專利名稱：防止發(fā)射極回路電磁干擾的射頻通信放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是提供一種用于移動電話的通信放大電路，特別是指一種可避免功率放大晶體管中發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)因形成回路而導(dǎo)致的電磁干擾。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化的信息社會，發(fā)達的無線移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)能讓使用者通過移動電話(mobile phone)隨時隨地進行信息交換、人際溝通、乃至于思想、知識的傳遞交流。由于無線移動通信中的信息是以高頻無線電信號的形式傳遞，要能正確地接收無線電信號形式的信息，移動電話中必須設(shè)置特殊的通信放大電路來放大信號，增加其功率，才能讓使用者能以移動電話接收到正確完整的信息。
請參閱圖1，圖1為公知技術(shù)的移動電話通信放大電路10的電路示意圖。用來進行功率放大的通信放大電路10包含有一輸入電路12用來輸入輸入信號；一輸出電路14用來將功率放大后的輸出信號輸出；多個用來進行功率放大的放大單元16(圖1中示出三個作為代表)；用來提供接地偏壓的偏壓電路15；以及用來輸出信號的輸出電路14。各放大單元16中設(shè)有功率雙極型結(jié)型晶體管(BJT)18。配合各放大單元16中的晶體管18，輸入電路12有輸入級13、第一電阻26以及對應(yīng)各放大單元16的基極電阻22；偏壓電路15中則設(shè)有多個對應(yīng)各放大單元16的發(fā)射極電阻24。各晶體管18的發(fā)射極通過發(fā)射極電阻24接地；而由電連接至各晶體管18的輸出電路14，各晶體管得以獲得工作的偏壓，并由各晶體管18的集電極輸出功率放大后的信號。公知通信放大電路10工作的情形可描述如下。通信輸入級13用來接收輸入信號，經(jīng)過第一電阻26與各基極電阻22，輸入信號得以饋入各晶體管18的基極；經(jīng)過各晶體管18共發(fā)射極的信號放大配置，放大后的信號則由各晶體管18的集電極輸出至輸出電路14。輸出電路14總和各晶體管18放大后的信號，成為功率放大后的輸出信號。
請繼續(xù)參考圖2。圖2為圖1的公知技術(shù)中，晶體管18金屬層導(dǎo)電區(qū)布局(layout)的示意圖。為清楚附圖公知晶體管18的金屬層導(dǎo)電區(qū)的布局，晶體管18的部分結(jié)構(gòu)(如摻雜區(qū)等)已經(jīng)部分省略而未繪出；輸入電路12以及輸出電路14也僅以功能方塊來代表。晶體管18中以基極導(dǎo)電區(qū)PB將信號由輸入電路12導(dǎo)入晶體管18的基極；半圓形的集電極導(dǎo)電區(qū)PC則將晶體管18的集電極電連接至輸出電路14。發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)PE則以半環(huán)形環(huán)繞基極導(dǎo)電區(qū)PB。而電阻區(qū)R24則形成圖1中的發(fā)射極電阻24，接地導(dǎo)電區(qū)M15形成偏壓電路15中用來接地的電路；而電阻區(qū)R24與接地導(dǎo)電區(qū)M15，形成了圖1中的偏壓電路24。半環(huán)形發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)PE的兩端與電阻區(qū)R24連接；電阻區(qū)R24再與接地導(dǎo)電區(qū)M15連接，以使發(fā)射極導(dǎo)電極PE通過電阻區(qū)R24連接至接地導(dǎo)電區(qū)M15而接地。
由圖2中可看出，通過電阻區(qū)R24與接地導(dǎo)電區(qū)M15，半環(huán)形的發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)PE形成一完整的導(dǎo)電的閉合回路，就如圖2中標示出來的回路L。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，封閉的導(dǎo)電回路容易耦合感應(yīng)電磁場，使得公知晶體管18容易經(jīng)由回路L將電磁干擾耦合至晶體管18中，造成晶體管18在放大信號的過程中也會將雜散信號耦合至輸出信號中，降低公知技術(shù)的收訊品質(zhì)。另外，由于雙極型結(jié)型晶體管的電流放大能力(也就是β)與其發(fā)射極面積息息相關(guān)，當發(fā)射極面積越大時相對的電流放大能力也跟著增強。一般使用的功率雙極型結(jié)型晶體管18的發(fā)射極面積的規(guī)格為60微米2，在功率放大器電路中使用時，單一晶體管的放大能力有限，欲達到一定程度的放大效果自然必須采用數(shù)目較多的晶體管，結(jié)果將會使功率放大器電路的體積始終無法縮小，自然也不符合移動電話或是移動通信裝置日趨縮小化的時代潮流。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種可避免發(fā)射極閉合回路耦合電磁干擾的通信放大電路，以解決公知技術(shù)中的缺點。
本發(fā)明提供一種通信放大電路，用來將一輸入信號進行功率放大并產(chǎn)生一對應(yīng)的輸出信號，該通信放大電路包含有偏壓電路，用來提供該通信放大電路接地的偏壓；以及至少一個雙極型結(jié)型晶體管(BJT，BipolarJunction Transistor)。該晶體管包含有基極導(dǎo)電區(qū)，用來接收該輸入信號；第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該基極導(dǎo)電區(qū)的左側(cè)，其第一端是連接于該偏壓電路；第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該基極導(dǎo)電區(qū)的右側(cè)，其第一端是連接于該偏壓電路；以及一集電極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該第一及第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的外側(cè)，用來產(chǎn)生該輸出信號。其中該第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的第二端及該第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的第二端之間具有一間隙(gap)，以避免該第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)、該第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)及該偏壓電路形成一環(huán)繞該基極導(dǎo)電區(qū)的閉合回路。


圖1為公知技術(shù)的通信放大電路的電路示意圖。
圖2為圖1中晶體管導(dǎo)電區(qū)布局的示意圖。
圖3為本發(fā)明通信放大電路的電路示意圖。
圖4為圖3中晶體管導(dǎo)電區(qū)布局的示意圖。
附圖的符號說明50本發(fā)明的通信放大電路 52輸入電路53輸出級54輸出電路55偏壓電路 56放大單元58功率雙極型結(jié)型晶體管 62基極電阻66電阻 G間隙61A、61B第一端62A、62B第二端E1第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E2第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)B基極導(dǎo)電區(qū)C集電極導(dǎo)電區(qū)
具體實施例方式
請參閱圖3，圖3為本發(fā)明的移動電話通信放大電路50的電路示意圖。通信放大電路50包含有輸入電路52、輸出電路54、偏壓電路55以及多個放大單元56(圖3中繪出三個作為代表；當然本發(fā)明可廣泛運用于具有更多放大單元的通信放大電路)。輸入電路52中有用來輸入一輸入信號的輸入級53、電阻26及多個對應(yīng)于各放大單元的基極電阻62。每一放大單元56均包含有一功率雙極型結(jié)型晶體管(BJT)58，用來形成共發(fā)射極放大配置。輸出電路54配合各放大單元56，不僅提供各放大單元56工作時的偏壓，還接收各晶體管58放大后由集電極輸出的信號，以合成功率放大后的輸出信號。偏壓電路58配合各放大單元56中的晶體管58，連接于各晶體管58的發(fā)射極；通過偏壓電路55，各晶體管58的發(fā)射極即可接至地端形成共發(fā)射極的放大配置。在本發(fā)明的通信放大電路50工作中，輸入信號會由輸入級53輸入至通信放大電路50中，經(jīng)由電阻66、對應(yīng)各晶體管58的基極電阻62饋入至各晶體管58的基極；經(jīng)過各晶體管58放大后的信號會由各晶體管58的集電極傳輸至輸出電路54，由輸出電路54總合各晶體管58放大后的信號，形成功率放大后的輸出信號。
請繼續(xù)參考圖4。圖4為本發(fā)明中晶體管58金屬導(dǎo)電區(qū)布局的示意圖。為了清楚顯示出本發(fā)明的特點，在不妨礙本發(fā)明技術(shù)公開的情形下，圖4中部分構(gòu)造已經(jīng)省略；如輸入電路52、輸出電路54以及偏壓電路55均以簡化的功能方塊來表示。在晶體管58中，是以基極導(dǎo)電區(qū)B將輸入電路52的信號傳送至晶體管58的基極；集電極導(dǎo)電區(qū)C則以半環(huán)形圍繞于晶體管58的外圈，以將晶體管58的集電極連接至輸出電路54。在本發(fā)明的晶體管58中，發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)是分別以兩不相連的第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E1以及第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E2形成。如圖4中所示，第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E1的第一端61A連接至偏壓電路55，并沿基極導(dǎo)電區(qū)B的左側(cè)平行延伸，止于第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)61A的第二端62A。第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E2的第二端61B連接于偏壓電路55，再由基極導(dǎo)電區(qū)B右側(cè)延伸，直到第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E2的第二端62B。其中第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E1的第二端62A與第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E2的第二端62B是以一間隙(gap)G來分隔；使得第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E1與第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E2在基極導(dǎo)電區(qū)B與集電極導(dǎo)電區(qū)C間并不相連。至于配合基極、集電極、發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的摻雜區(qū)、接觸區(qū)(contact)與穿透孔(via)等晶體管58的細部結(jié)構(gòu)，公知技術(shù)者應(yīng)可配合本發(fā)明前述公開的導(dǎo)電區(qū)布局而做適當?shù)脑O(shè)計，在此不再贅述。
如前所述，公知技術(shù)中的發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)會形成回路而容易將電磁干擾耦合入公知的晶體管中。與之比較，在本發(fā)明的晶體管中，形成發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E1與第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)E2并不相連，所以不會形成回路來耦合電磁干擾，從而減少本發(fā)明晶體管放大信號的雜散信號，提高本發(fā)明通信放大電路的工作品質(zhì)。
本發(fā)明的功率雙極型結(jié)型晶體管58的發(fā)射極面積最少等于200微米2，在本實施例中使用發(fā)射極面積240微米2的晶體管。如此一來，本實施例的功率雙極型結(jié)型晶體管58的發(fā)射極面積是公知技術(shù)的4倍，其放大電流的能力也較公知技術(shù)較小發(fā)射極面積的晶體管來得高，在同樣的信號放大要求下僅需要比較少數(shù)目的功率雙極型結(jié)型晶體管58就能達到所需要的信號放大倍率。而且本實施例單單增加發(fā)射極的面積并不額外更動晶體管其他部分的規(guī)格，在使用較少數(shù)目的晶體管的情況下時確實可以減小功率放大器電路的體積，進而縮小移動電話或是移動通信裝置整體的尺寸。而本發(fā)明公開的晶體管58是可應(yīng)用在集電極電流較低的AB類(Class AB)放大器或是B類放大器(Class B)的功率放大電路(如GSM移動電話)中使用。另外，由于本發(fā)明中晶體管集電極導(dǎo)電區(qū)的特殊設(shè)計，使得本發(fā)明中的偏壓電路55中可以不用像公知技術(shù)般配置發(fā)射極電阻，如此又可進一步減少本發(fā)明通信放大電路電路布局占用的面積。
與公知技術(shù)相比較，本發(fā)明通信放大電路的晶體管以不相連接的發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)避免晶體管中發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)形成回路，因而不會和公知技術(shù)一樣將電磁干擾耦合入晶體管中，進而提高本發(fā)明信號放大的品質(zhì)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的等效變化與改進皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種通信放大電路，用來將一輸入信號進行功率放大并產(chǎn)生一對應(yīng)的輸出信號，該通信放大電路包含有偏壓電路，用來提供該通信放大電路接地的偏壓；以及至少一個雙極型結(jié)型晶體管，其包含有基極導(dǎo)電區(qū)，用來接收該輸入信號；第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該基極導(dǎo)電區(qū)的左側(cè)，其第一端連接于該偏壓電路；第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該基極導(dǎo)電區(qū)的右側(cè)，其第一端連接于該偏壓電路；以及一集電極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該第一及第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的外側(cè)，用來產(chǎn)生該輸出信號；其中該第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的第二端及該第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的第二端之間具有一間隙，以避免該第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)、該第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)及該偏壓電路形成一環(huán)繞該基極導(dǎo)電區(qū)的閉合回路。
2.如權(quán)利要求1所述的通信放大電路，其用于一移動電話。
3.如權(quán)利要求1所述的通信放大電路，其中該第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)與該第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)以金屬層形成。
4.如權(quán)利要求1所述的通信放大電路，其中該發(fā)射極的面積是大于200微米2。
5.如權(quán)利要求1所述的通信放大電路，其是為一AB類放大電路。
6.如權(quán)利要求1所述的通信放大電路，其是為一B類放大電路。
全文摘要
一種通信放大電路，用來將一輸入信號進行功率放大并產(chǎn)生一對應(yīng)的輸出信號，該通信放大電路包含一偏壓電路，用來提供該通信放大電路接地的偏壓；以及至少一個雙極型結(jié)型晶體管。該晶體管包含有基極導(dǎo)電區(qū)，用來接收該輸入信號；第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該基極導(dǎo)電區(qū)的左側(cè)，其第一端連接于該偏壓電路；第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該基極導(dǎo)電區(qū)的右側(cè)，其第一端是連接于該偏壓電路；以及集電極導(dǎo)電區(qū)，設(shè)于該第一及第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的外側(cè)，用來產(chǎn)生該輸出信號。其中該第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的第二端及該第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)的第二端之間具有一間隙，以避免該第一發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)、該第二發(fā)射極導(dǎo)電區(qū)及該偏壓電路形成一環(huán)繞該基極導(dǎo)電區(qū)的閉合回路。
文檔編號H05K9/00GK1420623SQ01138548
公開日2003年5月28日 申請日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月16日
發(fā)明者陳聲寰 申請人:加達士科技股份有限公司