[發(fā)明專利]具有諧波控制電路的射頻功率放大器及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880092546.0
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN112106294A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 王占倉;賀陳
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H03F3/26
• 分類號: H03F3/26;H03F1/56
• 代理公司: 北京市路盛律師事務所 11326
• 代理人: 李宓;陳靜

公開了一種具有諧波控制電路的射頻功率放大器及其制造方法。根據(jù)實施例，射頻功率放大器包括：平面電介質基板(60)、第一導電層(61)和第二導電層(62)。第一導電層(61)設置在平面電介質基板(60)的第一側上。第二導電層(62)設置在平面電介質基板(60)的第二側上。第一導電層(61)具有包括一個或多個諧波控制電路(51)的圖案。第二導電層(62)充當接地平面。平面電介質基板(60)的第二側與平面電介質基板(60)的第一側相對。

技術領域

本公開的實施例總體上涉及電子部件領域，并且更具體地，涉及具有諧波控制電路的射頻功率放大器及其制造方法。

背景

本節(jié)介紹了可以有助于更好地理解本公開的方面。因此，本節(jié)的陳述應從這種角度來閱讀，而不應被理解為對現(xiàn)有技術中存在的內容或對現(xiàn)有技術中不存在的內容的承認。

當前，在各種候選中，Doherty功率放大器(PA)是基礎設施基站無線電發(fā)射機的主流解決方案。傳統(tǒng)的Doherty PA結構使用線性放大器單元，例如AB/B類和C類偏置載波和峰值放大器。隨著現(xiàn)代數(shù)字預失真(DPD)方案的發(fā)展，可以為Doherty PA使用非線性放大器單元(例如E類、F類和F^-1類模式放大器)，以在效率與線性之間進行權衡。

對于Doherty PA中的線性和非線性放大器，具有諧波控制的放大器單元可以被用作直接方法以便提高整體效率。圖1顯示了在具有不同載波和峰值放大器技術的理想情況下諧波控制對Doherty PA效率的影響。圖1中的虛線曲線對應于沒有諧波控制的DohertyPA，而實線對應于有諧波控制的Doherty PA。可以看出，在理想情況下，諧波控制可以顯著提高Doherty PA的效率。特別地，具有非線性放大器單元的諧波控制的Doherty PA可以分別在斷點(對應于6dB回退)和峰值功率點(對應于0dB回退)獲得100％的理想效率。

諧波控制電路(HCC)可以，例如，在有源器件封裝或有源器件裸片外部提供的單獨的印刷電路板(PCB)上實現(xiàn)。HCC實現(xiàn)的另一種方法是在芯片上，通過使用鍵合線連接電容器或集成無源器件(IPD)，或者通過將無源器件單片集成在單片微波集成電路(MMIC)上。無源器件可以與有源器件位于同一半導體基板上，也可以位于單獨的基板上。

在下一代射頻(RF)功率放大器(PA)設計中，已經通過使用例如氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管(HEMT)技術開發(fā)了寬帶或多頻帶RF PA。為了與此類PA配合使用，所需的諧波控制電路(HCC)可能具有諸如RF信號基波分量(fundamental components)的獨立性、易于物理實現(xiàn)、對功率放大器的匹配網絡不敏感等特征。

在第一種現(xiàn)有解決方案中，公開了一種如圖2所示的HCC 221。HCC221包括集成在導電圖案222中的互補開環(huán)諧振器(例如，互補裂環(huán)諧振器，簡稱為CSSR)224，以產生分流諧振器，該分流諧振器被配置為在至少一個調諧頻率上充當短路終端。導電圖案222設置在第一導電層中。第一導電層設置在平面電介質基板223的第一側上，并且面對在平面電介質基板223的相對側上的第二導電層。第二導電層充當接地平面。具有集成的互補開環(huán)諧振器224的導電圖案222可以是射頻(RF)設備的匹配網絡的一部分。

對于第一種現(xiàn)有解決方案的現(xiàn)有HCC設計，將HCC嵌入具有大布局空間的導電圖案中。

在第二種現(xiàn)有解決方案中，公開了一種RF功率放大器，其包括片上晶體管26和形成在半導體基板上的片上諧波終端電路。如圖3所示，偏置電路24適于作為諧波終端電路，以在信號諧波頻率上產生有效的低阻抗，同時具有向放大器級供應直流(DC)功率的能力。偏置電路24采用包括旁路電容器32、小電容器34和RF扼流圈30的pi網絡的形式。該pi網絡通過預定長度的傳輸線36耦合到有源器件26的輸出，該預定長度的傳輸線36被調諧以在操作的頻率帶內獲得最佳功率附加效率。