[发明专利]封装RF功率晶体管器件和RF功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及在功率放大器中使用的半导体器件的技术领域。具体地，本发明涉及具有特定引线配置的封装射频功率晶体管器件以及包括这种封装射频功率晶体管器件的射频功率放大器。

背景技术

射频(RF)功率放大器(PA)尤其广泛地用于无线通信应用中，例如，蜂窝网络无线基站放大器。随着近来对无线服务的需求的增长，无线网络因而RF PA的工作频率显著增加，现在超过了2GHz。

在例如RF PA必须操作的高频率处，有源元件的阻抗匹配和偏置是RF PA有效操作的重要因素。通常使用键合线电感、封装内电容器、印刷电路板上带状线或微带线结构以及分立电容器的组合来实现用于将功率晶体管匹配到外部器件的输入电路和输出电路。

现代的RF功率放大器通常使用RF功率晶体管器件。这种器件包括封装在包括数个端子引线的封装内的半导体管芯(die)。这种端子引线包括RF输出端引线，产生的RF功率通过该RF输出端引线输出。此外，所谓的视频引线可以用于将嵌入在RF功率晶体管器件的封装中的谐振电路与外部解耦电容器连接在一起。这种外部解耦电容器用于调整谐振电路的视频频带谐振频率。谐振电路可以用于至少部分地补偿与半导体管芯和周围的封装有关的寄生电感和电容。

为了将该谐振电路与外部解耦电容器相连，一个或多个键合线可以用于承载从谐振电路去往视频引线的所谓的正向电流。此外，提供了以下电路路径：(a)穿过接地通孔去往印刷电路板(PCB)的背面、(b)在PCB的背面上、以及(c)通过接地金属块和/或经由RF功率晶体管器件的接地凸缘。所提供的电流路径承载所谓的地面返回电流。

在RF功率晶体管器件的已知封装中，(a)针对地面返回电流的电流路径非常长以及(b)流过至少一个键合线的正向电流与地面返回电流之间的空间间隔非常大。给出的事实(a)和(b)均导致封装RF功率晶体管器件的寄生电感增加。因此，封装RF电源晶体管器件的性能变差。

US 6,734,728 B1公开了一种使用RF功率晶体管器件的宽带RF PA，该RF功率晶体管器件具有用于注入栅极偏置和漏极偏置直流DC源的单独端子。由此，消除了对1/4波长传输线的需要，并且可以针对更高密度封装使用腾出的空间。可以使用单个管芯电路或并行操作的多个管芯电路来实现所公开的RF功率晶体管器件。

US 2012/0146723 A1公开了一种具有输出阻抗匹配网络的高功率RF放大器。这种高功率RF放大器包括安装在器件封装内基板上的有源半导体器件。所公开的RF放大器具有输出阻抗匹配网络，输出阻抗匹配网络包括至少部分地设置在有源半导体器件上的高通网络和在有源半导体器件的输出端与第一输出端引线之间具有第一感应分流连接并且在有源半导体器件的输出端与第二输出端引线之间具有第二感应分流连接的低通网络。第二输出端引线的一部分形成了贡献低通网络的电感的电感。

可能需要提供一种针对RF功率晶体管器件的封装，以在宽频率范围内实现RF功率晶体管器件的高性能。

发明内容

可以通过根据独立权利要求的主题来满足该需要。通过从属权利要求描述了本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种封装射频(RF)功率晶体管器件，可以具体在从DC到3GHz的频率范围内操作的功率放大器(PA)中使用。所述封装RF功率晶体管器件包括：(a)组件载体，(b)管芯，所述管芯包括具有源极、栅极和漏极的半导体晶体管，其中所述管芯安装在所述组件载体处，(c)接地连接，所述接地连接电连接到所述源极，(d)输出端引线，所述输出端引线电连接到所述漏极，(e)谐振电路，所述谐振电路电插入到所述漏极与所述接地连接之间，以及(f)视频引线，所述视频引线电连接到所述谐振电路。所述视频引线被配置为连接到解耦电容器的第一接触点，以及所述接地连接被配置为连接到所述解耦电容器的第二接触点。根据所述RF功率晶体管器件，关于由所述组件载体的底面横跨的基准平面，所述输出端引线和所述视频引线可以被至少近似地布置在相同的高度水平。

所述封装RF功率晶体管器件基于以下思想：与针对RF功率晶体管器件的已知封装设计相比，(a)从解耦电容器的第一接触点流向管芯的所谓地面返回电流的路径与(b)从管芯流向解耦电容器的第二接触点的所谓正向电流的路径之间的空间间隔可以保持较小。因此，所述封装RF功率晶体管器件的寄生电感也将很小，并且所述封装RF功率晶体管器件的特征将在于宽频率范围内的高性能。