1的影響而在較低的頻率處發生第一諧振。然而，將在與L2和C1的諧振有關的中間第二諧振頻率處發生第二諧振。L2和C1形成并聯諧振電路，該并聯諧振電路將在L2和C1的諧振頻率附近顯示出在高的正電抗部分與高的負電抗部分之間的轉變。該電抗部分將產生圖2B所示的第二諧振。