專利名稱：具有反饋橋接器的放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放大器，特別用于RF應(yīng)用，包括電路板、具有設(shè)置在電路板上的至少一個(gè)晶體管封裝的至少一個(gè)放大器級(jí)、以及圍繞所述至少一個(gè)晶體管封裝的反饋路徑，所述反饋路徑包括具有用于阻止直流電流過(guò)直流電流通過(guò)反饋路徑的至少一個(gè)電容元件的反饋元件以及優(yōu)選地還包括至少一個(gè)電感和/或電阻元件。
背景技術(shù)：
在放大器中，具體地，在功率放大器中，提供反饋路徑，以使增益曲線變平并且確保相對(duì)于振蕩的操作穩(wěn)定性。這種反饋路徑包括與反饋電路元件(即電阻器、電感器以及電容器)連接的導(dǎo)體形式的反饋線，其中，電阻器、電感器以及電容器的組合形成專用反饋元件。為了阻止晶體管封裝的輸入和輸出之間的直流電流過(guò)，在這種反饋路徑中使用至少一個(gè)電容器是必須的，因?yàn)殡娏鲿?huì)導(dǎo)致晶體管封裝的短路。
用于給定應(yīng)用的合適反饋路徑可以實(shí)現(xiàn)帶寬和增益起伏與頻率關(guān)系的改進(jìn)，以及穩(wěn)定多級(jí)放大器的各個(gè)級(jí)，例如，模塊化放大器的前置放大器、驅(qū)動(dòng)放大器、以及特別是當(dāng)要求較低輸出水平時(shí)的末級(jí)放大器。
上述類型的放大器使用大體積晶體管，即相對(duì)于所使用的波長(zhǎng)該晶體管相對(duì)較大，此后被稱為封裝晶體管或者晶體管封裝，其被用作混合電路布局中的表面安裝器件(SMD)或者嵌入式(drop-in)器件，并且需要大量的電路板空間。已知具有充分集成的反饋路徑的晶體管封裝，即，各個(gè)反饋環(huán)被集成在晶體管封裝中，其中該晶體管封裝可被用于構(gòu)造放大器。通常，當(dāng)實(shí)現(xiàn)這種類型的集成反饋方案時(shí)，不可能進(jìn)行反饋元件的隨后修改。
但是，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，僅僅可以獲得沒(méi)有內(nèi)部反饋路徑的封裝晶體管。如果對(duì)于特定應(yīng)用需要反饋路徑，則該問(wèn)題僅僅能夠通過(guò)設(shè)計(jì)外部實(shí)現(xiàn)的反饋路徑或者通過(guò)開(kāi)發(fā)昂貴的用戶特定晶體管來(lái)避免。
由于晶體管封裝大的尺寸，已知的放大器使用包括電路板上的印制反饋線的外部反饋路徑，其中所述反饋線相對(duì)較長(zhǎng)并且這樣不太合適用于高頻應(yīng)用，例如GHz范圍的RF(射頻)應(yīng)用。反饋路徑中的長(zhǎng)線對(duì)于放大器的性能具有負(fù)面影響。因此，應(yīng)當(dāng)避免這種線。如果傳輸線比所使用的RF波長(zhǎng)的大約1/10長(zhǎng)，則該傳輸線被稱為“長(zhǎng)”。長(zhǎng)線引起了阻抗變換，并且因此可能導(dǎo)致反饋路徑中不希望的不當(dāng)行為，例如，如果電感元件被用作反饋元件，則因?yàn)殚L(zhǎng)線，它可能被轉(zhuǎn)換成電容元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種放大器，特別用于高頻應(yīng)用，它可以由標(biāo)準(zhǔn)晶體管封裝構(gòu)造，這樣避免了使用昂貴的用戶設(shè)計(jì)元件同時(shí)確保操作靈活性，并且它不會(huì)受到因?yàn)殚L(zhǎng)的外部反饋線所引起的性能損失的損害。
該目的通過(guò)一種上述類型的放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，反饋路徑由反饋橋接器形成，該反饋橋接器包括從電路板平面引出的兩條反饋線和跨接在兩條反饋線之間的晶體管封裝上方的反饋元件，以及其中反饋路徑的長(zhǎng)度基本上對(duì)應(yīng)于圍繞晶體管封裝的最小路徑長(zhǎng)度。
由此，本發(fā)明提供了一種外部反饋路徑的實(shí)現(xiàn)，它經(jīng)濟(jì)上是有利的以及也適合于各種應(yīng)用，并且它也確保了對(duì)于隨后可能的修改的高度靈活性。由于本發(fā)明的平面外橋接器結(jié)構(gòu)，避免了圍繞大體積晶體管封裝的過(guò)長(zhǎng)反饋線，這樣減少了由現(xiàn)有技術(shù)方案所引起的負(fù)面影響。這導(dǎo)致了本發(fā)明放大器的增強(qiáng)性能。
優(yōu)選地，反饋線從晶體管封裝的兩個(gè)接觸標(biāo)志(contact flag)引出，以便對(duì)于給定尺寸的晶體管封裝最小化反饋路徑的總長(zhǎng)度，這樣最大化地減少了上述長(zhǎng)反饋線的不利影響。然而這可能不是一般的情況，根據(jù)本發(fā)明主題的另一個(gè)發(fā)展，對(duì)于常規(guī)的盒狀封裝，這可以通過(guò)提供相對(duì)于電路板基本上垂直的方向上引出的反饋線來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明放大器的一個(gè)變型中，反饋線被焊接到晶體管封裝的接觸標(biāo)志。由此，反饋線得以被容易并且持久地固定住，這不需要任何附加的以及因此可能為昂貴的固定裝置?？商鎿Q地，可將反饋線夾緊到晶體管封裝的接觸標(biāo)志上。這對(duì)于反饋橋接器和/或其構(gòu)成元件以后的修改提供了容易的機(jī)會(huì)。
在本發(fā)明放大器的一個(gè)特別優(yōu)選的變型中，晶體管封裝包括，即適用于相對(duì)較高電流和功率消耗的晶體管，使得該放大器可以用于在特定應(yīng)用中控制和切換高電流。
優(yōu)選地，本發(fā)明放大器是多級(jí)放大器，其中晶體管封裝構(gòu)成前置級(jí)的一部分。在本發(fā)明的一個(gè)可替換或者附加的發(fā)展中，放大器被設(shè)計(jì)為多級(jí)放大器，并且晶體管封裝構(gòu)成驅(qū)動(dòng)放大器級(jí)的一部分。特別地，在例如移動(dòng)終端應(yīng)用中需要較低輸出功率水平的情況下，在本發(fā)明的一個(gè)附加或者可替換的發(fā)展中，晶體管封裝構(gòu)成末級(jí)放大器級(jí)的一部分。按照這種方式，借助于根據(jù)本發(fā)明的放大器，可以實(shí)現(xiàn)各種放大特性。
為了能夠進(jìn)一步使本發(fā)明放大器的放大特性適用于給定的特定應(yīng)用，反饋元件優(yōu)選地包括電感、電容和電阻，其中至少電感和電容串聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明放大器一個(gè)可替換和/或者附加的實(shí)施例，反饋元件包括串聯(lián)的電容和電阻。根據(jù)本發(fā)明放大器的另一個(gè)可替換和/或者附加的實(shí)施例，反饋元件也可以包括電感、電容和電阻，其中至少電感和電阻并聯(lián)。
在其它可能的實(shí)施例中，用作直流電(DC)阻止器的電容器可以串聯(lián)到電感器和電阻器，僅僅串聯(lián)到電阻器，僅僅串聯(lián)到電感器，或者串聯(lián)到與電阻器并聯(lián)的電感器。
通過(guò)參考附圖的以下優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明，可以得到本發(fā)明其它特點(diǎn)和特性。根據(jù)本發(fā)明，可以單獨(dú)地或者結(jié)合地使用上面以及下面所述的特征。所述的實(shí)施例不應(yīng)被理解為窮盡性的列舉，而應(yīng)被理解為關(guān)于本發(fā)明基本原理的實(shí)例。


圖1是三級(jí)模塊化功率放大器的示意性方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的使用在放大器中的反饋橋接器的側(cè)視圖；圖3是根據(jù)圖2的反饋橋接器的頂視圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)放大器中的單級(jí)的詳細(xì)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了用于高頻應(yīng)用的多級(jí)功率放大器1的高度簡(jiǎn)化方框圖，多級(jí)功率放大器1例如是用于不同的頻帶(特別是L和S帶)以及各種通信標(biāo)準(zhǔn)的基站或者終端中的發(fā)送放大器。放大器1以混合電路技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且在用于待放大信號(hào)的輸入3和用于已放大信號(hào)的輸出4之間的具有印制導(dǎo)體(參見(jiàn)圖4)的電路板2上包括順序連接的三個(gè)放大器級(jí)，即前置放大器級(jí)5、驅(qū)動(dòng)放大器級(jí)6以及末級(jí)放大器級(jí)7。這種類型的放大器對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的。因此，為了表示簡(jiǎn)單起見(jiàn)，省略了放大器1的所有其它典型特征。
在實(shí)踐中，為了改進(jìn)放大器1關(guān)于穩(wěn)定性或增益特性方面的性能，必須在前置放大器級(jí)5和/或驅(qū)動(dòng)放大器級(jí)6以及在低要求輸出功率水平值(例如用于移動(dòng)終端應(yīng)用)的情況下也在末級(jí)放大器級(jí)7中的特定晶體管周圍提供反饋環(huán)/路徑，其中這些放大器級(jí)包括沒(méi)有任何集成反饋路徑的大體積(即相對(duì)于所使用的波長(zhǎng)相對(duì)較大)標(biāo)準(zhǔn)晶體管封裝8(見(jiàn)圖2)。為了避免晶體管封裝8周圍長(zhǎng)的印刷反饋線，本發(fā)明的放大器1包括在所述晶體管封裝8之一上方的至少一個(gè)外部反饋橋接器9，如圖2所示。
圖2顯示了具有設(shè)置在平坦電路板2上的接觸標(biāo)志10、11的晶體管封裝8。通過(guò)由兩條短反饋線13、14形成的反饋路徑12，在電路板2的平面外跨接晶體管封裝8，所述兩條反饋線13、14在基本上垂直于電路板平面的方向上引出，并且它們的上端13a、14a由反饋元件15連接。反饋元件15可以包括電阻元件R、電感元件L或者電容元件C的任何組合，根據(jù)放大器1的特定操作的需要以及如圖2示意性地描述，這些元件串聯(lián)或者并聯(lián)，只要可以確保電容元件C被設(shè)置為使得阻止直流電流過(guò)反饋路徑12(例如通過(guò)將一個(gè)電容器C串聯(lián)到其它元件)。在反饋線13、14的下端13b、14b，反饋橋接器9設(shè)置有接觸墊16、17，其中所述接觸墊借助于合適的焊接層18、19焊接到晶體管封裝8的接觸標(biāo)志10、11上。在所示的實(shí)施例中，垂直反饋線13、14與接觸墊16、17之間的角度α、β基本上為直角，即α＝β≈90°，以便最小化跨接晶體管封裝8所需要的反饋路徑12的總長(zhǎng)度。但是，在本發(fā)明范圍內(nèi)的不同實(shí)施例中，α和β可以取任何其它合適的值。而且，α和β沒(méi)有必要是相等的值，例如，當(dāng)附加的導(dǎo)電元件(沒(méi)有示出)將被包括在接觸墊16、17之一和相應(yīng)的接觸標(biāo)志10、11之間的焊接層18、19之一中，這樣升高了對(duì)應(yīng)的接觸墊16、17時(shí)。
圖3顯示了上述反饋橋接器9的頂視圖。根據(jù)該圖，接觸墊16、17以及反饋線13、14具有共同的寬度W1，而反饋元件15可以具有較小的寬度W2。接觸墊16、17和相應(yīng)的反饋線13、14優(yōu)選地被設(shè)計(jì)作為整體部分，其被彎曲以形成角度α、β，反饋元件15借助于現(xiàn)有技術(shù)中任何合適的手段連接到所述整體部分。
最后，圖4更詳細(xì)地顯示了根據(jù)本發(fā)明的放大器1的單個(gè)放大器級(jí)，例如前置放大器級(jí)5。在電路板2上提供用于電接觸放大器1的各個(gè)構(gòu)成塊的印刷導(dǎo)體20，放大器1的各個(gè)構(gòu)成塊其中之一是采用晶體管封裝8形式的功率晶體管。后者被設(shè)置為與相應(yīng)印刷導(dǎo)體20上它的接觸標(biāo)志(未示出)電接觸。而且，正如參考圖2和3詳細(xì)描述的，通過(guò)反饋橋接器9跨接晶體管封裝8。除了焊接和/或作為對(duì)焊接的替換，也可以借助于夾具21將反饋橋接器固定到電路板2上，這利用圖4的虛線繪出。夾具21為整體平坦的矩形，并且設(shè)置有中心孔22，中心孔22的尺寸被設(shè)置為圍繞盒裝晶體管封裝8，同時(shí)夾具21覆蓋反饋橋接器9的接觸墊16、17，以便分別將它們牢固地保持在電路板2以及相應(yīng)的導(dǎo)體20上。夾具21通過(guò)任何合適的固定裝置固定到電路板2上，該固定裝置例如是與電路板中的螺孔(沒(méi)有示出)相結(jié)合的螺釘23。
這樣，本發(fā)明提供了一種適用于高頻應(yīng)用的放大器，它可以由標(biāo)準(zhǔn)的晶體管封裝構(gòu)成，這樣避免了使用昂貴的用戶設(shè)計(jì)元件，同時(shí)確保了操作和修改的靈活性，并且它不會(huì)受到由于過(guò)長(zhǎng)外部反饋線所引起的性能損失的損害。
應(yīng)該理解，本發(fā)明也可以有利地使用來(lái)跨接RF應(yīng)用中的其它元件，所述元件具有這樣的尺寸，即從電路板平面引出的反饋橋接器產(chǎn)生與板上反饋路徑相比較短的反饋路徑。這特別是當(dāng)接觸標(biāo)志與待跨接元件的高度之間的距離與其在板上橫向尺寸相比小得多的情況。
權(quán)利要求
1.一種放大器，特別用于RF應(yīng)用，包括電路板、具有設(shè)置在所述電路板上的至少一個(gè)晶體管封裝的至少一個(gè)放大器級(jí)、以及圍繞所述至少一個(gè)晶體管封裝的反饋路徑，所述反饋路徑包括具有用于阻止直流電流流過(guò)所述反饋路徑的至少一個(gè)電容元件的反饋元件，以及優(yōu)選地還包括至少一個(gè)電感元件和/或電阻元件，其中，所述反饋路徑由反饋橋接器形成，所述反饋橋接器包括從所述電路板的平面引出的兩條反饋線以及跨接在所述兩條反饋線之間的所述晶體管封裝上方的所述反饋元件，以及所述反饋路徑的長(zhǎng)度基本上對(duì)應(yīng)于圍繞所述晶體管封裝的最小路徑長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，所述反饋線從所述晶體管封裝的兩個(gè)接觸標(biāo)志引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，所述反饋線在相對(duì)于所述電路板基本上垂直的方向上引出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，所述反饋線被焊接到所述晶體管封裝的接觸標(biāo)志。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，所述反饋線被夾緊到所述晶體管封裝的接觸標(biāo)志上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，所述晶體管封裝包括功率晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，它是多級(jí)放大器，并且所述晶體管封裝構(gòu)成前置放大器級(jí)、驅(qū)動(dòng)放大器級(jí)和/或末級(jí)放大器級(jí)的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，所述反饋元件包括電感、電容和電阻，其中至少所述電感和所述電容串聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，反饋元件包括串聯(lián)的電容和電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，所述反饋元件包括電感、電容和電阻，其中至少所述電感和所述電阻并聯(lián)。
全文摘要
一種放大器，特別用于RF應(yīng)用，包括電路板(2)、具有設(shè)置在電路板(2)上的至少一個(gè)晶體管封裝(8)的至少一個(gè)放大器級(jí)、以及圍繞至少一個(gè)晶體管封裝(8)的反饋路徑(12)，所述反饋路徑(12)包括具有用于阻止直流電流過(guò)反饋路徑(12)的至少一個(gè)電容元件(C)的反饋元件(15)，以及優(yōu)選地還包括至少一個(gè)電感元件(L)和/或電阻元件(R)。為了減少由于長(zhǎng)印制反饋線對(duì)放大器性能的負(fù)面影響，在根據(jù)本發(fā)明的放大器中的反饋路徑由反饋橋接器(9)形成，所述反饋橋接器(9)包括在晶體管封裝(8)的兩個(gè)接觸標(biāo)志(10、11)處從電路板(2)平面引出的兩條反饋線(13、14)以及跨接在兩條反饋線(13、14)之間的所述晶體管封裝上方的反饋元件(15)。
文檔編號(hào)H03F1/34GK1897458SQ200610092289
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者迪爾克·維格納, 托馬斯·默克 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司