專(zhuān)利名稱(chēng)：高頻功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動(dòng)通信裝置中使用的高頻功率放大器。
技術(shù)背景例如，在蜂窩電話(huà)中使用的高頻功率放大器具有諸如晶體管之類(lèi)的 放大裝置、用于向放大裝置有效地輸入高頻信號(hào)的輸入匹配電路、以及 從放大裝置有效地輸出高頻信號(hào)的輸出匹配電路。匹配電路具有電容和 諸如電感或微帶線(xiàn)之類(lèi)的高頻匹配裝置，并典型地實(shí)施為安裝在電路板 上的已封裝芯片。將包含高頻放大裝置的半導(dǎo)體芯片也安裝在電路板上， 并且相結(jié)合的這些部件實(shí)施高頻功率放大器模塊。蜂窩電話(huà)已經(jīng)提供了多種功能，包括多頻帶信號(hào)傳輸能力和用于處 理不同調(diào)制信號(hào)的多模功能。在蜂窩電話(huà)變小時(shí)，電池尺寸也減小了，從而要求更高效率的高頻功率放大器以便保證足夠的通信時(shí)間，并且需 要強(qiáng)調(diào)在低功率工作期間而不是只在最大輸出水平附近的效率。如從文 獻(xiàn)己知的，優(yōu)化高頻功率放大器效率要求在不同頻率、輸出以及其它條 件下匹配輸入輸出阻抗，并且要求具有阻抗優(yōu)化的匹配電路的多個(gè)獨(dú)立 高頻功率放大器以便提供多頻帶和多模能力。美國(guó)專(zhuān)利No. 6， 281， 748 (對(duì)應(yīng)于日本公開(kāi)專(zhuān)利出版物 No. 2001-251202)說(shuō)明了具有提供這樣能力的控制裝置的結(jié)構(gòu)。圖19示出了現(xiàn)有技術(shù)的示例。末級(jí)放大裝置輸出側(cè)的匹配電路包 括可變電容300和電容301,與電容串聯(lián)的開(kāi)關(guān)二極管302，以及包括電 感器303、旁路電容器304和在與控制電路相連的通路上的電阻305的 結(jié)構(gòu)，并且輸出負(fù)載電路306的阻抗可以通過(guò)控制這些裝置來(lái)改變。如 果裝置300到305實(shí)施為安裝在電路板上的芯片，如圖20所示，包括匹 配電路的功率放大器的面積增加。如果還結(jié)合了用于多頻帶切換和輸出
功率開(kāi)關(guān)的復(fù)雜控制技術(shù)，面積會(huì)進(jìn)一步增加并且模塊變得甚至更復(fù)雜。 本發(fā)明提供能夠進(jìn)行簡(jiǎn)易調(diào)節(jié)和阻抗切換而同時(shí)減小功率放大模 塊面積和保證高性能低成本的高頻功率放大器。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明第一方面的高頻功率放大器具有包括具有第一高頻放 大裝置的主放大級(jí)的第一半導(dǎo)體芯片；以及包括具有第一開(kāi)關(guān)裝置的主匹配級(jí)的第二半導(dǎo)體芯片。主放大級(jí)包括可操作用于輸出由第一高頻放 大裝置放大的第一信號(hào)的第一輸出管腳，以及主匹配級(jí)包括可操作用于 接收第一信號(hào)的第一輸入管腳以及可操作用于匹配第一信號(hào)的第一高頻 匹配電路裝置。此結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了在小封裝半導(dǎo)體芯片中集成具有開(kāi)關(guān)功能的功率放 大器的阻抗匹配電路，并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的開(kāi)關(guān)控制。因此可以提供小巧、 多頻帶兼容的高性能功率放大模塊。通過(guò)參考以下描述和權(quán)利要求并且結(jié)合附圖，本發(fā)明的其它目標(biāo)和 成就和本發(fā)明更全面的理解一起將變得顯然和明白。


圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的結(jié)構(gòu)。圖IB是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的剖面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第一示例的方框圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第二示例的方框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第三示例的方框圖。圖5是示出了用于描述本發(fā)明的高頻功率放大器結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6A是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第一方框圖。圖6B是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的一部分的方框圖。圖6C是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的仿真的圖表。圖6D是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的仿真的圖表。圖6E是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第一方框圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第二方框圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第三方框圖。 圖9是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第四方框圖。 圖IOA是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電 路示例的電路圖。圖IOB是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電路示例的電路圖。圖ioc是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電路示例的電路圖。圖IIA是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電 路示例的電路圖。圖IIB是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電路示例的電路圖。圖11C是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電 路示例的電路圖。圖12A是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電 路示例的電路圖。圖12B是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電 路示例的電路圖。圖12C是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電路示例的電路圖。圖12D是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電路示例的電路圖。圖13A是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電路示例的電路圖。圖13B是控制圖13A所示阻抗切換電路的邏輯電路的邏輯表。圖14是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第五方框圖。圖15A是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第一變體的方框圖。圖15B是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第二變體的方框圖。圖16A是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電路示例的電路圖。
圖16B是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻功率放大器中使用的阻抗切換電 路示例的電路圖。圖16C是示出了在根據(jù)本發(fā)明高頻^]率放大器中使用的阻抗切換電路示例的電路圖。圖17A是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的工作波形的波形圖。圖17B是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的工作波形的波形圖。圖18A是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的工作波形的波形圖。圖18B是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的工作波形的波形圖。圖18C是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的工作波形的波形圖。圖19是現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。'圖20示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的模塊的示例。
具體實(shí)施方式
圖1A、圖1B、圖2、圖3和圖4示出了其中使用了本發(fā)明的高頻功 率放大器的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器使用從800MHz到3GHz 的高頻頻帶范圍，并更寬地使用從400MHz到5GHz的范圍。放大后的輸 出功率約為5瓦特。圖1A中所示的高頻功率放大器100包括包括放大裝置(也稱(chēng)為 "高頻放大裝置")的半導(dǎo)體芯片IOI，以及包括匹配電路裝置(也稱(chēng)為 "高頻匹配電路裝置")和開(kāi)關(guān)裝置的半導(dǎo)體芯片102。高頻功率放大器 100 (也簡(jiǎn)稱(chēng)為"高頻放大器")實(shí)現(xiàn)為包括第一和第二半導(dǎo)體芯片、其 上安裝了半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂或陶瓷襯底103、以及密封樹(shù)脂104或帽的 單獨(dú)模塊。在本發(fā)明的此方面中，與在襯底上形成的微帶線(xiàn)以及其它電 路裝置一起實(shí)現(xiàn)高頻功率放大器100的模塊中使用了兩個(gè)半導(dǎo)體芯片塊 101和102。
圖1B是本發(fā)明該方面的剖面圖。示出了樹(shù)脂或陶瓷襯底103以及密封樹(shù)脂104。將半導(dǎo)體芯片101和102安裝在襯底103上，并通過(guò)導(dǎo) 線(xiàn)鍵合或其它結(jié)構(gòu)連接到襯底上。微帶線(xiàn)和其它高頻電路裝置可以形成 于襯底103上。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的高頻ji率放大器結(jié)構(gòu)的第一方框圖。圖 2所示的是兩級(jí)放大器的輸入匹配電路模塊105、兩級(jí)放大器的預(yù)放大電 路模塊106、級(jí)間匹配電路模塊107、第二放大器電路模塊108、以及輸 出匹配電路模塊109。在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，輸出匹配電路模塊109中 包括開(kāi)關(guān)裝置，并且在第二半導(dǎo)體芯片102上實(shí)施匹配電路裝置和開(kāi)關(guān) 裝置。在包括放大裝置的第一半導(dǎo)體芯片中實(shí)施模塊105、 106、 107、 108。模塊105、 106、 107、 108統(tǒng)稱(chēng)為主放大級(jí)，而模塊109也稱(chēng)為主 匹配級(jí)。主放大級(jí)是主匹配級(jí)的上游。主放大級(jí)至少包括模塊108，而可以 省略模塊105、 106和107。輸入匹配電路模塊105和級(jí)間匹配電路模塊 107用于匹配高頻功率放大器中相對(duì)低功率的信號(hào)，并且因此比用于匹 配輸出到外部阻抗電路的相對(duì)高功率f號(hào)的輸出匹配電路模塊109簡(jiǎn) 單。 ''第一半導(dǎo)體芯片101具有用于輸出由高頻放大裝置放大的輸出信號(hào) 的輸出管腳T1，而第二半導(dǎo)體芯片102具有用于接收高頻放大裝置的輸 出信號(hào)的輸入管腳T2以及用于匹配輸出信號(hào)的高頻匹配電路。在圖6A 中詳細(xì)描述在第二半導(dǎo)體芯片102中實(shí)施的高頻匹配電路。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明另一方面的高頻功率放大器結(jié)構(gòu)的第二方 框圖。在此結(jié)構(gòu)中，在具有開(kāi)關(guān)裝置的第二半導(dǎo)體芯片102上實(shí)施輸入 匹配電路105和輸出匹配電路109，而在包括高頻放大裝置的第一半導(dǎo) 體芯片上形成模塊106、 107和108。模塊105也稱(chēng)為預(yù)匹配級(jí)，模塊106、 107和108統(tǒng)稱(chēng)為主放大級(jí)， 而模塊109稱(chēng)為主匹配級(jí)。主放大級(jí)是主匹配級(jí)的上游，而預(yù)匹配級(jí)是 主放大級(jí)的上游。主放大級(jí)至少包括模塊108，而可以省略模塊106和107。級(jí)間匹 配電路模塊107用于匹配高頻功率放大器中相對(duì)低功率的信號(hào)，并且因 此比用于匹配輸出到外部阻抗電路的相對(duì)高功率信號(hào)的輸出匹配電路模 塊109簡(jiǎn)單。第一半導(dǎo)體芯片101具有用于接收將由高頻放大裝置放大的源信號(hào)的輸入管腳T4，而第二半導(dǎo)體芯片具有用于輸出源信號(hào)的輸出管腳T3 以及用于匹配源信號(hào)的高頻匹配電路。在圖7中詳細(xì)描述在第二半導(dǎo)體 芯片102中設(shè)置的高頻匹配電路?？梢栽谂c第二半導(dǎo)體芯片102相分離的獨(dú)立半導(dǎo)體芯片中實(shí)施模塊 109。在此情況下在第一半導(dǎo)體芯片101中可以包括模塊109。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明另一方面的高頻功率放大器結(jié)構(gòu)的第三方 框圖。在此結(jié)構(gòu)中，在具有開(kāi)關(guān)裝置的第二半導(dǎo)體芯片102上實(shí)施輸入 匹配電路105、級(jí)間匹配電路模塊107、和輸出匹配電路109，而在包括 放大裝置的第一半導(dǎo)體芯片101上形成模塊106和108。模塊105也稱(chēng)為預(yù)匹配級(jí)，模塊106也稱(chēng)為預(yù)放大級(jí)，模塊107也 稱(chēng)為中間匹配級(jí)，模塊108也稱(chēng)為主放大級(jí)，而模塊109也稱(chēng)為主匹配 級(jí)。主放大級(jí)是主匹配級(jí)的上游，中間匹配級(jí)是主放大級(jí)的上游，預(yù)放 大級(jí)是中間匹配級(jí)的上游，而預(yù)匹配級(jí)是預(yù)放大級(jí)的上游。第一半導(dǎo)體芯片101具有第一級(jí)高頻放大裝置(在模塊106中)和 第二級(jí)高頻放大裝置(在模塊108中)，以及用于輸出在由中間匹配級(jí)匹 配之前由第一高頻放大裝置放大的級(jí)間信號(hào)的輸出管腳T5。第二半導(dǎo)體 芯片102具有用于接收匹配前的級(jí)間信號(hào)的輸入管腳T6以及用于在由主匹配級(jí)匹配之前來(lái)匹配級(jí)間信號(hào)的高頻匹配電路裝置。第一半導(dǎo)體芯片101還具有用于接收匹配后的級(jí)間信號(hào)的輸入管腳 T8，而第二半導(dǎo)體芯片102具有用于輸出匹配后的級(jí)間信號(hào)的輸出管腳 T7。在圖8中詳細(xì)描述了在第二半導(dǎo)體芯片102中設(shè)置的高頻匹配電路?？梢栽谂c第二半導(dǎo)體芯片102相分離的獨(dú)立半導(dǎo)體芯片中實(shí)施模塊 105和109。在此情況下在第一半導(dǎo)體芯片101中可以包括模塊105和 109的任何一個(gè)或者兩個(gè)。接下來(lái)描述實(shí)際電路圖。圖5是用于描述本發(fā)明的高頻功率放大器 的電路圖，并示出了具有兩級(jí)放大器的裝置。輸入匹配電路105具有電容器C1、 C2以及電感器L1。然而此結(jié)構(gòu)
只是一個(gè)示例，可以使用其它結(jié)構(gòu)。預(yù)放大電路106具有放大晶體管Trl、電阻R1和R2、電容器C3和 C4、以及微帶線(xiàn)SL1和SL2。管腳207與旁路電路(圖中未示出)相連， 用于向放大晶體管Trl提供旁路電流或電壓。C4作用為旁路電容器。SL2 可以是電感器。級(jí)間匹配電路107是電容器C5。第二放大器電路108包括放大晶體管Tr2、電阻R3、電容器C6、以 及微帶線(xiàn)SL3。管腳208與旁路電路(圖中未示出)相連，用于向放大 晶體管Tr2提供旁路電流或電壓。C6作用為旁路電容器。SL3可以是電 感器。輸出匹配電路109包括電容器C7、 C8和C9以及微帶線(xiàn)SL4、 SL5 和SL6。如圖2、圖3和圖4中所示，'本發(fā)明的高頻放大器包括至少兩個(gè)半 導(dǎo)體芯片，即第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片，并要求兩個(gè)半導(dǎo)體芯 片協(xié)同實(shí)施。第一半導(dǎo)體芯片至少包括放大裝置，并且例如，此放大裝置包括預(yù) 放大裝置Trl和第二放大裝置Tr2。例如，放大裝置是放大晶體管。例 如，放大晶體管是雙極型晶體管。例如，,放大晶體管可以是諸如硅-鍺晶 體管之類(lèi)的異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管。放大器電路包括放大裝置和調(diào)節(jié)電阻 或電容。第二半導(dǎo)體芯片至少包括匹配電路裝置和開(kāi)關(guān)裝置。匹配電路裝置至少包括電容器、電感器或微帶線(xiàn)。第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片協(xié)同實(shí)施。這里使用的"協(xié)同實(shí) 施"意思是它們作為單個(gè)單元形成，如當(dāng)將第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo) 體芯片設(shè)置在同一個(gè)襯底上或封裝在一起時(shí)。包括放大裝置的第一半導(dǎo)體芯片101至少包括第二放大器電路模塊 108，而包括匹配電路裝置和開(kāi)關(guān)裝置的第二半導(dǎo)體芯片102至少包括輸 出匹配電路109。比較第一半導(dǎo)體芯片101和第二半導(dǎo)體芯片102，第一半導(dǎo)體芯片 101用雙極型晶體管或其它放大裝置來(lái)放大信號(hào)，而第二半導(dǎo)體芯片102 用匹配電路裝置和開(kāi)關(guān)裝置來(lái)匹配信號(hào)。因此制造工藝不同，并且第一 半導(dǎo)體芯片101比第二半導(dǎo)體芯片102復(fù)雜。在第一半導(dǎo)體芯片101中 包括的裝置要求足以進(jìn)行信號(hào)放大的性能和精度。因此第一半導(dǎo)體芯片 101的每單位面積芯片成本比第二半導(dǎo)體芯片102高。在第二半導(dǎo)體芯片102的情況中，匹配電路裝置包括可以用相對(duì)簡(jiǎn)單的制造工藝來(lái)制造的無(wú)源裝置，并且開(kāi)關(guān)裝置僅僅開(kāi)關(guān)信號(hào)，因此不要求信號(hào)放大所要求的性能和精度。因此第二半導(dǎo)體芯片102的芯片成 本比第一半導(dǎo)體芯片101低。此外，開(kāi),關(guān)裝置是場(chǎng)效應(yīng)晶體管或異質(zhì)結(jié) 場(chǎng)效應(yīng)晶體管(HEMT)，所以第二半導(dǎo)體芯片102的制造工藝和用于主要 包括雙極型晶體管的第一半導(dǎo)體芯片101的工藝差別很大。因而第一半導(dǎo)體芯片101和第二半導(dǎo)體芯片102的制造工藝不同， 要求不同的性能和精度級(jí)別，并導(dǎo)致成本不同。如果把高頻功率放大器 100的裝置集成在與第一半導(dǎo)體芯片101和第二半導(dǎo)體芯片102結(jié)構(gòu)上 不同的半導(dǎo)體芯片中，不僅制造工藝變得更復(fù)雜，而且變得更加難以保 證所需性能，且成品率降低。'因此總成本上升并且高頻功率放大器100模塊的尺寸也上升。然而，通過(guò)把高頻功率放大器ioo主要地分成第一半導(dǎo)體芯片101和第二半導(dǎo)體芯片102，可以實(shí)現(xiàn)在成本、可制造性、 性能和尺寸上有利的放大器。第一實(shí)施例圖6A是與圖2所示結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的電路圖，并示出了采用本發(fā)明的高頻功率放大器的第一實(shí)施例。此結(jié)構(gòu)和圖5所示電路不同在于在輸出匹配電路109增加了電容 器Cll和開(kāi)關(guān)裝置SW1。因?yàn)楫?dāng)斷開(kāi)時(shí)開(kāi)關(guān)裝置SW1打開(kāi)并且電容Cll 沒(méi)有作為接地電容與匹配電路相連接，輸出匹配電路狀態(tài)與圖5等效。 當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置SW1接通時(shí)，電容C11作為接地電容和匹配電路相連，匹配 電路阻抗由于Cll的電容和圖5所示電路不同。因此第二放大裝置輸出 管腳的匹配狀態(tài)改變，可以在兩個(gè)不同輸出功率水平上優(yōu)化效率或者在 兩個(gè)不同頻率上優(yōu)化效率。此結(jié)構(gòu)中晶體管Tr2輸出側(cè)與第一半導(dǎo)體芯片的輸出管腳Tl直接 相連。當(dāng)在蜂窩電話(huà)中使用根據(jù)本發(fā)明此實(shí)施例的高頻功率放大器時(shí)，提供控制電路603、頻率檢測(cè)器600、功率水平檢測(cè)器601和模式檢測(cè)器 602作為用于控制開(kāi)關(guān)裝置SW1接通/斷開(kāi)狀態(tài)的電路。如果蜂窩電話(huà)是 多頻帶兼容的，頻率檢測(cè)器600檢測(cè)通信頻率和頻率改變的時(shí)間。功率 水平檢測(cè)器601檢測(cè)蜂窩電話(huà)接收到的信號(hào)的功率水平。模式檢測(cè)器602檢測(cè)工作模式是語(yǔ)音通信模式還是數(shù)據(jù)通信模式。如果提供頻率檢測(cè)器 600、功率水平檢測(cè)器601和模式檢測(cè)器602中的任何一個(gè)，控制就是可能的。接下來(lái)描述基于頻率的控制方法。.例如，當(dāng)頻率檢測(cè)器600檢測(cè)到頻率變化時(shí)，接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置 SW1以把阻抗變成對(duì)檢測(cè)到的頻率的優(yōu)化匹配狀態(tài)，并因此提高效率。 接下來(lái)描述基于功率水平的控制方法。如果功率水平檢測(cè)器601檢測(cè)到的功率水平大于等于預(yù)定水平，控 制電路603接通開(kāi)關(guān)裝置SW1以減小輸出匹配電路109的負(fù)載阻抗。當(dāng) 檢測(cè)到的功率水平低于該預(yù)定水平時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置SW1以增加負(fù)載阻 抗。因此可以提高效率。接下來(lái)描述基于通信模式的控制方法。如果模式檢測(cè)器602檢測(cè)到數(shù)據(jù)通信模式，最大輸出上升。在此情 況下，控制電路603接通開(kāi)關(guān)裝置SW1以降低負(fù)載阻抗，并且控制匹配 以提供高輸出。然而，如果模式檢測(cè)器602檢測(cè)到語(yǔ)音通信模式，控制 電路603斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置SW1以匹配增加負(fù)載阻抗并增加效率。使用蜂窩電話(huà)作為示例描述了根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的用 途，但是當(dāng)用在其它裝置中時(shí)高頻功率放大器提供同樣類(lèi)型的控制。圖6B示出了圖6A中在第二放大器電路108輸出管腳處的阻抗Zout 的電路，而圖6C和圖6D分別示出當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置SW1斷開(kāi)和接通時(shí)仿真的 阻抗Zout (其中電容器Cll的電容是0.5pF)。如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置 SW1從斷開(kāi)切換到接通時(shí)，頻率1950MHz處的阻抗改變，實(shí)數(shù)部分減小 并且虛數(shù)部分的絕對(duì)值減小。當(dāng)實(shí)數(shù)部分較小并阻抗較低時(shí)，高頻功率 放大器的最大輸出增加，并且可以通過(guò)控制開(kāi)關(guān)裝置SW1的狀態(tài)來(lái)對(duì)輸
出功率優(yōu)化效率特性。另外，因?yàn)樵诒景l(fā)明此實(shí)施例中用于開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān) 裝置SW1和電容C11在同一個(gè)半導(dǎo)體芯片102上實(shí)施，可以在小面積中 集成開(kāi)關(guān)功能。當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置SW1是如圖6E所示的場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)，可以通過(guò)柵極電壓容易的控制接通/斷開(kāi)狀態(tài)，并在接通狀態(tài)減少損耗，以及可以容易 實(shí)現(xiàn)更小和具有更少損耗的切換電路。當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置是異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(HEMT)時(shí)此結(jié)構(gòu)甚至更有效。當(dāng)如本發(fā)明此實(shí)施例中在輸出匹配電 路109中實(shí)施開(kāi)關(guān)功能時(shí)，必須考慮在開(kāi)關(guān)裝置管腳處的高頻放大信號(hào) 的電壓幅度。更具體地，如果當(dāng)放大信號(hào)水平較高時(shí)電壓幅度太高，特 別地如果電壓幅度超過(guò)開(kāi)關(guān)裝置SW1的閾值電壓，斷開(kāi)的電路有可能接 通并且電路將不正常開(kāi)關(guān)。然而，如果使用HEMT裝置并且使用串聯(lián)了多 個(gè)開(kāi)關(guān)裝置的多級(jí)切換電路，可以實(shí)現(xiàn)容易適應(yīng)高放大水平的設(shè)計(jì)。多 級(jí)設(shè)計(jì)也可以減少損耗并因此特別有效。下面實(shí)施例中的開(kāi)關(guān)裝置是場(chǎng)效應(yīng)晶體管或異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。圖7是與圖3所示結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的電路圖，并示出了采用本發(fā)明的高 頻功率放大器的第二實(shí)施例。在此結(jié)構(gòu)中，輸入匹配電路105和輸出匹配電路109實(shí)施在同一個(gè) 半導(dǎo)體芯片102上。在此結(jié)構(gòu)中晶體管Trl的輸入側(cè)與第一半導(dǎo)體芯片101的輸入管腳 T4直接相連。圖8是與圖4所示結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的電路圖，并示出了采用本發(fā)明的高 頻功率放大器的第三實(shí)施例。在此結(jié)構(gòu)中，輸入匹配電路105、 1及間匹配電路107和輸出匹配電 路109實(shí)施在同一個(gè)半導(dǎo)體芯片102上。在圖8所示實(shí)施例中，將作為 輸出匹配電路的一部分的微帶線(xiàn)SL4、 SL5、 SL6設(shè)置在外部而不是設(shè)置 在半導(dǎo)體芯片102上。在此實(shí)施例中，微帶線(xiàn)SL4、 SL5、 SL6實(shí)施在模 塊襯底103上，并且通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)鍵合或其它結(jié)構(gòu)與第二半導(dǎo)體芯片102上 的匹配電路裝置相連。此結(jié)構(gòu)減小了第二半導(dǎo)體芯片102的尺寸。在此結(jié)構(gòu)中，晶體管Trl的輸出側(cè)與第一半導(dǎo)體芯片101的輸出管 腳T5直接相連，并且晶體管Tr2的輸入側(cè)與第一半導(dǎo)體芯片101的輸入
管腳T8直接相連。在前面的實(shí)施例中，具有開(kāi)關(guān)裝置的阻抗切換電路僅僅在輸出匹配電路109中實(shí)施，但是顯然可以將其設(shè)置在級(jí)間匹配電路107或輸入匹 配電路105中。例如，如圖9所示，可以通過(guò)形成與級(jí)間匹配電路107 的串聯(lián)電容C5并聯(lián)的開(kāi)關(guān)裝置SW2和電容器C12，來(lái)切換級(jí)間匹配電路 107的阻抗。這實(shí)現(xiàn)了根據(jù)高頻功率放大器輸出水平把輸入功率水平從 預(yù)放大電路106改變到第二放大電路108，并實(shí)現(xiàn)了根據(jù)高頻功率放大 器工作頻率切換級(jí)間匹配電路107的頻率特性。放大器電路106、 108的旁路電路(與管腳207、 208相連)可以與 放大器電路實(shí)施在同一個(gè)第一半導(dǎo)體芯片101上，或者與開(kāi)關(guān)裝置SW1 實(shí)施在同一個(gè)第二半導(dǎo)體芯片102上。例如，如果放大裝置Trl、 Tr2 是雙極型晶體管，使用用作開(kāi)關(guān)裝置SW1的場(chǎng)效應(yīng)晶體管電路來(lái)實(shí)施旁 路電路特別有效，因?yàn)榭梢匀菀赘呔鹊靥砑訙囟妊a(bǔ)償和截止功能。在 預(yù)放大電路106中設(shè)置的電阻器R1和電容器C3實(shí)現(xiàn)了反饋電路，并且 作為匹配電路的一部分?？梢詫⒎糯笱b置Trl和Tr2外圍的電路與放大 裝置Trl和Tr2實(shí)施在相同的第一半導(dǎo)體芯片101上，實(shí)施在相同的第 二半導(dǎo)體芯片102上，或者從外部附加到芯片。另外，不必要把匹配電 路105、 107和109的一部分放置在第二半導(dǎo)體芯片102上，并且可以在 第一半導(dǎo)體芯片101上實(shí)施一部分。另外，包括放大電路裝置的第一半導(dǎo)體芯片101以及包括匹配電路 裝置和開(kāi)關(guān)裝置的半導(dǎo)體芯片102的任何一個(gè)都可以在多個(gè)芯片上實(shí) 施。例如，取決于放大電路的規(guī)?；蜷_(kāi)關(guān)的復(fù)雜度，第一半導(dǎo)體芯片或 第二半導(dǎo)體芯片可以在兩個(gè)或更多芯片上實(shí)施。從而優(yōu)化的(縮小的) 模塊布局甚至更加有效。在圖1和圖2所示的實(shí)施例中，只用安裝在襯底103上的半導(dǎo)體芯 片IOI和102實(shí)施高頻功率放大器100模塊。電阻R1、 R2、電容器C3、 C4、 C6、微帶線(xiàn)SL1、 SL2、 SL3以及電感器裝置中的全部或部分在這種 情況下也可以在半導(dǎo)體芯片上實(shí)施或者外接。在襯底和半導(dǎo)體芯片上的 電路裝置之間的連接也不局限于導(dǎo)線(xiàn)鍵合，例如，可以使用倒裝芯片鍵
第二實(shí)施例接下來(lái)描述使用在第二半導(dǎo)體芯片上形成的開(kāi)關(guān)裝置和匹配電路 裝置的切換電路的實(shí)施例。圖IOA、圖IOB和圖IOC是描述根據(jù)本發(fā)明的阻抗切換電路的第二實(shí)施例的電路方框圖。參考數(shù)字215、 217、 218、 220和221是電容裝置， 參考數(shù)字216、 219和222是開(kāi)關(guān)裝置。參考圖IOA，例如，當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置 216接通時(shí)，電容裝置215作為接地電容與電路相連，而當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置216 斷開(kāi)時(shí)，電容裝置215的接地端打開(kāi)并且電容裝置215不與電路相連。 因?yàn)镠EMT或其它開(kāi)關(guān)裝置的寄生電容，接地電容是電容裝置215和寄生 電容的串聯(lián)復(fù)合電容，但是因?yàn)樵搹?fù)合電容和電容裝置215相比足夠小， 當(dāng)圖IOA所示電路用于高頻匹配時(shí)，可以通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置216接通或斷開(kāi)時(shí)電容的差別來(lái)改變匹配電路阻抗。在圖IOB所示結(jié)構(gòu)中，通過(guò)開(kāi)關(guān)電容裝置219接通或斷開(kāi)可以在電 容裝置217以及電容裝置217和218的復(fù)合電容之間切換串聯(lián)電容。還可以如圖IOC所示改變接地電容。還可以如圖IIA、圖IIB和圖IIC所示利用電感器來(lái)實(shí)施匹配電路 裝置。另外，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)裝置具有如上所述的寄生電容，也可以使用該電 容作為匹配電路的裝置來(lái)進(jìn)行切換。例如，當(dāng)用HEMT時(shí)，每lmm柵極寬 度的寄生電容約是0.2pF，并且通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)柵極寬度，電容可以從 幾十pF到幾pF變化。接下來(lái)參考圖12A、圖12B、圖12C和圖12D描述用寄生電容調(diào)節(jié) 電容。例如，如果如圖12A串聯(lián)的開(kāi)關(guān)裝置231、232的斷開(kāi)電容是0. 4pF， 當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)裝置都斷開(kāi)(圖12B)時(shí)電容是0.2pF，當(dāng)任一個(gè)接通(圖 12C)時(shí)電容是0.4pF。如圖12D所示還可以串聯(lián)更多開(kāi)關(guān)裝置。通過(guò)使 用圖12A或圖12D所示的電路作為串聯(lián)或接地的匹配電路裝置，可以精 細(xì)的調(diào)節(jié)阻抗。用單個(gè)開(kāi)關(guān)裝置描述了本發(fā)明的實(shí)施例。在實(shí)際電路中使用HEMT 或其它開(kāi)關(guān)裝置，但是如第一實(shí)施例中所述，為了根據(jù)加到開(kāi)關(guān)裝置的 電壓保.證需要的開(kāi)關(guān)操作，可以串聯(lián)多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置。多級(jí)切換電路容易
實(shí)施，可以用在高輸出功率匹配電路中，并從而特別有效。在這種情況 下可以增加供電電壓而不是使用多級(jí)結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)用在蜂窩電話(huà)中時(shí)要 求升高電池電壓。然而，如果在第二半導(dǎo)體芯片上實(shí)施要求的升壓器， 可以用僅僅幾個(gè)級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)高輸出。第三實(shí)施例下面用圖13A和圖13B描述切換電路的另一個(gè)實(shí)施例。作為匹配裝置的電容237、 239、 241、 243是與放大器裝置相對(duì)應(yīng)的匹配電路的一部 分，并且匹配電路通過(guò)將開(kāi)關(guān)裝置238、 240、 242、 244的控制電壓(A) 到(D)切換為低(L)或高(H)來(lái)連接或斷開(kāi)。因?yàn)橛兴膫€(gè)開(kāi)關(guān)，提供 邏輯電路245并用兩個(gè)控制管腳來(lái)切換四個(gè)控制電壓(A)到(D)為低 或高。四個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)在圖13B中表示。在本發(fā)明此實(shí)施例中該邏輯電路 在第二半導(dǎo)體芯片上實(shí)施，從而能夠用簡(jiǎn)單接口容易地控制在更多水平 之間切換阻抗，同時(shí)減小芯片尺寸和放大器裝置尺寸。另外，因?yàn)榭梢?用服MT容易地實(shí)施邏輯電路，例如，該功能可以在第二半導(dǎo)體芯片上實(shí) 施。如果放大器具有更多功能和信道，可以使用多個(gè)具有開(kāi)關(guān)裝置和匹 配電路裝置的芯片，并且可以在其中一個(gè)或更多芯片上實(shí)施邏輯電路。第四實(shí)施例圖14是根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第五實(shí)施例的電路圖。此 實(shí)施例是圖6E所示高頻功率放大器的變體。第二半導(dǎo)體芯片102包括匹 配電路裝置和開(kāi)關(guān)裝置。本發(fā)明此實(shí)施例包括到預(yù)放大裝置電源的旁路 電容C4，以及到第二放大裝置電源的旁路電容C6。還包括并聯(lián)到電容 C6的電容C13和開(kāi)關(guān)裝置SW3。設(shè)計(jì)旁路電容C4、 C6和C13具有幾十到幾千皮法的電容，以便去 除供電側(cè)阻抗對(duì)高頻放大的影響，并且抑制在放大頻帶低頻端的通過(guò)特 性。因?yàn)楫?dāng)在半導(dǎo)體芯片上實(shí)施這樣的高電容裝置時(shí)，電容裝置的面積 增加，半導(dǎo)體芯片的面積增加并且成本增加。例如，如果放大裝置是雙 極型晶體管，因?yàn)橹圃旃に噺?fù)雜，具有放大裝置的第一半導(dǎo)體芯片101 的單位面積成本增加，并且如果包括高電容裝置，芯片成本增加得甚至
更多。然而，因?yàn)榫哂虚_(kāi)關(guān)裝置得第二半導(dǎo)體芯片102比半導(dǎo)體芯片101 成本低，當(dāng)在半導(dǎo)體芯片上實(shí)現(xiàn)旁路電容時(shí)可以在低成本下達(dá)到本發(fā)明 此實(shí)施例。另外，由于當(dāng)實(shí)施高電容時(shí)可以使用具有高介電常數(shù)的電介質(zhì)薄 膜，在半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程上增加了.形成電介質(zhì)薄膜的過(guò)程。如果第 一半導(dǎo)體芯片101在從截面看的正面圖中具有很大不同(在包括雙極型 晶體管的半導(dǎo)體裝置中如此)且在第一半導(dǎo)體芯片101上形成電介質(zhì)薄 膜，制造過(guò)程變得困難和復(fù)雜。因此在具有更少步驟和更簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)裝置的半導(dǎo)體芯片102上形成該電介質(zhì)薄膜更容易且更有效。 接下來(lái)描述實(shí)施電容器C13和開(kāi)關(guān)裝置SW3的原因。 旁路電容C6減小了電源噪聲并穩(wěn)定放大器操作。旁路寬頻帶更有 效并且通常大電容用來(lái)減少噪聲更好。另一方面，使用通過(guò)在電源上施 加調(diào)制信號(hào)來(lái)調(diào)制放大器的極化效應(yīng)，具有在旁路電容較高時(shí)限制調(diào)制 信號(hào)帶寬的缺點(diǎn)。因此當(dāng)使用這樣的極化調(diào)制時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置SW3來(lái) 減小電容。否則接通開(kāi)關(guān)裝置SW3以便把電容增加到電容C6和C13之和并且穩(wěn)定放大器?？梢詫⑴c電容器C13和開(kāi)關(guān)裝置'SW3等效的電路并聯(lián)到用于預(yù)放大裝置電源的旁路電容C4或者預(yù)放大和主放大級(jí)兩者。在第二半導(dǎo)體芯片102中可以包括具有存儲(chǔ)功能的裝置或電路，或 者具有調(diào)整(trimming)功能的裝置或電路。在第一半導(dǎo)體芯片101或 第二半導(dǎo)體芯片102中還可以包括連接芯片正面和背面的一個(gè)或多個(gè)通 孔。第五實(shí)施例在前述實(shí)施例中在第二半導(dǎo)體芯片102中包括的阻抗切換電路的開(kāi) 關(guān)裝置具有與一側(cè)相連的電容。本發(fā)明的第五實(shí)施例描述具有連接到兩 側(cè)的電容的開(kāi)關(guān)裝置。另外，在第一半導(dǎo)體芯片101中包括了前述實(shí)施 例中第二半導(dǎo)體芯片102中包括的部分電容。圖15A和圖15B表示根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器的第一和第二變 體。和圖2中的第一半導(dǎo)體芯片101相比，圖15A和圖15B中第一半導(dǎo)
體芯片101包括附加電容器C20。電容器C20的一側(cè)和第二放大器電路 108和輸出管腳T1之間的節(jié)點(diǎn)相連接，并且另一側(cè)接地。在襯底103上 形成微帶線(xiàn)SL10和SLll。如上所述，把高頻功率放大器100主要分成第一半導(dǎo)體芯片101和 第二半導(dǎo)體芯片102來(lái)實(shí)現(xiàn)所需結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明第五實(shí)施例中，只有輸 出匹配電路109的輸入電容器C7 (圖6A所示)作為電容器C20移動(dòng)到 第一半導(dǎo)體芯片101。結(jié)果是，電容器C20可以和第二放大器電路108 直接相連，以有效匹配輸出而不會(huì)不利地影響第一半導(dǎo)體芯片101的制 造過(guò)程。另外，包括在第二放大器電路108中的放大裝置具有接地的通 孔，而電容器C20可以和接地通孔直接相連而不是用鍵合導(dǎo)線(xiàn)。因此放 大裝置的高功率輸出可以有效地流到地。從而通過(guò)用電容器C20首先匹 配第一半導(dǎo)體芯片101中的放大裝置輸出信號(hào)，可以減小輸出匹配電路 109的尺寸，并且可以實(shí)現(xiàn)低損耗、寬帶輸出信號(hào)。注意電容器C20可以是電容器C8 (參見(jiàn)圖6A)或電容器C9 (參見(jiàn) 圖6A)。另外，電容器C20可以包括圖6A中三個(gè)電容器C7、 C8和C9的兩個(gè)或更多的功能。在圖15A中，第二半導(dǎo)體芯片102包括開(kāi)關(guān)SW4和電容器C21、C22、 C23、 C24和C25。把開(kāi)關(guān)SW4插入在電容器C24和電容器C25之間。從 而電容器C24和電容器C25阻斷到開(kāi)關(guān)SW4的DC流，并防止由于通過(guò)電 容器C24和C25到外界的DC流而導(dǎo)致的功耗增加和匹配特性變化。具有 順序連接的電容器C24、開(kāi)關(guān)SW4和電容C25的串聯(lián)電路與插入在管腳 T2和管腳111之間的電容器C22并聯(lián)。當(dāng)圖6A中的控制電路603分別 接通或斷幵開(kāi)關(guān)SM時(shí)，該串聯(lián)電路減小或增加輸出匹配電路109的串 聯(lián)阻抗。在圖15B中，第二半導(dǎo)體芯片102包括開(kāi)關(guān)SW5和電容器C21、C22、 C23、 C26和C27。把開(kāi)關(guān)SW5插入在電容器C26和電容器C27之間。從 而電容器C26和電容器C27阻斷到開(kāi)關(guān)SW5的DC流，并防止由于通過(guò)電 容器C26和C27到外界的DC流而導(dǎo)致的功耗增加和匹配特性變化。具有 順序連接的電容器C26、開(kāi)關(guān)SW5和電,器C27的串聯(lián)電路與插入在管 腳T2和管腳111之間的一端相連接。1當(dāng)圖6A中的控制電路603分別接
通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SW5時(shí)，該串聯(lián)電路減小或增加輸出匹配電路109的并聯(lián) 阻抗。圖16A、圖16B和圖16C是阻抗切換電路的電路方框圖，并分別表 示在圖IOA、圖IOB和圖10C中插入在電容之間的開(kāi)關(guān)裝置。更具體地， 把開(kāi)關(guān)裝置251插入在電容250和252之間，把開(kāi)關(guān)裝置255插入在電 容254和256之間，以及把開(kāi)關(guān)裝置259插入在電容258和260之間。在圖15A和圖15B中，在襯底103上形成微帶線(xiàn)SL10和SLll，但 是它們可以包括在第二半導(dǎo)體芯片102中。另外，把第二半導(dǎo)體芯片102 作為輸出匹配電路109的一部分描述，但是第二半導(dǎo)體芯片102還可以 包括級(jí)間匹配電路107。第六實(shí)施例圖17A和圖17B是表示放大裝置輸出信號(hào)功率隨時(shí)間變化的波形 圖。當(dāng)放大裝置的輸出信號(hào)是CDMA (碼分多址)或OFDM (正交頻分復(fù)用) 信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)幅度隨時(shí)間變化。在圖17A中，輸出信號(hào)的峰值功率 PA比平均功率Pl大約4dB，并且在圖17B中輸出信號(hào)的峰值功率PB比 平均功率P1大約2B。如果在從放大裝置輸出的變幅調(diào)制信號(hào)中可以減小失真，可以提高 輸出匹配電路109的輸出管腳111處的輸出信號(hào)的SNR，并且可以減小 與其它頻帶的干擾。這要求把第二放大器電路108的輸入信號(hào)線(xiàn)性放大 到峰值功率水平。然而，第二放大器電路模塊108的輸出效率下降，除 非將第二放大器電路108設(shè)計(jì)為線(xiàn)性放大信號(hào)到如圖17A所示的峰值功 率PA而只使用到如圖17B所示的峰值功率PB的范圍。圖18A和圖18B表示當(dāng)生成圖17A和圖17B所示輸出信號(hào)時(shí)同一個(gè) 第二放大器電路108的功率效率。在圖18A中用粗線(xiàn)指示的工作曲線(xiàn)LA 示出在第二放大器電路108線(xiàn)性工作區(qū)RLN中最大輸出功率處的平均功 率P1和峰值功率PA。在平均功率P1下的平均功率效率是E1，而在峰值 功率PA下的峰值功率效率是EA。在圖18B中用粗線(xiàn)指示的工作曲線(xiàn)LB 示出平均功率Pl和峰值功率PB，比峰值功率PA低。在平均功率Pl下 的平均功率效率是E1，而在峰值功率PB下的峰值功率效率是EB，比EA
低。當(dāng)工作在曲線(xiàn)LA時(shí)稱(chēng)為第二放大器電路108工作在高峰值功率模式下，而當(dāng)工作在曲線(xiàn)LB時(shí)工作在低峰值功率模式下。因?yàn)樵诠ぷ髑€(xiàn)LB，峰值功率效率EB比EA低，平均功率效率El 和工作曲線(xiàn)LA—樣，雖然放大裝置輸出信號(hào)的峰值功率PB較低。如在 圖18C中粗線(xiàn)指示的工作曲線(xiàn)LC所指出的，如果線(xiàn)性放大工作區(qū)RLN 從低于等于峰值功率PA降低到低于等于峰值功率PB，并且峰值功率PB 處的峰值功率效率是EA，則平均功率Pl處的峰值功率效率從El變?yōu)檩^ 高的E2，在第二放大器電路108中可以^到高功率效率。本發(fā)明此第六實(shí)施例根據(jù)工作模式的峰值功率改變第二半導(dǎo)體芯 片102中包括的開(kāi)關(guān)裝置，并改變輸出匹配電路109的輸入阻抗。開(kāi)關(guān) 裝置可以是圖6A、 6B、 6E、 7、 8、 9、 IOA、 IOB、 IOC、 IIA、 IIB、 IIC、 12A、 12D、 13A、 14、 15A、 15B、 16A和16C中任何一個(gè)所示的開(kāi)關(guān)。因 此可以對(duì)工作模式的峰值功率優(yōu)化輸入阻抗，并且最大化第二放大器電 路108的功率效率。為了增加傳輸速率，峰值功率可以變化，即使調(diào)制 方法和數(shù)據(jù)通信的一樣。當(dāng)在模式間切換時(shí)，在和W-C匿A (寬帶CDMA) 和HSDPA (高速下行分組接入(W-CDMA的擴(kuò)展))都兼容的移動(dòng)裝置中峰 值功率也可以劇烈變化。在這樣的情況下可以有效地使用本發(fā)明的第六 實(shí)施例。盡管己經(jīng)參考附圖結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該注意的是 各種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。應(yīng)該理解，在不脫 離所附權(quán)利要求的情況下，這些改變和修改包括在所附權(quán)利要求所限定 的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高頻功率放大器，包括第一半導(dǎo)體芯片，包括具有第一高頻放大裝置的主放大級(jí)；以及第二半導(dǎo)體芯片，包括具有第一開(kāi)關(guān)裝置的主匹配級(jí)；其中，主放大級(jí)具有可操作用于輸出由第一高頻放大裝置放大的第一信號(hào)的第一輸出管腳，以及主匹配級(jí)具有可操作用于接收第一信號(hào)的第一輸入管腳，以及可操作用于匹配第一信號(hào)的第一高頻匹配電路裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 所述第二半導(dǎo)體芯片具有設(shè)置在主放大級(jí)上游的預(yù)匹配級(jí)； 預(yù)匹配級(jí)包括可操作用于匹配輸入的第二信號(hào)的第二高頻匹配電路裝置，以及可操作用于輸出匹配后的第二信號(hào)的第二輸出管腳；主放大級(jí)包括可操作用于接收匹配后的第二信號(hào)的第二輸入管腳；以及第一高頻放大裝置基于匹配后的第二信號(hào)進(jìn)行放大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻功率放大器，其中 所述第二半導(dǎo)體芯片具有設(shè)置在±放大級(jí)上游的中間匹配級(jí)； 所述第一半導(dǎo)體芯片具有設(shè)置在中間匹配級(jí)上游的預(yù)放大級(jí)； 預(yù)放大級(jí)包括第二高頻放大裝置，以及第二輸出管腳，可操作用于輸出由第二高頻放大裝置放大的第二信號(hào)； 中間匹配級(jí)包括第二輸入管腳，可操作用于接收第二信號(hào)， 第二高頻匹配電路裝置，可操作用于匹配第二信號(hào)，以及 第三輸出管腳，可操作用于輸出匹配后的第二信號(hào)； 主放大級(jí)具有可操作用于輸入匹配后的第二信號(hào)的第三輸入管腳； 以及 — 第一高頻放大裝置基于匹配后的第二信號(hào)進(jìn)行放大。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中將所述第一半 導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片協(xié)同實(shí)施。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，還包括襯底，在所述襯底上安裝所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯 片；以及高頻電路裝置，包括在襯底上形成的微帶線(xiàn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，還包括襯底，在所述襯底上安裝所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯 片；以及安裝在襯底上的無(wú)源裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 所述第二半導(dǎo)體芯片包括電容；以及第一開(kāi)關(guān)裝置與電容相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中所述第二半導(dǎo)體芯片包括電感器；以及 第一開(kāi)關(guān)裝置與電感器相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中第一開(kāi)關(guān)裝置當(dāng)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)操作為電容。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻功率放大器，其中 所述第二半導(dǎo)體芯片包括邏輯電路。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 所述第二半導(dǎo)體芯片包括10pF或以上的電容。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 所述第二半導(dǎo)體芯片包括具有存儲(chǔ)功能的至少一個(gè)裝置或電路。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 所述第二半導(dǎo)體芯片包括具有調(diào)整功能的至少一個(gè)裝置或電路。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻功率放大器，其中 所述第一和第二半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)具有將半導(dǎo)體芯片的正面和背面相連的通孔。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 第一開(kāi)關(guān)裝置是場(chǎng)效應(yīng)晶體管或異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 第一高頻放大裝置是異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 所述第二半導(dǎo)體芯片包括旁路電源電路的至少一部分，所述旁路電源電路可操作用于產(chǎn)生提供給第一高頻放大裝置的旁路信號(hào)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻功率放大器，其中 所述第一半導(dǎo)體芯片包括一側(cè)與第一輸出管腳相連而另一側(cè)接地的電容。
全文摘要
小巧的高性能高頻功率放大器易于調(diào)節(jié)和切換阻抗。高頻功率放大器模塊包括第一半導(dǎo)體芯片，包括一個(gè)或多個(gè)高頻放大裝置；以及第二半導(dǎo)體芯片，包括一個(gè)或多個(gè)高頻匹配電路裝置和一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置。第二半導(dǎo)體芯片包括用于高頻放大器裝置的匹配電路。第二半導(dǎo)體芯片也包括由電容和與電容串聯(lián)或并聯(lián)的開(kāi)關(guān)裝置組成的電路。開(kāi)關(guān)裝置接通或者斷開(kāi)，使得電容連接或者不連接作為匹配電路的一部分。
文檔編號(hào)H04B7/005GK101162928SQ20071018012
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者小泉治彥, 稻森正彥, 立岡一樹(shù) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社