RF功率放大器的制作方法

本发明涉及一种射频(radiofrequency，rf)功率放大器以及包括rf功率放大器的rf功率放大器系统。本发明还涉及一种多尔蒂(doherty)放大器，在该多尔蒂放大器中，该rf功率放大器用作主放大器和/或峰值放大器。本发明特别地涉及被配置成用于多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)系统的rf功率放大器、rf功率放大器系统以及多尔蒂放大器。这种放大器和放大器系统通常在0.2ghz至7ghz的频率范围内输出在1瓦至50瓦的范围内的功率。

背景技术：

1、rf功率放大器在现有技术中是已知的。示例性rf功率放大器包括输入引线、第一输出引线以及第一半导体管芯，第一半导体管芯被布置在输入引线与第一输出引线之间，并且具有第一边缘和相对的第二边缘，第一边缘邻近输入引线布置，相对的第二边缘邻近第一输出引线布置。场效应晶体管(field-effect transistor，fet)被集成在第一半导体管芯上，场效应晶体管包括：栅极接合盘组件；多个栅极接合线，多个栅极接合线将输入引线直接或间接地电连接到栅极接合盘组件。fet还包括漏极接合盘组件以及多个漏极接合线，多个漏极接合线将第一输出引线直接或间接地电连接到漏极接合盘组件。fet的栅极指状部从栅极接合盘组件朝向漏极接合盘组件在第一方向上延伸，并且fet的漏极指状部从漏极接合盘组件朝向栅极接合盘组件在第二方向上延伸，第二方向与第一方向相反。

2、在示例rf放大器中，栅极接合盘组件被布置在第一边缘与漏极接合盘组件之间，并且漏极接合盘组件被布置在第二边缘与栅极接合盘组件之间。

3、栅极接合盘组件和漏极接合盘组件通常包括接合条。此外，fet可以包括硅基横向扩散金属氧化物半导体、ldmos或氮化镓基场效应晶体管。

4、rf功率放大器存在的普遍问题涉及稳定性。更具体地，fet具有将fet的输出侧连接到输入侧的栅极-漏极反馈电容。该电容可能导致功率放大器在某些运行条件下变得不稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能够解决上述稳定性问题的rf功率放大器。为此，本发明提供了一种如权利要求1所限定的rf功率放大器，其特征在于，fet还包括至少一个辅助栅极接合盘组件，每个辅助栅极接合盘组件被布置成与多个栅极指状部在与第一方向垂直的相应方向上间隔开，其中，当在第一方向上观察时，每个辅助栅极接合盘组件被布置成相比于栅极接合盘组件更靠近漏极接合盘组件，并且其中，每个辅助栅极接合盘组件电连接到栅极接合盘组件。对于至少一个辅助栅极接合盘组件中的每一个辅助栅极接合盘组件，功率放大器还包括一个或多个接合线，每个接合线具有第一端部和第二端部，第一端部被物理地电连接到该辅助栅极接合盘组件，第二端部被配置成在运行期间rf接地。

2、申请人已经发现，通过使用呈靠近漏极接合线布置的接合线形式的分流感应器，可以至少部分地减轻栅极-漏极电容对fet的稳定性的不利影响，从而提高fet的稳定性。为了确保一个或多个接合线与多个漏极接合线之间的充分电磁耦合，当在第一方向上观察时，每个辅助栅极接合盘组件被布置成相比于栅极接合盘组件更靠近漏极接合盘组件。

3、为了防止fet的栅极和接地部之间的dc短路，一个或多个接合线可以与dc阻塞电容器串联地布置，该dc阻塞电容器可以布置在功率放大器的内部或外部。

4、第一半导体管芯可以包括上表面，场效应晶体管被集成在上表面处或上表面附近。对于至少一个辅助栅极接合盘组件中的每一个辅助栅极接合盘组件，在与上表面平行的平面中选取的、多个漏极接合线从漏极接合盘组件延伸的平均方向与在所述平面中一个或多个接合线从该辅助接合盘组件延伸的平均方向可以成角度，其中，该角度在-120度至+120度的范围内。优选地，该角度可以在-90度至+90度的范围内，更优选地，在-85度至+85度的范围内，甚至更优选地，在-60至+60度的范围内。在此，应当注意零度的角度对应于平行的平均方向。

5、在与上表面平行的平面中选取的多个接合线的平均方向可以通过用在该平面中具有相等长度的向量表示每个接合线来确定，其中，该向量对应于在与上表面平行的平面中的该接合线的方向。通过将所有接合线的所有向量相加，可以得到平均方向。

6、至少一个辅助栅极接合盘组件中的每一个辅助栅极接合盘组件经由多个栅极指状部电连接到栅极接合盘组件。典型地，栅极指状部包括多个金属层。第一金属层与半导体管芯发生接触，并且更高的金属层被布置成降低栅极指状部的欧姆电阻，更高的金属层被连接到第一金属层。在下文中，各种金属层中的指状结构的组合将被称为栅极指状部。在实施例中，至少一个辅助栅极接合盘组件不直接地连接到栅极接合盘组件，而是经由多个栅极指状部连接到栅极接合盘组件。例如，对于至少一个辅助栅极接合盘组件中的每一个辅助栅极接合盘组件，fet可以包括相应的导电轨部，相应的导电轨部将该辅助栅极接合盘组件物理地连接到多个栅极指状部。导电轨部与栅极指状部连接的位置优选地对应于如下的位置，在将栅极接合盘组件作为该栅极指状部的起始位置的情况下，该位置沿着该栅极指状部位于该栅极指状部的最后百分之50内，优选地位于该栅极指状部的最后百分之25内。

7、至少一个辅助栅极接合盘组件邻近漏极接合盘组件布置。在该实施例中，漏极接合盘组件和辅助栅极接合盘组件在第一方向上相对于第一边缘的位置可以大致相同。

8、功率放大器还可以包括基板，该基板优选地为导热基板和/或导电基板，第一半导体管芯被安装在该基板上。该基板可以是铜基板或铜基基板。

9、功率放大器还可以包括至少一个dc阻塞电容器，每个dc阻塞电容器具有第一端子和第二端子，第一端子被配置成在运行期间电接地，其中，一个或多个接合线的第二端部物理地连接到至少一个dc阻塞电容器中的相应的dc阻塞电容器的第二端子，一个或多个接合线用于至少一个辅助栅极接合盘组件。功率放大器可以包括至少一个第二半导体管芯，至少一个dc阻塞电容器被集成在至少一个第二半导体管芯上。

10、功率放大器可以包括第三半导体管芯，匹配电容器被布置在第三半导体管芯上，匹配电容器具有接地的第一端子以及第二端子。在这种情况下，多个漏极接合线将漏极接合条组件物理地电连接到匹配电容器的第二端子。此外，功率放大器还包括另外的漏极接合线，另外的漏极接合线将第二端子物理地电连接到第一输出引线。至少一个第二半导体管芯可以至少部分地布置在第三半导体管芯与第一半导体管芯之间。替代地，第二半导体管芯中的一个第二半导体管芯或全部第二半导体管芯可以为与第三半导体管芯相同的管芯。

11、代替至少一个dc阻塞电容器被布置在辅助栅极接合盘组件和接地部之间，至少一个dc阻塞电容器可以电连接在栅极接合盘组件与至少一个辅助栅极接合盘组件之间。在这种情况下，至少一个dc阻塞电容器被集成在第一半导体管芯上。此外，至少一个dc阻塞电容器优选地布置在至少一个辅助栅极接合盘组件与多个栅极指状部之间。

12、在以上示例中，至少一个dc阻塞电容器是rf放大器的一部分。替代地，功率放大器还可以包括至少一个第二输出引线，第二输出引线优选地邻近第一输出引线布置，其中，对于至少一个辅助栅极接合盘组件，用于该辅助栅极接合盘组件的一个或多个接合线的第二端部物理地连接到至少一个第二输出引线中的第二输出引线。在该实施例中，在印刷电路板或安装有功率放大器的其他承载部上实现了一个或多个接合线的接地。

13、fet的电接地可以通过第一半导体管芯来实现，fet的电接地例如是源极连接所需的。为此，第一半导体管芯可以设置有通孔，或者第一半导体管芯可以具有导电基板。在这种实施例中，功率放大器的安装有第一半导体管芯的基板不仅用作散热器，还用作电接地部。替代地，使用一个或多个接合线来实现接地部连接，一个或多个接合线从第一半导体管芯延伸到rf功率放大器的专用接地引线。

14、功率放大器还可以包括由固化的模制复合物制成的封装主体，封装主体相对于基板固定了输入引线、第一输出引线以及可选的至少一个第二输出引线。功率放大器还可以包括盖部，盖部固定地连接到封装主体，从而限定布置有第一半导体管芯、一个或多个第二半导体管芯以及一个或多个第三半导体管芯(如果适用的话)的腔室。盖部也可以使用固化的模制复合物制成。在一些实施例中，模制化合物封装了功率放大器的所有组件。在这种实施例中，功率放大器内部不存在腔室。

15、至少一个辅助栅极接合盘组件可以包括布置在多个栅极接合线的相对侧上的一对辅助栅极接合盘组件。栅极接合盘组件、漏极接合盘组件和/或至少一个辅助栅极接合盘组件可以包括至少一个接合盘和/或接合条。此外，场效应晶体管可以包括硅基横向扩散金属氧化物半导体、ldmos或氮化镓基场效应晶体管。

16、根据本发明的第二方面，提供了一种功率放大器系统，该功率放大器系统包括印刷电路板，没有内部dc阻塞电容器的、如上所述的功率放大器被安装在该印刷电路板上。功率放大器系统还包括至少一个dc阻塞电容器，该dc阻塞电容器被安装在印刷电路板上并且具有接地端子和非接地端子，其中，每个dc阻塞电容器的非接地端子电连接到相应的第二输出引线。

17、根据本发明的第三方面，提供了一种多尔蒂放大器，该多尔蒂放大器包括：多尔蒂分离器，多尔蒂分离器用于将输入rf信号分离成主rf信号和峰值rf信号；主放大器，主放大器用于放大主rf信号；峰值放大器，峰值放大器用于放大峰值rf信号；以及多尔蒂组合器，多尔蒂组合器用于将所放大的主rf信号和所放大的峰值rf信号组合成输出rf信号。主放大器和峰值放大器中的至少一个包括如上所述的功率放大器或功率放大器系统。

18、主放大器和峰值放大器可以共享相同的基板。在这种实施例中，主放大器和峰值放大器使用单个封装体来实现。在这种情况下，主放大器的功率放大器的封装主体和峰值放大器的功率放大器的封装主体可以形成单个连续的封装主体。