CN101617403B - 高功率集成射频放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种集成HF放大器结构，沿第一方向(FD)依次包括：输入键合焊盘(IBP)、沿第一方向(FD)彼此偏移的多个单元(CE1，CE2)、以及输出键合焊盘(OBP)。单元(CE1，CE2)中的每一个包括放大器，所述放大器具有输入焊盘(GP1，GP2)、有源区(A1，A2)以及输出焊盘(DP1，DP2)。有源区(A1，A2)被布置在输入焊盘(GP1，GP2)与输出焊盘(DPI，DP2)中间，输入焊盘(GP1，GP2)、有源区(A1，A2)和输出焊盘(DP1，DP2)在基本垂直于第一方向(FD)的第二方向(SD)上彼此偏移。第一网络(N1)，包括：第一互连装置(Li，Ci；Li1，Li2，Ci1)，使多个单元(CE1，CE2)中的相邻单元的输入焊盘(GP1，GP2)相互连接，并沿第一方向(FD)延伸。第二网络(N2)，包括：第二互联装置(Lo，Co；Lo1，Lo2，Co1)，使多个单元(CE1，CE2)中的相邻单元的输出焊盘(DP1，DP2)相互连接，并沿第一方向(FD)延伸。第一网络(N1)和第二网络(N2)构造用于在输出键合焊盘(OBP)处获得输出信号(OS)，所述输出信号(OS)对于所有互连单元(CE1，CE2)，针对在输入键合焊盘(IBP)的相同的输入信号，具有相等的相移和幅度。在特定的偏压和相移条件下，该结构为Doherty放大器在功率回退时提供效率改善。

Description

高功率集成射频放大器
技术领域
本发明涉及一种集成RF放大器结构和一种包括这种集成放大器结构的集成电路。
背景技术
在无线通信中，尤其在基站中，需要非常高功率的RF放大器。最近的集成RF功率放大器能够获得高达180W的输出峰值功率，但这仍然不够。例如，这些RF放大器用在3G无线通信或W-CDMA中。图2示出了SOT 502封装中的现代设计RF放大器的一个典型实例，图1示出了用于一个基本放大器单元的相应电原理图。将有源管芯布置在预匹配和后匹配电路中间的行中。管芯包括多个并行驱动的基本放大器单元。管芯的对齐的行布置是必需的，这是因为从输入到输出的延迟时间对于所有放大器单元都应该是相同的。尤其是，对于每个放大器单元，预匹配和后匹配电路导致的延迟或相移应该是相同的。如图2清晰可见，行中放大器单元的数量由封装宽度所限制，并且有源管芯仅覆盖封装中可用区域的一小部分。这限制了设备的最大输出功率，也限制了由设备的有源区上所消耗的功率导致的热量的转移。
发明内容
本发明的目的是提供一种集成的RF放大器结构，其中，相同封装中有源管芯的总面积更大。
本发明的第一方面提供一种集成RF放大器结构。本发明的第二方面提供一种集成电路。从属权利要求中限定有利实施例。
根据本发明的第一方面的集成RF放大器结构包括：沿第一方向，从设备封装的输入到设备封装的输出以如下顺序排列：输入键合焊盘、在第一方向中彼此偏移的多个单元和输出键合焊盘。所述单元(也称作放大器单元)包括至少一个放大器，所述放大器带有接收输入信号的输入焊盘和提供输出信号的输出焊盘，所述输出信号是输入信号的放大形式。所述单元可以包括单个晶体管(优选地为FET)或形成放大器的多个晶体管。所述单元可以包括诸如电容器和电感器之类的另外的集总元件，所述集总元件形成匹配网络或作为匹配网络的一部分。
如果单元包括单个晶体管，则将晶体管的有源区布置在输入焊盘和输出焊盘之间。通常，有源区是所谓的交替交叉栅极和漏极指的指状结构，所述栅极和漏极指分别在作为输入焊盘的栅极焊盘和作为输出焊盘的漏极焊盘处相互连接。输入焊盘、有源区和输出焊盘沿第二方向彼此偏移，所述第二方向基本上与第一方向垂直。因此，放大器的有源区处于输入和输出焊盘之间，并且沿第一方向延伸，这意味着沿第二方向延伸的指沿第一方向交替排列。
RF放大器包括在输入和输出键合焊盘之间的多个单元。所述单元沿着连接相应输入和输出键合焊盘的线的方向彼此偏移。
第一网络包括将多个单元的相邻单元的输入焊盘相互连接的第一互连装置。第二网络包括将多个单元的相邻单元的输出焊盘相互连接的第二互连装置。其中，相邻单元意味着沿第一方向相邻。第一网络和第二网络设计用于在输出键合焊盘处获得输出信号，所述输出信号对于所有互连放大器单元，针对输入键合焊盘处的相同输入信号，具有相等的相移和幅度。
由于放大器的取向和位置，使得输入焊盘、有源区和输出焊盘沿第二方向偏移，而第一和第二互连装置沿与第二方向垂直的第一方向延伸，这容易获得输入和输出之间相等的相移。这在如下情况下尤其正确：相对于有源区，输入焊盘和输出焊盘沿第一方向的的位置是相同的，并且对于所有单元都是相同的。如果将两个放大器单元被布置在输入和输出键合焊盘中间，装配在封装中的放大器的数量将翻倍，因此可能的输出功率电平也将翻倍。
在实施例中，第一互连装置包括沿第一方向延伸的第一键合线，并且第二互连装置包括也沿第一方向延伸的第二键合线。键合线的使用能够在不浪费芯片面积的情况下提供电感。此外，容易调节键合焊盘的高度，以获得正确的匹配阻抗和相等的相移。通常，在实际的实施方式中，FET具有小于输入电容的输出电容。通过实现具有不同高度的键合线，来获得需要的电感差。这些不同的高度是有利的，这是因为互连单元的输入焊盘和输出焊盘之间平行布置的键合线具有最小的电磁耦合。
在实施例中，每一个放大器单元都被布置在单独的管芯上。因此现在，至少两个管芯被布置在输入和输出键合焊盘之间。是否需要单独的管芯依赖于使用RF放大器的频带。高频时，相邻单元之间的键合线的所需长度可以较短，例如，小于1.5mm时，可以将两个放大器单元布置在一个单个的管芯上。低频时，互连键合线的所需长度更长，并且两个单元之间的距离变得相对较大。因此，将两个单元布置在一个管芯上将造成硅的浪费。
在实施例中，第一键合线与相邻单元的输入焊盘直接互连。这是一个简单的实施例，其中相邻单元的输入焊盘中间仅存在电感。
在实施例中，第二键合线与相邻单元的输出焊盘直接互连。这是一个简单的实施例，其中相邻单元的输出焊盘中间仅存在电感。
在实施例中，第一网络还包括与第一键合线串联布置的电容器。相邻单元的输入焊盘之间布置成串联布置，并将输入信号提供给输入焊盘之一。
在实施例中，第一网络还包括电容器和第一键合线的串联布置。相邻单元的输入焊盘之间布置成串联布置。布置电容器，使得通过电容器将输入信号提供给输入焊盘。
在实施例中，电感器与电容器的串联布置在每一个输入焊盘和地之间连接。这些串联布置部分地补偿单元的输入电容，因此允许调整放大器的输入阻抗。如果单元包括单个FET，则输入电容是栅极-源极电容。
在实施例中，电感器和电容器的串联布置连接到每一个输出焊盘。这些串联布置部分地补偿单元的输出电容。如果单元包括单个FET，则输出电容是漏极-源极电容。
在实施例中，在沿第一方向的每个位置处，单元由一行单元所代替，以便沿第二方向依次获得：一行输入键合焊盘、沿第一方向上彼此偏移的多行单元以及一行输出键合焊盘，其中相互平行地布置所有行。现在，沿第一方向的每个位置处都存在一行单元。可以将该行单元集成在单个有源管芯上，但是也可以将该行单元分离在多个管芯中。现在，不使用图1中示出的现有技术公知的单行管芯，取而代之的是，在相同封装中提供至少两行管芯，因此，极大地提高了功率容量。
在实施例中，所述多个单元包括第一单元和第二单元。第一网络和第二网络在特定操作频率处分别提供+90°或-90°的相移。设置第二单元的放大器，以操作于B类或C类。如果放大器是FET，则选择栅极偏压以获得该B类或C类操作。通过这种方式，可以获得Doherty放大器，它在功率回退时具有改善的效率。
根据W.H.Doherty公布的文献“A new high-efficiency poweramplifier for modulated waves”，众所周知Doherty放大器，该文献发表在Bell Telephone System技术文献中，在1936年5月于Ohio州Cleveland进行的射频工程师机构的年会上提出。Doherty公开了以高效率对调制后的高频载波信号进行放大的线性功率放大器。通过使用两个电子管来获得高效率，这形成了基本的放大器结构。在一个实施例中，第一电子管(在该文献的图9b中称作管2)直接接收基本放大器结构的输入信号，并且具有直接连接到基本放大器结构的输出的输出。第二电子管(在该文献的图9b中称作管1)通过+90度移相网络来接收基本放大器结构的输入信号，并且具有通过-90度移相网络而连接到基本放大器结构的输出的输出。
对第一电子管加偏压以便在C类操作，并且第一电子管在低功率电平处不传导任何电流。在比基本放大器结构的最高功率电平低大约6dB的功率电平处，第一电子管开始传导电流，以便在调制的峰值处，从该管中可以获得需要的额外的功率输出。从零激励直到载波电平，被加偏压以在AB类操作的第二电子管充当传统的线性放大器。当瞬时激励增加到超过载波电平时，第一电子管开始起作用。这就是为什么在现代的文献中，将第一电子管(现在是第一晶体管)称作Doherty放大器的峰值放大器，而将第二电子管(现在是第二晶体管)称作Doherty放大器的载波或主放大器。
参照以下所述的实施例，本发明的这些和其它方面将显而易见，并将参照这些实施例，来解释本发明的这些和其它方面。
附图说明
在附图中：
图1示出了图2中示出的现有技术RF放大器的单元的电路图。
图2示意性地示出了现有技术的、包括多个单元的RF放大器的结构，该单元的电路图在图1中示出，并且该单元被布置在SOT502封装中，
图3示出了根据本发明的实施例的两个互连放大器的框图，
图4A和4B示出了两个不同的集总元件移相电路的电路图，
图5示出了两个单元的电路图，其中每个单元包括单个FET和移相电路，所述移相电路中的集总元件是电感器，
图6示出了两个互连放大器单元的电路图，其中每个单元包括单个FET和电路，所述电路部分地补偿FET的寄生电容，
图7示出了两个互连放大器单元和移相电路的三个可能实施例的电路图，
图8示出了两个相邻放大器单元的元件的布局，
图9示出了两个相邻放大器单元的元件的备选布局，
图10示出了两个相邻放大器单元的元件的另一布局，
图11示意性地示出了三行相邻放大器单元的布局，
图12示意性地示出了包括两列放大器的封装，其中每行包括两个互连的放大器单元，
图13示出了互连放大器单元的备选电路图，以及
图14示出了互连放大器单元的另一备选电路图。
应当注意到，在不同附图中具有相同参考数字的项具有相同的结构特征和相同的功能，或者是相同的信号。在解释这种项的功能和/或结构的地方，没有必要在详细描述中重复对它们的解释。
具体实施例
图1示出了图2的现有技术RF放大器的单元的电路图。基本单元具有：输入，用来接收输入信号IS；以及输出，用来提供输出信号OS。FET F1具有：栅极G，其通过预匹配电路PRMC的两个电感器Lg1和Lg2的串联布置，连接到输入；漏极D，其通过电感器Ld连接到输出；以及源极S，其连接到参考电平，作为示例，所述参考电平是地。后匹配电路POMC连接在漏极D和参考电平之间。预匹配电路PRMC还包括：连接在电感器Lg1和Lg2的接合处与参考电平之间的电容器Cp。后匹配电路POMC包括：电感器Lpo和电容器Cpo的串联布置。预匹配电路和后匹配电路最优匹配基本放大器单元的输入和输出阻抗。平行布置多个这种单元以实现高的总输出功率。
图2示意性地示出了现有技术的、RF放大器的结构，所述RF放大器包括多个根据图1所示的电路图的单元。这些单元被布置在SOT502封装中。封装框PFR围绕这三个有源管芯AD。每个有源管芯AD包括特定数量的FET放大器单元。在栅极片(flap)GA处接收输入信号IS。电感器Lg2由键合线形成，该键合线在栅极片GA与电容器区域Cp之间延伸。电感器Lg1由键合线形成，该键合线在有源管芯与电容器区域Cp之间延伸。必须注意到，必须将键合线Lg2和Lg1的数量选择为足够高，以防止RF电流值流过那里破坏这些键合线。输出信号出现在漏极片DR处。电感器Ld由有源管芯AD和漏极片DR之间的键合线形成。电感器Lpo由有源管芯和电容器区域Cpo之间的键合线形成。
图3示出了根据本发明的实施例的两个互连放大器的示意框图。所述两个互连放大器结构包括两个放大级，在示例中示出为FET T1和T2。FET T1具有：栅极G1，其连接到用来接收输入信号IS的输入；漏极D1，其耦合到通过移相电路PS2而提供输出信号OS的输出；以及源极S1，其连接到地。FET T2具有：栅极G2，其通过移相电路PS1连接到输入；漏极D2，其连接到输出；以及源极S2，其连接到地。移相电路PS1和PS2都提供相移θ。因为移相电路PS1和PS2的相移相等，所以FET T1和T2对输出信号的作用是同相的。必须注意到，在框图中示出的元件被称作基本结构，这是因为这种结构重复了多次，从而能够获得足够高的输出功率。单元包括晶体管T1和T2。必须注意到，这些单元可以包括：电容性元件或集总元件，所述元件形成移相器PS1和PS2的一部分。例如，当设计移相器PS1和PS2的集总元件时，可能必须考虑到单元的输入和输出电容。因此，仅仅示意性地将移相器PS1和PS2示出为集总元件。或者换言之，在图3中，可以将晶体管T1和T2解释为理想的晶体管，它们的寄生电容出现在移相器PS1和PS2中。
在现有技术中，不能够进一步增大功率容量，这是因为最大指长度和相邻的指之间的最小距离都已经达到可能的极限。还可以从图2所示的布局中看出，以如下方式在相同的封装中提供额外的三个有源管芯的集合是极其困难的，所述方式为：所有有源设备在输入和输出处仍具有相等的信号的相位和幅度。输入处更长的键合线导致输出处更短的键合线，因此破坏了要求匹配的阻抗和相等的相移。仅仅非常不合实际的方案(这需要有源管芯安装在所示有源管芯顶上)能够满足相等相位的要求。如图8至图10的布局中所示，根据本发明，单元的特殊构造以及单元和键合线的特殊取向解决了这个问题。其中，单元是指有源管芯上的基本拓扑结构，它包括放大器构造，也可以包括集成在芯片上的集总元件。通常，放大器构造是单个FET。
图4A和4B示出了两个不同的集总元件移相电路的电路图。两个电路都具有特征阻抗Zo，并产生相移θ。图4A中所示的移相电路包括在移相电路的输入和输出之间布置的电感器L、连接在输入和地之间的电容器C以及连接在输出和地之间的电容器。图4B中所示的移相电路具有在输入和输出之间的两个电感器L的串联设置，在两个电感器L的接合处与地之间连接的电容器C。
对于90度的相移，将电容器值C和电感器值L定义为：
C = 1 ωZo L = Zo ω , 其中ω＝2πfo
图5示出了包括由移相电路在输入和输出处组合成的两个FET的放大器电路图，所述移相电路包括：输入和输出电容器Cgs1、Cgs2和Cds1、Cds2，以及集总元件电感器Li、Lo。图5示出了两个互连的图3的放大器，其中FET由它们的替换电路所代替，并且其中实现了图4A的移相电路。
FET T1的输入由栅极电阻器Rg1与栅极-源极电容Cgs1串联来建模。FET T1的输出由电导gm1和漏极-源极电容Cds1的并联布置来建模。FET T2的输入由栅极电阻器Rg2与栅极-源级电容Cgs2串联来建模。FET T2的输出由电导gm2和漏极-源极电容Cds2的并联布置来建模。
输入移相电路PS1由电感器Li以及栅极-源极电容Cgs1和Cgs2形成。输出移相电路PS2由电感器Lo和漏极-源极电容Cds1、Cds2形成。在电感器Li和电感器Lo上都获得相移θ。在这个实施例中，第一网络N1仅包括作为第一互连装置的电感器Li，第二网络N2仅包括作为第二互连装置的电感器Lo。
然而，由于非常低的输出阻抗以及FET的高品质因数，这种布置难于实现。
图6示出了两个互连的放大器单元的电路图，它们每个都包括：单个FET，以及部分地补偿FET的寄生电容的电路。图6基于图5，其中晶体管T1和T2不再由它们的替换电路所代表，并且在其中将电感器L1布置在栅极G1和地之间，将电感器L2布置在栅极G2和地之间。分别与电感器L1、L2串联的电容器C1、C2是可选的。
首先假设电容器C1、C2是不存在的，电感器L1、L2提供对寄生输入电容Cgs1和Cgs2的部分补偿。由于该部分补偿，FET的等效输入阻抗增加，输入阻抗的品质因数减小到所希望的值，优选地为1。部分补偿使根据电感器L1、L2的所选值来设计输入阻抗的正的或负的虚部成为可能。因此，可以获得在需要时设计输入阻抗的很高的灵活性。
可选电容器C1、C2是DC去耦合电容器，它们为电感器L1、L2提供RF接地端。将DC栅极偏压Vg提供到电感器L1、L2与电容器C1、C2的接合处。在这些接合处对栅极偏压的应用具有如下优点：在大的频率范围(例如高达100MHz)内对栅极偏压源进行去耦合。
可以将电感器Ld以相同的方式连接到FET T1、T2的漏极D1、D2，以部分地补偿寄生电容Cd。可以加入DC解耦合电容Cd以通过电感器L将DC漏极偏压Vd提供给漏极D1、D2。同样，电容器Cd和Cd为电感器Ld提供RF地。
图7示出了输入处的两个互连放大器单元和移相电路的三个可能实施例的电路图。图7基于图6，在图6中加入了与电感器Li串联的电容器Ci。没有示出电感器Ld和电容器Cd的串联布置。这幅图示出了应用输入信号IS的三个选项。
在第一个选项中，将输入信号IS作为信号ISa提供到FET T1的栅极G1，并且通过电容器Ci和电感器Li的串联布置将输入信号IS提供给FET T2的栅极G2。在第二个选项中，将输入信号IS作为信号ISb提供到电容器Ci和电感器Li的接合处。在第三个选项中，将输入信号IS作为信号ISc提供到栅极G2。在所有这些实施例中，第一网络N1包括电容器Ci和电感器Li的串联布置。
在实际的实施方式中，将根据例如操作频率、整个设计中的实施方式所限定的需求、所希望的输入阻抗的频率响应、和/或所希望的对相移的控制，来选择这些选项中的一个。
可选地，可以对电容器Co与电感器Lo串联布置。优选地，将该电容器布置在接近漏极焊盘DP2处。电容器Co提供了调节频率响应或补偿电感器Lo过高的电感的更高灵活性。
图8示出了与图6中所示电路图相对应的两个相邻放大器单元的元件的布局，但是其中没有电感器Ld和电容器Cd的串联布置。
单元CE1包括晶体管T1，如图所示，晶体管T1具有输入焊盘GP1，该输入焊盘GP1连接到晶体管T1的有源区A1中的栅极G1指。晶体管T1具有输出焊盘DP1，该输出焊盘DP1连接到晶体管T1的有源区中的漏极指。晶体管T1的源极S1通过n阱连接，所述n阱被布置在指状结构下面(未示出)。单元CE1还包括在栅极焊盘GP1和地之间连接的电容器C1和电感器L1的串联布置。
单元CE2包括晶体管T2，如图所示，晶体管T2具有输入焊盘GP2，该输入焊盘GP2连接到晶体管T2的有源区A2中的栅极G2指。晶体管T2具有输出焊盘DP2，该输出焊盘DP2连接到晶体管T2的有源区A2中的漏极指。晶体管T2的源极S2通过n阱连接，所述n阱被布置在指状结构下面(未示出)。单元CE2还包括在栅极焊盘GP2和地之间连接的电容器C2和电感器L2的串联布置。
通过键合线BWi，将输入键合焊盘IBP处存在的输入信号IS提供给栅极焊盘GP1。栅极焊盘GP1和GP2通过键合线BW1互连，所述键合线BW1形成电感器Li。漏极焊盘DP1和DP2通过键合线BW2互连，所述键合线BW2形成电感器Lo。键合线BWo将漏极焊盘DP2与输出键合焊盘OBP相连接，以提供输出信号OS。
输入键合焊盘IBP、互连单元CE1和CE2以及输出键合焊盘OBP沿第一方向偏移。将放大器的有源区A1、A2布置在输入焊盘GP1、GP2和输出焊盘DP1、DP2中间，输入焊盘GP1、GP2、有源区A1、A2以及输出焊盘DP1、DP2沿第二方向偏移，所述第二方向SD基本垂直于第一方向FD。由于该特殊布局，通过并行布置的互连BW1、BW2来将输入焊盘GP1、GP2相互连接，并将输出焊盘DP1、DP2相互连接，这是可能的，所述互连BW1、BW2具有被选择以获得相等相移的电感Li、Lo。优选地，如图所示，互连BW1和BW2是键合线，其具有在芯片表面以上适当选择的高度，在所述芯片上集成有其它组件(A1、A2、GP1、GP2、DP1、DP2、L1、C1、L2、C2)。
在实际实施方式中，所示的布局是非常有利的，这是因为在键合线之间的电磁耦合最小。在键合线BW1、BW2和BWi或BWo之间的耦合最小，这是因为它们相互平行的区域不存在或者这个区域最小。可以通过选择芯片表面以上的不同高度，使键合线BW1和BW2之间的耦合最小。通常需要这些不同的高度，这是因为：当FET T1和T2的寄生输入和输出电容不同时，应当获得相同的延迟。
图9示出了两个相邻放大器单元的元件的备选布局。与图8中所示的布局相比，区别仅在于：现在图7中的电容器Ci被添加到单元CE1中，电容器Ci的一个端子连接到栅极焊盘GP1，并且输入键合线BWi和键合线Li都连接到电容器Ci的另一个端子，而不是连接到输入焊盘GP1。因此，这个布局对应于图7的选项2，在该选项2中，输入信号IS是信号ISb。
图10示出了两个相邻放大器单元的元件的另一个布局。与图9中所示的布局的区别之一是：输入键合线BWi连接到栅极焊盘GP2，而不是连接到电容器Ci。另一个区别是：电容器Co(也见图7)被添加到第二单元CE2中，电容器Co的一个端子连接到漏极焊盘DP2，而另一个端子连接到电感器Lo，所述电感器Lo优选地由键合线形成。
图11示意性地示出了三行相邻放大器单元的布局。在所示的示例中，三行R1、R2、R3沿着第一方向延伸，并且每行包括图8、或图9或图10中所示的放大器单元之一。在图11中所示的实施例中，行R1和R3具有与图8所示的相同的布局。行R1中的相同项具有与图8中相同的参考。这些单元沿第二方向相互组合，其中一边有栅极焊盘GP12、GP13和GP22、GP23，而另一边有漏极焊盘DP11、DP12和DP21、DP22。以这种方式，可以创建出高功率设备的紧凑结构，所述结构在所有所包括的放大器单元的输入和输出处，提供信号的非常均匀的相位和幅度分布。可以存在多于三行和/或多于两列。
互连放大器单元的行R2与行R1相同，但现在倒转放置，使得第一行的晶体管的输出焊盘DP11、DP21和第二行的晶体管的输出焊盘DP12、DP22直接相互面对，或者甚至直接相互接触。输出焊盘DP12和DP22通过键合线互连，所述键合线形成电感Lo2。输出焊盘DP22通过键合线BWo2连接到输出焊盘OBP2。
互连放大器单元的行R3与行R1相同。输入键合焊盘IBP2通过键合线BWi2连接到额外焊盘PE12，所述额外焊盘PE12同时接触第二行R2的第一晶体管的输入焊盘GP12和第三行R3的第一晶体管的输入焊盘GP13。用于将焊盘PE12和PE22相互连接的键合线形成电感Li1。第三行R3的晶体管的输出焊盘DP13、DP23通过键合线来互连，所述键合线形成电感Lo3。输出焊盘BP23通过键合线BWo3连接到输出键合焊盘OBP3。
优选地，将单元的第一列布置在第一管芯D1上，将单元的第二列布置在第二管芯D2上。尽管在相同的管芯上布置所有单元是可能的，但这将导致管芯的大得多的总面积，同时没有使用其中键合线连接晶体管的单元的两列之间的区域。尽管如此，在键合线的长度有限的情况下，如果如图13和图14中所示的那样使用类型2的移相电路(见图4b)，则管芯之间的区域可以由电容器Co1或Ci1所使用。
图12示意性地示出了包括两列放大器单元的封装，其中每行包括两个互连的放大器单元。标准SOT502封装包括框PFR、输入焊盘片IBP、输出焊盘片OBP和三组互连的放大器单元。
每组互连的放大器单元包括输入电容器Cin，该输入电容器Cin通过键合线IBW连接到输入键合片IBP，并通过键合线BWi1至BWi5连接到第一管芯D1。第一管芯D1可以具有与图11中所示的相同的结构，现在是10个而非3个放大器单元出现在管芯D1处。第二管芯D2可以具有与图11中所示的相同的结构，但是它包括10个而非3个晶体管，该第二管芯D2具有通过键合线BWo1至BWo5连接到输出电容器Cout的输出。可以通过与图8至10中所示的相同的方式，来形成在第一管芯D1和第二管芯D2之间的互连，以获得电感Li和Lo。键合线OBW将输出电容器连接到输出键合片OBP。
如图12清晰可见，输入键合片IBP、第一放大器单元D1、第二放大器单元D2以及输出键合片OBP依次出现在第一方向FD上。晶体管结构包括输入焊盘、包括指状结构的有源区以及输出焊盘，它们依次出现在第二方向SD上，所述第二方向基本上垂直于第一方向，例如参考图8至11所公开的那样。当与图2相比较时，从图12还清晰可见，封装内有源管芯占据的区域大得多。因此，封装中放大器的最大输出功率也高得多。
图13示出了互连放大器单元的备选电路图。图13中所示的电路是图6中所示的电路，只是其中输出电感器Lo由两个电感器Lo1和Lo2以及电容器Co1的串联布置所替换。将两个电感器Lo1和Lo2的串联布置在漏极D1和D2之间布置，并将电容器Co1布置在两个电感器Lo1和Lo2的接合处与地之间。如图4A中所示，这个电路包括输入处的移相网络。这个输入移相电路包括电感器Li以及由晶体管T1和T2形成的放大器的输入电容。如图4B所示，该电路还包括输出处的移相网络Lo1、Lo2、Co1。
图14示出了互连放大器单元的又一备选电路图。图14所示的电路是图6所示的电路，只是其中输入电感器Li由两个电感器Li1和Li2以及电容器Ci1的串联布置所替换。将两个电感器Li1和Li2的串联布置在栅极G1和G2之间布置，并将电容器Ci1布置在两个电感器Li1和Li2的接合处与地之间。如图4A中所示，这个电路包括移相网络，所述移相网络包括输出处的电感器Lo和电容器Co，以及如图4B中所示，这个电路包括输入处的移相网络Li1、Li2、Ci1。
简而言之，本发明的放大器结构具有每单位面积更大的带宽以及更高的功率容量。它适合于使用Doherty设计来实现，以便能够实现良好的线性。具体地，已发现，本发明的结构允许带宽大于100MHz的设计。甚至可以实现400MHz的带宽，这在RF放大器结构的相关领域中是极其宽的。这意味着可以由单个放大器结构覆盖PCS(1800MHz)和WCDMA(可高达2200MHz)的重要商用频带。
应当注意到，上述实施例示意本发明，而非限制本发明，在不偏离所附权利要求的范围的前提下，本领域的技术人员将能够设计出多个备选实施例。
在权利要求中，置于括号之间的任何参考符号不应被认为限制权利要求。动词“包括”的使用以及它的变形不排除在权利要求中所声明的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。在元件之前的冠词“一个”不排除多个这种元件的存在。可以通过包括多个不同元件的硬件，以及通过适当编程的计算机，来实现本发明。在列举多个装置的设备权利要求中，这些装置中的几个可以由同一项硬件实现。在相互不同的从属权利要求中限定某些手段的起码的事实不表示不能使用这些手段的组合以获得益处。

Claims (15)

1.一种集成RF放大器结构，包括：
-沿第一方向(FD)依次设置的以下元件：输入键合焊盘(IBP)、沿第一方向(FD)彼此偏移的多个单元(CE1，CE2)、以及输出键合焊盘(OBP)，其中所述单元(CE1，CE2)的每一个包括：放大器，所述放大器具有输入焊盘(GP1，GP2)；有源区(A1，A2)；以及输出焊盘(DP1，DP2)，所述有源区(A1，A2)被布置在输入焊盘(GP1，GP2)与输出焊盘(DP1，DP2)之间，其中，输入焊盘(GP1，GP2)、有源区(A1，A2)和输出焊盘(DP1，DP2)在垂直于第一方向(FD)的第二方向(SD)上彼此偏移，
-第一网络(N1)，包括：第一互连装置(Li，Ci；Li1，Li2，Ci1)，用于将多个单元(CE1，CE2)中的相邻单元的输入焊盘(GP1，GP2)相互连接，并沿第一方向(FD)延伸，以及
-第二网络(N2)，包括：第二互连装置(Lo，Co；Lo1，Lo2，Co1)，用于将多个单元(CE1，CE2)中的相邻单元的输出焊盘(DP1，DP2)相互连接，并沿第一方向(FD)延伸，
其中，第一网络(N1)和第二网络(N2)构造用于在输出键合焊盘(OBP)处获得输出信号(OS)，所述输出信号(OS)对于所有互连单元(CE1，CE2)，针对在输入键合焊盘(IBP)处的相同的输入信号，具有相等的相移和幅度。
2.根据权利要求1所述的集成RF放大器结构，其中所述第一互连装置(Li，Ci；Li1，Li2，Ci1)包括沿第一方向延伸的第一键合线(BW1)，所述第二互连装置(Lo，Co；Lo1，Lo2，Co1)包括也沿第一方向延伸的第二键合线(BW2)。
3.根据权利要求2所述的集成RF放大器结构，其中所述第一键合线(BW1)形成第一电感(Li)，其中所述第二键合线(BW2)形成第二电感(Lo)。
4.根据权利要求1所述的集成RF放大器结构，其中每一个包括放大器的单元(CE1，CE2)被布置在单独的管芯上。 
5.根据权利要求1所述的集成RF放大器结构，其中选择第一网络(N1)和第二网络(N2)的阻抗，以获得阻抗匹配。
6.根据权利要求2所述的集成RF放大器结构，其中第一键合线(BW)将相邻的包括放大器的单元(CE1，CE2)的输入焊盘(GP1，GP2)直接相互连接。
7.根据权利要求2所述的集成RF放大器结构，其中第二键合线(BW2)将相邻的包括放大器的单元(CE1，CE2)的输出焊盘(DP1，DP2)直接相互连接。
8.根据权利要求2所述的集成RF放大器结构，其中所述第一网络(N1)还包括与第一键合线(BW1)串联布置的电容器(Ci)，所述串联布置被布置在输入焊盘(GP1，GP2)之间，并且其中，将输入信号(IS)提供给输入焊盘(GP1)之一。
9.根据权利要求2所述的集成RF放大器结构，其中所述第一网络(N1)还包括与第一键合线(BW1)串联布置的电容器(Ci)，所述串联布置在输入焊盘(GP1，GP2)之间布置，所述电容器(Ci)被布置用于通过电容器(Ci)将输入信号(IS)提供给输入焊盘(GP1，GP2)。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的集成RF放大器结构，还包括：分别连接到每一个输入焊盘(GP1，GP2)的电感器(L1，L2)与DC去耦合电容器(C1，C2)的第一和第二串联布置。
11.根据权利要求10所述的集成RF放大器结构，还包括：分别连接到每一个输出焊盘(DP1，DP2)的电感器(L3，L4)与DC去耦合电容器(C3，C4)的第三和第四串联布置。
12.根据权利要求11所述的集成RF放大器结构，其中电感器(L1，L2，L3，L4)由键合线形成或者是集成的。
13.根据权利要求1所述的集成RF放大器结构，其中在沿第一方向(FD)的每个位置处，单元(CE1，CE2)由一行放大器单元替换，以便沿第二方向依次获得：一行输入键合焊盘(IBP)、沿第一方向彼此偏移的多行单元(CE1，CE2)以及一行输出键合焊盘(OBP)，其中，将所有行相互平行地布置。 
14.一种集成电路，包括如前述权利要求中任意一项所述的集成RF放大器结构。
15.根据权利要求14所述的集成电路，其中多个单元(CE1，CE2)包括第一单元(CE1)和第二单元(CE2)，并且其中，第一网络(N1)和第二网络(N2)构造用于在特定的操作频率处获得+90°或-90°的相移，并且其中，第二单元(CE2)的放大器被布置为在B类或C类操作，由此提供Doherty放大器。 
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