[发明专利]具有高功率密度的封装射频功率放大器

说明书

本发明涉及一种封装射频功率放大器。本发明还涉及一种包括该封装射频功率放大器的用于移动通信的蜂窝基站。根据本发明的封装RF功率放大器包括被耦接到射频功率晶体管的输出端的输出网络，其中，该输出网络包括在晶体管的输出端和封装的输出引线之间沿第一方向延伸的多个第一键合线、在射频功率晶体管的输出端和地之间串联连接的第二电感器和第一电容器、以及串联连接在地与第二电感器和第一电容器之间的结点之间的第三电感器和第二电容器。根据本发明，第一和第二电容器被集成在单个无源管芯上，并且第三电感器包括串联连接的第一部件和第二部件，其中，第一部件至少部分地沿第一方向延伸，并且第二部件至少部分地沿与第一方向相反的方向延伸。替代地，第三电感器基本上垂直于第一方向延伸。

技术领域

本发明涉及一种封装射频(Radio Frequency，RF)功率放大器。本发明还涉及一种包括该封装RF功率放大器的用于移动通信的蜂窝基站。

背景技术

图1示出了已知的RF功率放大器。图2示出了对应的等效电路图。已知的放大器1包括具有输出引线2、输入引线3和法兰4的封装。布置有RF功率晶体管6的有源管芯5被安装在法兰4上。RF功率晶体管6的输入端(诸如栅极)连接到键合焊垫条7，并且RF功率晶体管6的输出端(诸如漏极)连接到键合焊垫条8。

封装RF功率放大器1还包括第一无源管芯9、第二无源管芯10和第三无源管芯11。在每个管芯上，布置有集成电容器C1、C2、C4，该集成电容器具有两个端子，其中一个端子接地。在本发明的上下文中，接地端子是指电连接到法兰4的端子。另一端子连接到包括键合焊垫条12、13、14的键合焊垫条组件。管芯9、10、11中的每一个以及连接键合线被布置在封装内。

在本发明的上下文中，有源管芯是其上布置有RF功率晶体管的半导体管芯，并且无源管芯是优选地但不一定由半导体材料制成的管芯，该管芯上实现有一个或多个无源元件。

第一电感器L1将RF功率晶体管6的输出端连接到输出引线2。该电感器包括多个第一键合线19，该第一键合线在键合焊垫条8和输出引线2之间沿第一方向延伸。第二电感器L2将RF功率晶体管6的输出端连接到第一电容器C1的非接地端子。该电感器包括多个第二键合线17，该第二键合线在键合焊垫条8和键合焊垫条13之间延伸。第三电感器L3将第一电容器C1的第一端子连接到第二电容器C2的非接地端子。该电感器包括一个或多个第三键合线18，该第三键合线在电连接到键合焊垫条13的键合焊垫条13_1和键合焊垫条14之间延伸。

第五电感器L5将输入引线3连接到第四电容器C4的非接地端子。该电感器包括多个第五键合线15，该第五键合线在输入引线3和电连接到第四电容器C4的非接地端子的键合焊垫条12之间延伸。第六电感器L6将键合焊垫条12连接到RF功率晶体管6的输入端。该电感器包括多个第六键合线16。电感器L5、L6和电容器C4组成输入阻抗匹配网络。

如图1所示，第二电容器C2位于靠近有源管芯5的无源管芯11上，而第一电容器C1和第四电容器C4被分别布置在有源管芯5与输出引线2或输入引线3之间。

现在参考图2，在RF功率晶体管6的输出端处存在寄生输出电容。该电容(由Cds表示)使RF功率晶体管6在工作频率处的性能下降，该工作频率通常介于1至3GHz之间的范围内，但不排除其他频率范围。

图2示出了克服上述问题的已知的解决方案。由L2、L3、C1和C2形成的输出网络被配置成与Cds在工作频率处或接近于工作频率处谐振。更特别地，在工作频率处或接近于工作频率处，输出网络将充当分流电感器。该电感器将与Cds进行并联谐振，使得减轻Cds对工作频率下的RF性能的影响。典型地，分流电感器主要取决于L2。

C2比C1大得多。C2将在相对低的频率处和与偏置网络相关联的电感进行并联谐振。在图2中该电感由L反馈(Lfeed)表示。应注意，本发明不限于在电路中引入偏置电流的特定位置。