[實用新型]一種基于四堆疊技術(shù)的高頻高功率高效率復(fù)合晶體管管芯

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821310204.5
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN208656726U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄔海峰;滑育楠;陳依軍;胡柳林;呂繼平;童偉;王測天
• 申請（專利權(quán)）人: 成都嘉納海威科技有限責任公司
• 主分類號: H03F1/56
• 分類號: H03F1/56;H03F3/193;H03F3/21;H03F3/24
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

本實用新型公開了一種基于四堆疊技術(shù)的高頻高功率高效率復(fù)合晶體管管芯，包括輸入奇模電阻網(wǎng)絡(luò)、第一內(nèi)匹配四堆疊放大網(wǎng)絡(luò)、第二內(nèi)匹配四堆疊放大網(wǎng)絡(luò)、第三內(nèi)匹配四堆疊放大網(wǎng)絡(luò)、第四內(nèi)匹配四堆疊放大網(wǎng)絡(luò)、三級自偏分壓網(wǎng)絡(luò)和輸出奇模電阻網(wǎng)絡(luò)。本實用新型所實現(xiàn)的高頻高功率高效率復(fù)合晶體管管芯，具有輸出功率高、最佳負載阻抗高、管芯面積小等優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于射頻功率放大器晶體管管芯和集成電路與SiP技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于四堆疊技術(shù)的高頻高功率高效率復(fù)合晶體管管芯的設(shè)計。

背景技術(shù)

隨著移動通信、軟件無線電、無線局域網(wǎng)(WLAN)等無線通信市場的快速發(fā)展，射頻前端組件也要求隨之向高集成、低功耗、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉的方向發(fā)展。射頻與微波功率放大器作為發(fā)射機的重要模塊，是整個發(fā)射機中耗能最多的電路，主要由功率放大器晶體管管芯和外圍匹配電路構(gòu)成。當采用半導(dǎo)體集成電路工藝設(shè)計實現(xiàn)功率放大器管芯時，其性能和成本受到了一定制約，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

(1)高頻高功率能力受限：受到半導(dǎo)體工藝的發(fā)展和晶體管尺寸等比例縮小的影響，當晶體管的柵長越來越短時，晶體管的高頻增益特性越好，但是其擊穿電壓會降低，從而限制了晶體管漏極輸出電壓擺幅，進而限制了單一晶體管的高頻功率容量。目前，為了獲得高頻高功率特性，典型的解決方案采用大柵寬尺寸的晶體管，在保證漏極電壓不變的前提下，利用電流合成的方式增大功率容量。但是，這種解決方案卻增加了柵源電容，降低了輸入阻抗與最佳負載阻抗，增大了電路阻抗匹配的設(shè)計難度。

(2)高頻寬帶高效率能力受限：在保證高頻的高功率輸出的條件下，由于傳統(tǒng)解決方案導(dǎo)致晶體管阻抗大大降低，電路設(shè)計者必須要在很寬的頻帶內(nèi)實現(xiàn)50歐姆阻抗到極低阻抗的阻抗變換，并且盡可能小的引入帶內(nèi)插損，這給寬帶高效率指標帶來了嚴峻的設(shè)計考驗。

(3)高頻高功率增益受限：收到晶體管寄生參數(shù)的影響，射頻與微波功率放大器晶體管管芯工作頻率越低，其功率增益越低，為了獲得良好的高增益特性，往往需要選用擊穿電壓低的晶體管類型，這樣是以犧牲功率容量的代價來獲得高增益特性的。

目前，常見的高頻高功率放大器管芯的結(jié)構(gòu)比較單一，往往都是采用單一晶體管多路縱向合成的結(jié)構(gòu)，或者直接采用大柵寬尺寸的晶體管，要想同時滿足各項高功率高效率的要求十分困難，通常，其阻抗匹配的實現(xiàn)是以降低效率，或者降低工作帶寬等為代價來獲得的。

由此可以看出，射頻與微波功率放大器晶體管管芯設(shè)計難點為：(1)高頻高功率輸出難度較大；(2)高頻寬帶高效率難度較大；(3)高頻高功率增益受限。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提出一種基于四堆疊技術(shù)的高頻高功率高效率復(fù)合晶體管管芯，具有高功率輸出能力、高功率增益、高最佳負載阻抗、芯片面積小且成本低等優(yōu)點。