專利名稱：電感電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體地涉及一種電感電路裝置。
背景技術(shù)：
多種輸入電路遭受不期望的特性，具體地相對于緊湊的尺寸和效率而言的不期望的特性，以及相對于要求或者受益于輸入隔離的特定應(yīng)用而言的不期望的特性。這些輸入電路可以用于提供對于諸如在射頻電路中使用的放大器之類的多種部件的輸入。用于多種應(yīng)用的放大器已經(jīng)顯著地增加，包括諸如在移動(dòng)通信基站中所使用的放大器之類的高功率MMIC放大器。對于這些放大器，需要高功率效率和小尺寸，然而這些方面都難以實(shí)現(xiàn)。通常來說，功率越高放大器越大，而且減小部件的尺寸可能會(huì)限制功率能力。此外，用于這些放大器的高功率器件通常必須在不小于16dB的功率增益下表現(xiàn)出非常高的功率效率(例如> 70% )，而諸如SiLDMOS之類的MMIC半導(dǎo)體材料已經(jīng)具有不期望地高射頻(RF)損耗。多赫爾蒂(Doherty)放大器類型已經(jīng)成為近年來用于3G/4G手持式設(shè)備和移動(dòng)基站的發(fā)射機(jī)的技術(shù)選擇，并且由于其高性能和相對簡單的體系結(jié)構(gòu)而用于多種應(yīng)用。 Doherty技術(shù)的使用促進(jìn)了在較大的輸入功率變化范圍上維持功率放大器的效率。Doherty 放大器是由W. H. Doherty在1936年首次提出的，并且由W. H. Doherty在1936年9月的 Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Vol. 24, No. 9 中題為"A New High Efficiency Power Amplifier for Modulated Waves” 白勺 i^fifet + iiif 了 i寸 ife。由于低成本下的高性能，希望在移動(dòng)BTS (基本收發(fā)器站)發(fā)射機(jī)的最末級中使用 Doherty放大器MMIC的LDMOS技術(shù)。然而，難以通過LDMOS組裝設(shè)備/設(shè)計(jì)規(guī)則來實(shí)現(xiàn)小尺寸。例如，許多LDMOS設(shè)計(jì)局限包括將鍵合引線之間的間隔限制為130微米或以上，其結(jié)果是通常較低的磁耦合因子(k，例如約為0.38)。此外，具有可變輸入阻抗(通常是Doherty 放大器電路中的峰值放大器的情況)的功率器件導(dǎo)致依賴于功率級別的幅度和相位偏移。 這可能對于諸如寬帶碼分多址(WCDMA)通信系統(tǒng)是有害的。另外，可變的輸入阻抗導(dǎo)致來自這種系統(tǒng)中的峰值和主放大器中工作的功率器件的輸入的功率反射，并且從而導(dǎo)致(例如主要和峰值)器件/放大器之間不希望的相互影響或者耦合效應(yīng)。在MOS和LDMOS器件的硅襯底中外延硅層下面的高摻雜量襯底常用作地平面。這種襯底展示了依賴于摻雜濃度和工作頻率的不同損耗，結(jié)果是不同的RF損耗機(jī)制，包括與傳播的“皮膚效應(yīng)模式”、“慢波模式”和“電介質(zhì)準(zhǔn)-TEM模式”有關(guān)的那些RF損耗機(jī)制。對于Doherty放大器，這些M0S/LDM0S器件可以用作載波(或者主)和峰值放大器，以提供所需的操作和線性度，但是這兩種功率器件操作在不同的模式(例如主放大器操作于AB類，峰值放大器操作于C類)，這引起功率增益的較大差異。因此，Doherty放大器表現(xiàn)出其中增益開始下降的功率范圍，并且基于總體Doherty放大器增益偏移(即AM-AM 失真)而引入增加的輸出幅度調(diào)制，這是由于在C類工作的峰值放大器具有低的增益、而主放大器出的負(fù)載阻抗由于Doherty原理而下降的事實(shí)。
Doherty放大器實(shí)現(xiàn)的重要瓶頸在于工作頻率帶寬，由幾種不同的部件引起，包括a)功率器件的寄生輸出電容；b)輸入和輸出阻抗變換器；c)輸出90°阻抗反相器(或者Doherty組合器)。根據(jù)Bode-Fano理論(下面的等式)，在輸出反射系數(shù)Γ下具有輸出寄生電容Cds 和最優(yōu)阻抗&的功率晶體管的工作帶寬△ ω受限于以下公式
^2 f I \11jin^-Jd ω= OJ2 - = Δω= — =-^-阻抗變換網(wǎng)絡(luò)也影響工作頻帶，變換比越高，所述頻帶越受限制。因此，如果通過具有特征阻抗Ztr的四分之一波阻抗變換器將具有輸出阻抗Z。ut的功率器件與負(fù)載
配，那么依賴于變換器的相移θ，可達(dá)到的反射系數(shù)?？梢员磉_(dá)為|Γ I = Ζ “——Cos θ
2V^r考慮到傳統(tǒng)的Doherty放大器設(shè)計(jì)，所要求的阻抗變換比較高。例如，在觀乂電源下作為主放大器工作的150W器件需要高達(dá)50倍(例如，從IOhm到500hm)的輸出阻抗變換比。Doherty系統(tǒng)中這種主放大器的有價(jià)值的參數(shù)是功率效率。如果由于負(fù)載失配導(dǎo)致的功率效率的可接受損耗是約1%，那么反射系數(shù)必須< 0. 1，并且返回?fù)p耗必須< _20dB。相應(yīng)的工作頻帶是2. 2GHz時(shí)< 150MHz，這大約是7%的相對帶寬。對于只具有一個(gè)集總元件 Doherty組合器(不包括阻抗變換器)的Doherty放大器，工作頻帶是相對帶寬的約30%。Doherty放大器的另一個(gè)瓶頸來自于Doherty組合器和輸入網(wǎng)絡(luò)的相位頻率響應(yīng)的差異，，從而對于工作頻帶引入附加的限制，所述輸入網(wǎng)絡(luò)在主和峰值器件的輸入之間提供90°相移。對于實(shí)現(xiàn)Doherty放大器的另一個(gè)挑戰(zhàn)涉及與放大器耦接的輸入網(wǎng)絡(luò)的幅度頻率響應(yīng)，因?yàn)楣β始墑e和頻率響應(yīng)可能不是所需的或者是有問題的。提供工作頻帶中主和峰值器件的驅(qū)動(dòng)信號的不同功率級別和平坦的頻率響應(yīng)的方法的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)具有挑戰(zhàn)性。例如，可以使用具有90°相移的功率劃分網(wǎng)絡(luò)和端口隔離的功率劃分網(wǎng)絡(luò)(所謂的混合耦合器網(wǎng)絡(luò))，但是難以在將信號損耗維持在較低水平的同時(shí)在諸如LDMOS襯底之類的襯底上使用標(biāo)準(zhǔn)的集成工藝來實(shí)現(xiàn)。由于設(shè)備和組裝工藝以及要求鍵合引線鄰近，諸如使用磁耦合鍵合引線之類的其他方法也不是切實(shí)可行的。其他連接性方法遭受到不希望的(不足夠的)磁耦合。此外，按照一致的方式制造器件來設(shè)置和解決磁耦合問題對于多種制造工藝都有挑戰(zhàn)性。例如，諸如鍵合引線之類的部件之間的最小距離可能相對較大，這限制了引線的磁耦合。對于使用基于阻抗的電路處理的不同信號，問題可能來自于信號之間的這種相互耦合以及上述其他問題。

發(fā)明內(nèi)容
結(jié)合各種示例實(shí)施例，一種輸入電路向主和峰值放大器提供功率，以解決諸如上述討論的問題之類的對于多種應(yīng)用和器件的挑戰(zhàn)。
結(jié)合示例實(shí)施例，電感電路將輸入信號劃分為兩個(gè)輸出信號。所述電路包括輸入端子，接收輸入信號；以及第一電感電路，所述第一電感電路包括一對鍵合引線，所述一對鍵合引線與所述輸入端子耦接、并且延伸到第一輸出端子以提供第一輸出信號。第二電感電路包括從中間輸入端子延伸到第二輸出端子以提供第二輸出信號的鍵合引線。鍵合引線沿平行方向延伸并且彼此偏移，以減輕鍵合引線之間的磁耦合。電容電路將中間輸入端子與第一輸出端子耦接，另一個(gè)電容電路將輸入端子與第二輸出端子耦接。結(jié)合另一個(gè)示例實(shí)施例，一種射頻放大器電路包括橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體 (LDMOS)襯底、主放大器電路、峰值放大器電路和電感輸入電路。所述電感輸入電路包括 輸入端子，接收輸入信號；以及第一電感電路，所述第一電感電路包括一對鍵合引線，所述一對鍵合引線與所述輸入端子耦接、并且延伸到第一輸出端子以向所述峰值放大器電路提供第一輸出信號。第二電感電路包括從中間輸入端子延伸到第二輸出端子的鍵合引線，并且經(jīng)由第二輸出端子向主放大器電路提供第二輸出信號。各個(gè)端子中每一個(gè)位于LDMOS襯底上，并且鍵合引線沿平行方向延伸并且彼此偏移，以減輕鍵合引線之間的磁耦合，以及減少輸入信號經(jīng)由LEMOS襯底的通過。電容電路將中間輸入端子與第一輸出端子耦接，另一個(gè)電容電路將輸入端子與第二輸出端子耦接。結(jié)合其他示例實(shí)施例，將輸入信號劃分為兩個(gè)輸出信號。將輸入信號提供給輸入端子，并且經(jīng)由包括一對鍵合引線的第一電感電路將輸入信號傳遞給第一輸出端子，所述一對鍵合引線與輸入端子耦接并且延伸到第一輸出端子，以提供第一輸出信號。第一輸出端子處的信號經(jīng)由電容電路與中間輸入端子耦合。中間輸入端子處的信號經(jīng)由第二電感電路與第二輸出端子耦合，所述第二電感電路包括從中間輸入端子延伸到第二輸出端子以提供第二輸出信號的鍵合引線。鍵合引線沿平行方向延伸并且彼此偏移，并且用于減輕鍵合引線之間的磁耦合。輸入端子處的輸入信號也經(jīng)由電容電路與第二輸出端子耦合。以上討論/概括并非要描述本發(fā)明公開的每一個(gè)實(shí)施例或每一種實(shí)現(xiàn)。以下的附圖和詳細(xì)描述也只是例證了各種實(shí)施例。


考慮結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，可以更加全面地理解各種示例實(shí)施例，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的鍵合引線布置；圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的具有電感鍵合引線布置的基于半導(dǎo)體的放大器電路；圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的用于諸如圖2A所示放大器電路的集總電路元件；圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的具有電感鍵合引線布置的基于半導(dǎo)體的放大器電路的示意圖，可以如圖2A那樣實(shí)現(xiàn)，并且可以具有如圖2B所示的集總元件；圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的集總功率劃分電路的示意圖，所述集總功率劃分電路可以利用圖2A所示的電路200來實(shí)現(xiàn)；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的電路(例如圖2D所示)中劃分的信號之間的相位差的曲線圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的電路(例如圖2D所示)的作為工作特性的頻帶中輸出端口之間的隔離的曲線圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的電路(例如圖2D所示)的作為工作特性的頻帶中輸出端口之間的功率劃分的曲線圖；以及圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的電路(例如圖2D所示)的實(shí)部和虛部阻抗的曲線圖。
具體實(shí)施例方式盡管本發(fā)明包括各種修改和替換形式，在附圖中作為示例示出并且將詳細(xì)描述其細(xì)節(jié)。然而應(yīng)該理解的是本發(fā)明并非局限于這里所述的具體實(shí)施例。相反，本發(fā)明覆蓋落在包括權(quán)利要求中所限定的各個(gè)方面的范圍之內(nèi)的所有修改、等同物和替代物。本發(fā)明可應(yīng)用于與各種電路使用的多種不同類型的工藝、器件和布置，包括用于放大器的電感電路，以及諸如包括無線通信和射頻(RF)/微波信號之類的電路的各種應(yīng)用。盡管本發(fā)明不必進(jìn)行這樣的限制，通過使用上下文的示例討論可以理解本發(fā)明的各個(gè)方面。結(jié)合各種示例實(shí)施例，鍵合引線布置包括相對于彼此定位的相互作用的引線，以設(shè)置和/或減輕引線的磁耦合。在一種實(shí)現(xiàn)中，將三條引線布置為一條引線大體位于其他兩條引線之間。引線的相對定位可以用于基于引線之間的距離來減輕性能偏差。在許多應(yīng)用中，使用鍵合引線的RF功率劃分網(wǎng)絡(luò)布置在諸如包括SiLDMOS (或者類似的)類型襯底之類的一個(gè)或多個(gè)襯底上，并且用作諸如具有兩個(gè)放大器或器件的RF放大器電路之類的放大器電路的功率輸入劃分器的一部分。這些器件可以按照諸如0、180或者90度之類的輸入信號相位差而并聯(lián)連接，如同在具有主放大器和峰值放大器的Doherty 放大器中那樣。可以按照不同的方式布置各條引線，以在所有端口之間達(dá)到具有一定隔離水平的頻帶中所要求的功率劃分，并且在減輕RF信號損耗的同時(shí)這樣進(jìn)行，例如通過將RF 損耗限制為小于約0. 3dB至0. 5dB。對于與Doherty放大器有關(guān)的一般信息，以及對于可以應(yīng)用各種示例實(shí)施例的放大器和方法有關(guān)的具體信息，可以參考美國專利No. 7，078，976， 將其全部結(jié)合在此作為參考。為了實(shí)現(xiàn)這種水平的RF功率損耗，部件可以布置為表現(xiàn)出高品質(zhì)因子Q (例如，大于80或100)。鍵合引線用于促進(jìn)在高至約IOGHz的頻帶中大于約80的品質(zhì)因子Q，如同布置在地平面或者具有高傳導(dǎo)率的金屬表面上一樣，如同可以進(jìn)一步應(yīng)用于表現(xiàn)出相對較低(例如<0.2dB)信號損耗的MIM電容。這種應(yīng)用可以利用匪IC(單片微波集成電路) 技術(shù)，例如利用無線系統(tǒng)或其他射頻(RF)系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)。根據(jù)要使用引線的具體應(yīng)用來設(shè)置引線之間的相應(yīng)距離。在一種實(shí)現(xiàn)中，將引線放置為靠近，使用不同引線的磁耦合，相對于例如由較少條引線或者單個(gè)這種引線所表現(xiàn)出的電容變化，來減小總電容變化?？梢砸蕾囉趯?shí)現(xiàn)方式將實(shí)現(xiàn)這種減小的足夠電磁耦合設(shè)置/選擇為多種級別，例如在至少約0. 4或以上的級別。在一些實(shí)現(xiàn)中，對于間隔開約 60μπι的平行鍵合引線，鍵合引線展現(xiàn)出在約0.6和0. 707之間的所需磁耦合因子(k)?？梢曰趯⒁€放置為彼此靠近的制造工藝的能力和/或底層襯底的類型來設(shè)置耦合程度。結(jié)合本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例，鍵合引線電路包括一組或多組鍵合引線，每一組內(nèi)鍵合引線沿相對于組內(nèi)的其他鍵合引線的大體的共同方向延伸，每一條鍵合引線相對于鍵合引線所在的鍵合引線組內(nèi)的其他鍵合引線而言間隔開來。在許多應(yīng)用中，每一條鍵合引線在一對電路端子之間延伸，每一組中相應(yīng)的一對電路端子布置為相對于該組中的其他對電路端子而言沿著大體線性的方向(例如連接每一組內(nèi)的端子對的線在一定程度上是平行的)。連接端子的相應(yīng)鍵合引線因而沿共同的方向延伸，可以用于促進(jìn)沿著鍵合引線的一些或全部長度上的耦合。對于端子和連接端子的鍵合引線，可以相對于彼此來調(diào)節(jié)它們的布置，以增加或者減小引線之間的磁耦合。在一些應(yīng)用中，設(shè)置磁耦合包括設(shè)置一對端子相對于其他對端子的位置。例如，通過將端子放置為彼此更加靠近，也可以將鍵合引線放置為在與端子的相應(yīng)連接處附近彼此更加靠近。類似地，通過對于不同的鍵合引線重新布置端子，可以將與相應(yīng)端子耦接的鍵合引線交叉、互相盤繞或者相對于彼此布置以減輕磁耦合。在其他應(yīng)用中，設(shè)置磁耦合包括當(dāng)鍵合引線在端子之間延伸時(shí)相對于彼此調(diào)節(jié)鍵合引線。例如，可以將鍵合引線像弓那樣彎曲得比其他引線更高或者更低，或者橫向彎曲得彼此更靠近或者更遠(yuǎn)離。仍然在其他應(yīng)用中，可以操控端子的位置和鍵合弓I線的布置兩者來設(shè)置磁耦合。鍵合引線布置可以用于針對多個(gè)放大器將輸入功率劃分。如上所述，一些實(shí)施例涉及針對RF放大器電路的主放大器和峰值放大器的混合功率輸入劃分器。一個(gè)這種應(yīng)用包括使用具有硅LSMOS(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)襯底的Doherty放大器。對于與放大器有關(guān)的一般信息以及對于與利用其實(shí)現(xiàn)這里的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的輸入功率劃分器的放大器和Doherty型放大器有關(guān)的具體信息，可以參考Blednov的美國專利申請 No. 2009/02U858，將其全部結(jié)合在此作為參考。利用Doherty放大器實(shí)現(xiàn)這里所討論的各種應(yīng)用，Doherty放大器通過讓第一放大器(主放大器或載波放大器)操作使得輸出開始飽和并且獲得高線性效率，來實(shí)現(xiàn)較高的線性效率。第二(峰值或輔助)放大器用于在輸出被驅(qū)動(dòng)得超過飽和點(diǎn)時(shí)維持總體線性度。因此可以將Doherty放大器的操作分入到兩個(gè)主要區(qū)域。在第一區(qū)域中，輸入功率小于峰值放大器的閾值，并且載波放大器向負(fù)載提供輸出功率。當(dāng)輸入驅(qū)動(dòng)電壓或功率進(jìn)一步增加到緊接在載波放大器變飽和(獲得峰值效率的那一點(diǎn))之前的水平時(shí)，峰值放大器開始工作，開始第二操作區(qū)域。通過四分之一波變換器的連接，由峰值放大器提供的功率有效地減小了載波放大器所看到的輸出負(fù)載阻抗。這種阻抗的減小使得載波放大器能夠在其電壓保持飽和的同時(shí)向負(fù)載遞送更多的功率。這樣，在整個(gè)區(qū)域中，維持載波(或者主)放大器以及因此Doherty 放大器整體的所需效率，直到峰值放大器達(dá)到飽和為止。在另一個(gè)更加具體的示例實(shí)施例中，移動(dòng)通信基站放大器包括這里所討論的鍵合引線電路，用于向主放大器和峰值放大器的集總混合輸入電路提供(劃分的)功率，具有所需的幅度/功率差和較寬頻帶內(nèi)的約恒定的90°相移，使得能夠?qū)崿F(xiàn)30%的相對Doherty 工作帶寬。在許多種實(shí)現(xiàn)中，通過集成Doherty放大器來從Doherty放大器體系結(jié)構(gòu)中去除了阻抗變換器，其中Doherty組合器可以直接與主器件的輸出相連而無需兩者之間的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)。這是通過將Doherty組合器的特征阻抗設(shè)置為大約等于主器件的期望/所需負(fù)載阻抗的值(這可以通過使用集總元件集成部件的Doherty組合器來實(shí)現(xiàn))而實(shí)現(xiàn)的，以達(dá)到30%的工作頻帶。結(jié)合各種實(shí)施例，術(shù)語“正交”用于指示鍵合引線或鍵合引線組的朝向。例如，該術(shù)語可以應(yīng)用于在彼此垂直或近似垂直(例如偏離垂直方向幾度的范圍內(nèi))的平面內(nèi)延伸的鍵合引線。術(shù)語“平行”也用于在各種實(shí)施例中指示朝向，包括環(huán)路中鍵合引線的朝向。 該術(shù)語可以應(yīng)用于在平行平面或者近似平行(例如偏離平行方向幾度的范圍內(nèi))的平面內(nèi)延伸的鍵合引線。可以使用多種不同類型的器件來實(shí)現(xiàn)這里討論和/或附圖中所示的放大器，例如雙極功率器件、MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)、LDM0ST(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)、 FET (場效應(yīng)晶體管)、PHEMT或HBT (異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)。LDMOST提供較高的增益和良好的線性度，并且可以用于諸如WCDMA之類的復(fù)雜調(diào)制方案，利用Doherty型放大器結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。例如，可以使用HBT匪IC功率器件，其中異質(zhì)結(jié)增大了擊穿電壓，并且使得結(jié)之間的泄露電流最小化。現(xiàn)在回到附圖，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的鍵合引線布置100。鍵合引線布置100包括沿大體平行的方向布置的三條鍵合引線110、120和130。在內(nèi)的鍵合引線110被相對兩側(cè)的鍵合引線120和130從側(cè)翼包圍，利用全部三條引線的布置促進(jìn)了鍵合引線之間的所需磁耦合，用于提供劃分的輸入信號以用于多種目的之一或多個(gè)，例如放大。鍵合引線110耦接在端子112和114之間，鍵合引線120耦接在端子122和IM之間，以及引線130耦接在端子132和134之間。有效地，鍵合引線110提供第一電感Li，以及鍵合引線120/130提供第二電感L2。在鍵合引線中傳播的RF信號按照上述被控制(或被減輕)方式，受到各個(gè)引線之間的磁耦合的影響。各個(gè)端子可以與用于向放大器提供(劃分的)輸入信號的混合輸入電路的一部分耦接。因此，端子可以與下文結(jié)合附圖2A-2D所述的節(jié)點(diǎn)PI、P2、P3和P4耦接；根據(jù)各種示例實(shí)施例，鍵合引線布置100因此還配置有如這些附圖中所示的電路。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的具有電感性鍵合引線布置的基于半導(dǎo)體的放大器電路。各個(gè)節(jié)點(diǎn)P1、P2、P3和P4通過彼此大致平行布置的鍵合引線201、202 和203連接。例如，鍵合引線可以布置為如圖1所示的鍵合引線電路100中那樣。在端子P2處輸入功率，端子P2與鍵合引線202和203相連。端子Pl和P4分別與主放大器和峰值放大器耦接，而端子P3與電阻負(fù)載R耦接。端子Pl和P2通過電容器Csl 連接，端子P3和P4通過電容器Cs2連接。端子P2和P3分別與電容器Cgl和Cg2 (以及地 /基準(zhǔn))耦接。如圖2A所示的其他連接可以結(jié)合下面圖2B-2D所示和所述的示例來實(shí)現(xiàn)。 例如，平行的鍵合引線組204/205和206/207可以實(shí)現(xiàn)主和峰值放大器與(經(jīng)由電容器) 地之間的電感耦合電路，如圖2C中的電路262和272所示。圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的用于諸如圖2A所示放大器電路的集總電路元件202。并聯(lián)電容器C3和C4分別連接在端口 P1/P2和端口 P3/P4之間。端口之一(例如P3)可以用作端接端口，外部負(fù)載與所述端接端口連接，以吸收在阻抗失配的情況下從輸出端口反射的能量，并且促進(jìn)端口之間的隔離。另一端口(例如P2)可以用作信號輸入端口。電容器C2和C2與兩個(gè)輸入側(cè)端口并聯(lián)連接，兩個(gè)輸出側(cè)端口分別經(jīng)由第一串聯(lián)電感器Ll連接在上端，經(jīng)由第二串聯(lián)電感器L2連接在下端。每一個(gè)端口經(jīng)由并聯(lián)電容
10器Cl、C2、C5和C6與地或者任意其他合適的基準(zhǔn)電勢連接。利用這種配置，可以第一和第二輸出端口處提供任意的(特別是不相等的)功率劃分，同時(shí)這兩個(gè)輸出端口處的輸出信號之間的相移在較寬的頻率范圍內(nèi)保持恒定的90°。此外，也可以在較寬的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)輸出端子之間的高度隔離。因此在提供了主放大器和峰值放大器之間的功率劃分， 同時(shí)可以保持輸入反射損耗較低。圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的具有電感性鍵合引線布置的基于半導(dǎo)體的放大器電路204的示意圖，電感性鍵合引線布置可以如圖2A所示的電路200那樣， 和/或利用如圖2B所示的集總電路元件202那樣實(shí)現(xiàn)。電路204具有共同包括鍵合引線的兩個(gè)電感電路240和M2，鍵合引線布置為減輕磁耦合(例如如圖1所示)，通過電容器 Cs耦合，并且也具有通過(分路)電容器Csh耦接的相應(yīng)端部。負(fù)載250與電感電路M2 華禹接。將在電感電路242處接收的輸入信號劃分并且提供給主放大器和峰值放大器260 和270。放大器中每一個(gè)還分別經(jīng)由電路262和272與地或者合適的基準(zhǔn)電勢耦接。圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的集成LDMOS功率放大器電路206，可以利用圖2A所示的電路200來實(shí)現(xiàn)。為了便于討論，將圖2D中所示的一些電路部件與圖2A 所示部件類似地標(biāo)記作為示例，應(yīng)該理解的是也可以利用其他類型的電路來實(shí)現(xiàn)電路206。 所示的特定電容是示例性的，與特定的實(shí)施例結(jié)合使用。在端子P2處輸入信號，劃分信號并且提供給放大器。端子P4與負(fù)載Rl耦接，例如用于減輕功耗限制。三條鍵合引線201、202和203與所示的端子和相應(yīng)的電容和電阻電路連接。鍵合引線201和203的輸入端耦接以接收端子P2處的輸入信號，經(jīng)由電容器以8 與地/基準(zhǔn)耦接，并且還經(jīng)由端子Pl處的電容器C30與鍵合引線202的輸出端耦接，電容器C30經(jīng)由電容器以9與地/基準(zhǔn)耦接。鍵合引線201和2023的輸出端與輸出端子P4 (例如與放大器)、經(jīng)由電容器C27與地/基準(zhǔn)耦接，并且在端子P4處經(jīng)由電容器C25與鍵合引線202的輸入端耦接，電容器C25進(jìn)一步經(jīng)由電容器C5與地/基準(zhǔn)耦接。圖3-6分別示出頻帶中鍵合引線功率劃分網(wǎng)絡(luò)的相位頻率響應(yīng)、輸入返回?fù)p耗、 功率劃分比、端口之間的隔離和輸入阻抗。圖3是示出了在放大器電路中劃分和遞送的信號之間的相位差的曲線圖，提供給相應(yīng)的放大器的每一個(gè)信號310和320相位彼此異相約 90°。圖4示出了在頻率范圍上以dB為單位的鍵合引線功率劃分網(wǎng)絡(luò)的輸入特性和相互端口隔離特性，例如附圖所示和這里所述的。圖5示出了(對于各個(gè)端口和放大器)輸出端口 510和520之間的功率劃分比。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的輸入功率劃分網(wǎng)絡(luò)和Doherty放大器電路的實(shí)部阻抗(610)和虛部阻抗(620)的曲線圖?；谏鲜鲇懻摵驼f明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將易于理解并非嚴(yán)格遵循這里說明和描述的典型實(shí)施例的情況下可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變動(dòng)。例如，可以將所示和所討論的鍵合引線用不同尺寸、厚度或形狀的鍵合引線來代替。所述鍵合引線也可以利用不同類型的混合電路和不同類型的放大器電路來實(shí)現(xiàn)，可以包括附加的放大器(例如伴隨主放大器的附加峰值放大器)。這里所討論的環(huán)路電路也可以結(jié)合多個(gè)完全不同的器件來實(shí)現(xiàn)， 包括具有放大器、射頻電路等的那些器件。這些修改并沒有脫離包括所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍。
1權(quán)利要求
1.一種電感電路，用于將輸入信號劃分為兩個(gè)輸出信號，所述電路包括 輸入端子，接收輸入信號；第一電感電路，包括一對鍵合引線，所述一對鍵合引線與所述輸入端子耦接、并且延伸到第一輸出端子以提供第一輸出信號；第二電感電路，包括從中間輸入端子延伸到第二輸出端子以提供第二輸出信號的鍵合引線，其中，鍵合引線沿平行方向延伸并且彼此偏移，以減輕鍵合引線之間的磁耦合； 將中間輸入端子與第一輸出端子耦接的電容電路；以及將輸入端子與第二輸出端子耦接的電容電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中電感和電容電路配置為通過將輸入信號劃分為彼此偏移預(yù)定相移的輸出信號，來將所述輸入信號劃分為第一和第二輸出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，還包括有損襯底，在所述有損襯底上形成各個(gè)端子；以及其中鍵合引線配置為促進(jìn)相互磁耦合，并且減少輸入信號經(jīng)由有損襯底的通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括 與端子接觸的有損襯底；以及所述襯底上的絕緣材料，配置為將端子彼此電絕緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體LDMOS襯底，各個(gè)端子和電容電路與LDMOS襯底相耦接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括分別與相應(yīng)鍵合引線的端部耦接并與地平面和基準(zhǔn)電壓平面中的至少一個(gè)耦接的電容電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括電阻負(fù)載電路，與所述中間輸入端子耦接以耗散掉從輸出端子反射的功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中第一和第二電感電路的每一個(gè)中的鍵合引線分別配置為在選定頻帶中提供第一和第二電感電路之間的相互磁耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中相應(yīng)的端子、電容器和鍵合引線配置為接收射頻 RF信號，將RF信號劃分為兩個(gè)部分，并在特定頻帶中以預(yù)定相位差，按照選定的阻抗將RF 信號傳遞至輸出端子。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中輸出端子分別與主放大器電路和峰值放大器電路的輸入端子相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括第一和第二放大器，其輸入分別與第一和第二輸出端子耦接；以及與放大器耦接的輸出電路，所述輸出電路包括至少兩條鍵合引線，所述至少兩條鍵合引線彼此基本上平行，并且分別將放大器的輸出端子彼此耦接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括第一和第二放大器，分別與第一和第二輸出端子耦接；以及耦接在每一個(gè)放大器的輸入與地平面和金屬屏蔽板的至少一個(gè)之間的電容電路，所述金屬屏蔽板與底層襯底的基準(zhǔn)電壓平面相連。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括第一和第二放大器，分別與第一和第二輸出端子耦接；以及對于每一個(gè)放大器 電容電路；以及相對于彼此沿平行方向延伸的一對鍵合引線，所述鍵合引線中的第一鍵合引線與放大器的輸入和中間電容電路端子耦接，所述鍵合引線中的第二鍵合引線與中間電容電路端子和電容電路耦接，所鍵合引線配置為彼此相互磁耦合。
14.一種射頻放大器電路，包括 橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體LDMOS襯底； 主放大器電路；峰值放大器電路； 輸入端子，接收輸入信號；第一電感電路，包括一對鍵合弓I線，所述一對鍵合弓丨線與輸入端子耦接，并且延伸至第一輸出端子以向所述峰值放大器的輸入提供第一輸出信號；第二電感電路，包括鍵合引線，所述鍵合引線從中間輸入端子延伸至第二輸出端子，以向所述主放大器電路的輸入提供第二輸出信號； 其中各個(gè)端子位于LDMOS襯底上；鍵合引線沿平行方向延伸并且彼此偏移，以減輕鍵合引線之間的磁耦合； 將中間輸入端子與第一輸出端子耦接的電容電路；以及將輸入端子與第二輸出端子耦接的電容電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路，還包括電阻電路，所述電阻電路將所述中間輸入端子與基準(zhǔn)電壓平面、金屬屏蔽板和導(dǎo)電襯底中的至少一個(gè)耦接。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路，還包括電容電路，所述電容電路分別將輸入端子與基準(zhǔn)電壓平面、金屬屏蔽板和導(dǎo)電襯底耦接。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路，還包括底層基準(zhǔn)電壓平面、金屬屏蔽板和導(dǎo)電襯底中的至少一個(gè)；電阻電路，將中間輸入端子與底層基準(zhǔn)電壓平面、金屬屏蔽板和導(dǎo)電襯底中的所述至少一個(gè)耦接；以及電容電路，分別將輸入端子與底層基準(zhǔn)電壓平面、金屬屏蔽板和導(dǎo)電襯底的所述至少一個(gè)耦接。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路，其中第一和第二電感電路中每一個(gè)分別配置為提供每個(gè)相應(yīng)電感電路的鍵合引線之間的足夠水平的磁耦合，以減輕鍵合引線的電容變化。
19.一種將輸入信號劃分為兩個(gè)輸出信號的方法，所述方法包括 向輸入端子提供輸入信號；經(jīng)由第一電感電路將所述輸入信號傳遞至第一輸出端子，所述第一電感電路包括一對鍵合引線，所述一對鍵合引線與所述輸入端子耦接、并且延伸到第一輸出端子以提供第一輸出信號；經(jīng)由電容電路將第一輸出端子處的信號耦合至中間輸入端子； 經(jīng)由第二電感電路將中間輸入端子處的信號耦合至第二輸出端子，所述第二電感電路包括從中間輸入端子延伸到第二輸出端子以提供第二輸出信號的鍵合引線，其中，鍵合引線沿平行方向延伸并且彼此偏移，以減輕鍵合引線之間的磁耦合；以及經(jīng)由電容電路將輸入端子處的輸入信號耦合至第二輸出端子。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括使用第一電感電路的鍵合引線中傳遞的信號在第二電感電路的鍵合引線中感應(yīng)出電流，以及使用第二電感電路的鍵合引線中傳遞的信號在第一電感電路的鍵合引線中感應(yīng)出電流，并且使用連接在鍵合引線集合的鍵合端之間的電容網(wǎng)絡(luò)來補(bǔ)償信號的頻率依賴性電流幅度。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中第一和第二電感電路位于屏蔽金屬板上，所述屏蔽金屬板沉積到有損導(dǎo)電襯底的頂部上，在所述屏蔽金屬板和所述襯底之間存在隔離電介質(zhì)層，金屬板與MMIC放大器的第一輸入端口處的地平面端子、電容電路的接地板以及FET/LDM0S器件的有源結(jié)構(gòu)的外部源極端子連接；以及所述方法還包括使用金屬板來返回有源器件輸入和MMIC輸入端口之間的輸入信號的電流。
全文摘要
一種鍵合引線電路包括至少三條鍵合引線，布置為將輸入信號劃分為兩個(gè)輸出信號。結(jié)合各種示例實(shí)施例，鍵合引線按照大體平行的方式布置，以減小磁耦合以及劃分輸入信號并且向放大器提供每一個(gè)劃分信號的相關(guān)問題。鍵合引線通過促進(jìn)劃分的電容電路而連接，并且在一些應(yīng)用中，通過附加的電容性(接地/基準(zhǔn))和負(fù)載電路而連接，以進(jìn)一步促進(jìn)對于特定放大器電路實(shí)現(xiàn)方式的輸入信號的劃分，并且可以應(yīng)用于各種負(fù)載。在一些實(shí)現(xiàn)中，將輸入信號劃分為相等的部分或者任意的部分，其中在較寬的頻帶中具有頻率無關(guān)的相位差，在電路的端口之間存在隔離。
文檔編號H03F1/42GK102299686SQ20111014302
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者伊戈?duì)枴げ既R德諾夫 申請人:Nxp股份有限公司