[发明专利]高功率集成射频放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成RF放大器结构和一种包括这种集成放大器 结构的集成电路。

背景技术

在无线通信中，尤其在基站中，需要非常高功率的RF放大器。最 近的集成RF功率放大器能够获得高达180W的输出峰值功率，但这仍 然不够。例如，这些RF放大器用在3G无线通信或W-CDMA中。图2示 出了SOT 502封装中的现代设计RF放大器的一个典型实例，图1示出了 用于一个基本放大器单元的相应电原理图。将有源管芯布置在预匹配 和后匹配电路中间的行中。管芯包括多个并行驱动的基本放大器单元。 管芯的对齐的行布置是必需的，这是因为从输入到输出的延迟时间对 于所有放大器单元都应该是相同的。尤其是，对于每个放大器单元， 预匹配和后匹配电路导致的延迟或相移应该是相同的。如图2清晰可 见，行中放大器单元的数量由封装宽度所限制，并且有源管芯仅覆盖 封装中可用区域的一小部分。这限制了设备的最大输出功率，也限制 了由设备的有源区上所消耗的功率导致的热量的转移。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成的RF放大器结构，其中，相同封装 中有源管芯的总面积更大。

本发明的第一方面提供一种集成RF放大器结构。本发明的第二方 面提供一种集成电路。从属权利要求中限定有利实施例。

根据本发明的第一方面的集成RF放大器结构包括：沿第一方向， 从设备封装的输入到设备封装的输出以如下顺序排列：输入键合焊盘、 在第一方向中彼此偏移的多个单元和输出键合焊盘。所述单元(也称 作放大器单元)包括至少一个放大器，所述放大器带有接收输入信号 的输入焊盘和提供输出信号的输出焊盘，所述输出信号是输入信号的 放大形式。所述单元可以包括单个晶体管(优选地为FET)或形成放 大器的多个晶体管。所述单元可以包括诸如电容器和电感器之类的另 外的集总元件，所述集总元件形成匹配网络或作为匹配网络的一部分。

如果单元包括单个晶体管，则将晶体管的有源区布置在输入焊盘 和输出焊盘之间。通常，有源区是所谓的交替交叉栅极和漏极指的指 状结构，所述栅极和漏极指分别在作为输入焊盘的栅极焊盘和作为输 出焊盘的漏极焊盘处相互连接。输入焊盘、有源区和输出焊盘沿第二 方向彼此偏移，所述第二方向基本上与第一方向垂直。因此，放大器 的有源区处于输入和输出焊盘之间，并且沿第一方向延伸，这意味着 沿第二方向延伸的指沿第一方向交替排列。

RF放大器包括在输入和输出键合焊盘之间的多个单元。所述单元 沿着连接相应输入和输出键合焊盘的线的方向彼此偏移。

第一网络包括将多个单元的相邻单元的输入焊盘相互连接的第一 互连装置。第二网络包括将多个单元的相邻单元的输出焊盘相互连接 的第二互连装置。其中，相邻单元意味着沿第一方向相邻。第一网络 和第二网络设计用于在输出键合焊盘处获得输出信号，所述输出信号 对于所有互连放大器单元，针对输入键合焊盘处的相同输入信号，具 有相等的相移和幅度。

由于放大器的取向和位置，使得输入焊盘、有源区和输出焊盘沿 第二方向偏移，而第一和第二互连装置沿与第二方向垂直的第一方向 延伸，这容易获得输入和输出之间相等的相移。这在如下情况下尤其 正确：相对于有源区，输入焊盘和输出焊盘沿第一方向的的位置是相 同的，并且对于所有单元都是相同的。如果将两个放大器单元被布置 在输入和输出键合焊盘中间，装配在封装中的放大器的数量将翻倍， 因此可能的输出功率电平也将翻倍。

在实施例中，第一互连装置包括沿第一方向延伸的第一键合线， 并且第二互连装置包括也沿第一方向延伸的第二键合线。键合线的使 用能够在不浪费芯片面积的情况下提供电感。此外，容易调节键合焊 盘的高度，以获得正确的匹配阻抗和相等的相移。通常，在实际的实 施方式中，FET具有小于输入电容的输出电容。通过实现具有不同高 度的键合线，来获得需要的电感差。这些不同的高度是有利的，这是 因为互连单元的输入焊盘和输出焊盘之间平行布置的键合线具有最小 的电磁耦合。