CN107395129B - 具有偏移的信号路径方向的多路径rf放大器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

杜赫放大器模块的实施例包括基板、RF信号分配器、载波放大器管芯以及峰值放大器管芯。所述RF信号分配器将输入RF信号划分入第一输入RF信号和第二输入RF信号，并将所述第一输入RF信号和第二输入RF信号传送至第一分配器输出端和第二分配器输出端。所述载波放大器管芯包括一个或多个第一功率晶体管，其被配置成沿载波信号路径放大所述第一输入RF信号以产生放大的第一RF信号。所述峰值放大器管芯包括一个或多个第二功率晶体管，其被配置成沿峰值信号路径放大所述第二输入RF信号以产生放大的第二RF信号。所述载波放大器管芯和峰值放大器管芯耦合至所述基板，使得通过所述载波放大器管芯和峰值放大器管芯的所述RF信号路径在大体上不同(例如，正交)的方向上延伸。

Description

具有偏移的信号路径方向的多路径RF放大器及其制造方法
技术领域
本文中描述的主题的实施例大体上涉及多路径射频(RF)放大器，且更确切地说，涉及杜赫放大器装置和模块。
背景技术
无线通信***采用功率放大器以用于提高射频(RF)信号的功率。在无线通信***中，在向天线提供用于通过空中接口辐射的放大信号之前，功率放大器形成传输链中最后放大级的一部分。高增益、高线性、稳定性和高水平的功率附加效率为在此无线通信***中的理想放大器的特性。
一般来说，当功率放大器接近饱和功率传输时，该功率放大器以最大功率效率运行。然而，功率效率趋向于随着输出功率减小而恶化。最近，杜赫放大器架构已成为关注的焦点，其不仅用于基站而且用于移动端，因为该架构在宽的功率动态范围内具有高的功率附加效率。
杜赫架构的高效率使得该架构对于当前和下一代无线***而言是理想的。然而，该架构就半导体封装设计而言具有挑战性。当前的杜赫放大器半导体封装设计需要使用分立装置、导体和集成电路来实现每个放大路径。例如，载波和峰值放大路径每个均可包括不同的功率晶体管IC管芯连同不同电感和电容部件。这些不同功率晶体管IC管芯和部件在典型装置封装中保持相隔一定距离，以便限制可能由于在该载波放大器和峰值放大器之间的信号耦合而发生的潜在性能下降。更具体地，耦合在载波放大器和峰值放大器之间的不期望的信号可涉及通过与承载在那些放大器路径上的信号相关联的磁场和/或电场在该载波和峰值放大器路径的部件之间传递能量。
遗憾的是，在装置封装中保持放大器路径之间的明显空间距离以便减小该路径之间的耦合的需要限制了该半导体封装小型化的可能性。在低成本、低重量和小体积以及小PCB占据面积对于各种应用而言是重要的封装属性的情况下，限制小型化是不希望的。
发明内容
在一种实施方式中，提供一种杜赫放大器模块，其包括：
具有安装表面的基板，其中，在所述安装表面限定多个非重叠区域，所述多个非重叠区域包括输入信号区域、第一管芯安装区域和第二管芯安装区域；
在所述输入信号区域中的RF信号分配器，其中，所述RF信号分配器被配置成接收输入RF信号并将其划分入第一输入RF信号和第二输入RF信号，并将所述第一输入RF信号和第二输入RF信号传送至第一分配器输出端和第二分配器输出端；
在所述第一管芯安装区域中的载波放大器管芯，其中，所述载波放大器管芯包括一个或多个第一功率晶体管，其被配置成沿载波信号路径放大所述第一输入RF信号以产生放大的第一RF信号；以及
在所述第二管芯安装区域中的峰值放大器管芯，其中，所述峰值放大器管芯包括一个或多个第二功率晶体管，其被配置成沿峰值信号路径放大所述第二输入RF信号以产生放大的第二RF信号，其中，所述载波放大器管芯和所述峰值放大器管芯耦合至所述基板，使得通过所述载波放大器管芯和所述峰值放大器管芯的所述载波信号路径和峰值信号路径在大体上不同的方向上延伸。
在一些实施方式中，所述模块另外包括：
耦合在所述载波放大器管芯的RF输出端和所述基板之间的第一线接合阵列，其中，所述第一线接合阵列被配置成传送所述放大的第一RF信号；以及
耦合在所述峰值放大器管芯的RF输出端和所述基板之间的第二线接合阵列，其中，所述第二线接合阵列被配置成传送所述放大的第二RF信号，并且其中，所述第一线接合阵列和第二线接合阵列在与彼此大体上不同的方向上取向。
在一些实施方式中，所述载波放大器管芯和峰值放大器管芯被布置成彼此正交。
在一些实施方式中，所述模块另外包括：
包括一个或多个第三功率晶体管的第二峰值放大器管芯，所述一个或多个第三功率晶体管被配置成沿第二峰值信号路径放大由所述RF信号分配器所提供的第三输入RF信号以产生放大的第三RF信号，其中，所述载波放大器管芯和所述第二峰值放大器管芯耦合至所述基板，使得通过所述载波放大器管芯和所述第二峰值放大器管芯的所述载波信号路径和第二峰值信号路径在大体上不同的方向上延伸。
在一些实施方式中，所述RF信号分配器包括：
功率分割器，其被配置成将所述输入RF信号的功率划分入所述第一输入RF信号和所述第二输入RF信号；
耦合在第一功率分割器输出端和所述第一分配器输出端之间的第一移相器和第一衰减器串列；以及
耦合在第二功率分割器输出端和所述第二分配器输出端之间的第二移相器和第二衰减器串列。
在一种实施方式中，提供一种功率放大器，其包括：
具有安装表面和暴露在所述安装表面的多个导电接触的基板，其中，所述多个导电接触包括第一管芯输入接触、第二管芯输入接触、第一管芯输出接触和第二管芯输出接触；
耦合至所述安装表面的第一放大器管芯，其中，所述第一放大器管芯包括
一个或多个第一功率晶体管，
电耦合至所述第一管芯输入接触并且电耦合至所述一个或多个第一功率晶体管的控制端的第一管芯输入端，以及
电耦合至所述第一管芯输出接触并且电耦合至所述一个或多个第一功率晶体管的电流承载端的第一管芯输出端，
其中，所述第一放大器管芯被配置成放大通过所述第一管芯输入端接收到的第一输入RF信号，并将放大的第一RF信号传送至所述第一管芯输出端，以及
其中，通过所述第一放大器管芯的第一信号路径在从所述第一管芯输入端至所述第一管芯输出端的第一方向上延伸；以及
耦合至所述基板的第二放大器管芯，其中，所述第二放大器管芯包括
一个或多个第二功率晶体管，
电耦合至所述第二管芯输入接触并且电耦合至所述一个或多个第二功率晶体管的控制端的第二管芯输入端，以及
电耦合至所述第二管芯输出接触并且电耦合至所述一个或多个第二功率晶体管的电流承载端的第二管芯输出端，
其中，所述第二放大器管芯被配置成放大通过所述第二管芯输入端接收到的第二输入RF信号，并将放大的第二RF信号传送至所述第二管芯输出端，以及
其中，通过所述第二放大器管芯的第二信号路径在从所述第二管芯输入端至所述第二管芯输出端的第二方向上延伸，并且其中，所述第二方向大体上不同于所述第一方向。
在一些实施方式中，
所述基板另外包括多个非重叠区域，所述多个非重叠区域包括输入信号区域、第一管芯安装区域和第二管芯安装区域；
所述第一晶体管管芯被安装在所述第一管芯安装区域上，并且所述第一晶体管管芯为矩形并具有平行第一侧边和第二侧边与在所述第一侧边和第二侧边之间延伸的平行第三侧边和第四侧边，其中，所述第一管芯输入端在所述第一侧边附近，所述第一管芯输出端在所述第二侧边附近，并且所述第一侧边朝向所述输入信号区域取向；以及
所述第二晶体管管芯被安装在所述第二管芯安装区域上，并且所述第二晶体管管芯为矩形并具有平行第五侧边和第六侧边与在所述第五侧边和第六侧边之间延伸的平行第七侧边和第八侧边，其中，所述第二管芯输入端在所述第五侧边附近，所述第二管芯输出端在所述第六侧边附近，并且所述第五侧边朝向所述输入信号区域取向。
在一些实施方式中，
所述多个导电接触另外包括在所述输入信号区域中的输入RF信号接触；
所述功率放大器另外包括在所述输入信号区域中的RF信号分配器，其中，所述RF信号分配器包括耦合至所述输入RF信号接触的分配器输入端、耦合至所述第一管芯输入接触的第一分配器输出端和耦合至所述第二管芯输入接触的第二分配器输出端；以及
所述RF信号分配器被配置成通过所述分配器输入端接收输入RF信号，并将所述输入RF信号的功率划分入所述第一输入RF信号和所述第二输入RF信号，并将所述第一输入RF信号和第二输入RF信号传送至所述第一分配器输出端和第二分配器输出端。
在一些实施方式中，所述RF信号分配器包括：
功率分割器，其被配置成将所述输入RF信号的所述功率划分入所述第一输入RF信号和所述第二输入RF信号；
耦合在第一功率分割器输出端和所述第一分配器输出端之间的第一移相器和第一衰减器串列；以及
耦合在第二功率分割器输出端和所述第二分配器输出端之间的第二移相器和第二衰减器串列。
在一些实施方式中，所述功率分割器包括
第一相移元件，其中，所述第一相移元件被配置成向所述第一RF信号施加第一相移，使得所述第一输入RF信号和第二输入RF信号在所述第一管芯输入接触和第二管芯输入接触处与彼此成大体上90度不同相。
在一些实施方式中，所述功率放大器另外包括：
将所述第一管芯输出端电耦合至所述第一管芯输出接触的第一线接合阵列，其中，在所述第一线接合阵列中的线接合沿所述第一方向延伸；以及
将所述第二管芯输出端电耦合至所述第二管芯输出接触的第二线接合阵列，其中，在所述第二线接合阵列中的线接合沿所述第二方向延伸。
在一些实施方式中，
所述第一放大器管芯和第二放大器管芯倒装安装至所述基板。
在一些实施方式中，所述第一方向和所述第二方向成角度地隔开至少45度。
在一些实施方式中，所述第一方向和所述第二方向与彼此大体上正交。
在一些实施方式中，
所述基板另外包括多个非重叠区域，所述多个非重叠区域包括输入信号区域、第一管芯安装区域、第二管芯安装区域、第一路径输出网络区域和第二路径输出网络区域；
所述功率放大器另外包括在所述第一管芯输出网络区域中的一个或多个第一相移元件和在所述第二管芯输出网络区域中的一个或多个第二相移元件；
所述一个或多个第一相移元件电耦合至所述第一管芯输出接触并被配置成向所述放大的第一RF信号施加第一相移；以及所述一个或多个第二相移元件电耦合至所述第二管芯输出接触并被配置成向所述放大的第二RF信号施加第二相移，其中，所述第一相移和第二相移大体上不同于彼此。
在一些实施方式中，所述第一相移和第二相移大体上彼此相差90度。
在一些实施方式中，所述第一相移大体上为90度，以及所述第二相移大体上为180度。
在一些实施方式中，
所述多个非重叠区域另外包括输出信号合并器区域；
所述基板另外包括耦合至所述第一相移元件和第二相移元件的合并器节点；以及
所述合并器节点被配置成将施加了所述第一相移和第二相移之后的所述放大的第一RF信号和第二RF信号合并。
在一种实施方式中，提供一种制造放大器模块的方法。该方法包括以下步骤：
在第一管芯安装区域中将第一放大器管芯附接至基板的安装表面，其中，通过所述第一放大器管芯的第一信号路径在第一方向上延伸；
在第二管芯安装区域中将第二放大器管芯附接至所述基板的所述安装表面，其中，通过所述第二放大器管芯的第二信号路径在大体上不同于所述第一方向的第二方向上延伸；
将所述第一放大器管芯的输入端电耦合至信号分配器的第一输出端；以及
将所述第二放大器管芯的输入端电耦合至所述信号分配器的第二输出端。
在一些实施方式中，所述第一放大器管芯和第二放大器管芯被附接至所述基板，使得所述第一方向和第二方向彼此正交。
附图说明
可以在结合以下附图考虑时，通过参考具体实施方式和权利要求书得到对主题的更完整理解，其中相似附图标号遍及各图指代类似元件。
图1为根据例子实施例的杜赫放大器的示意图；
图2为根据例子实施例的RF信号功率分配器的示意图；
图3为根据例子实施例的杜赫放大器模块的俯视图；
图4为沿着线4-4截取的图3的模块的横截面侧视图；
图5为根据例子实施例的三通杜赫放大器的示意图；以及
图6为根据例子实施例的用于制造杜赫放大器模块的方法的流程图。
具体实施方式
在多路径放大器中，在信号路径之间的耦合会不利地影响放大器性能。耦合可以为两种类型，包括电耦合(通常被称为电容耦合)和磁耦合(通常被称为电感藕合)。当在当前承载的彼此非常接近的平行导体之间存在时变磁场时发生电感和磁耦合。例如，可在信号导线阵列(例如，线接合阵列)之间在杜赫放大器功率晶体管封装中发生一种类型的耦合，该信号导线阵列被连接在构成载波放大器路径和峰值放大器路径中的每者的各种电气部件之间。杜赫放大器的性能会受相邻线接合阵列之间的耦合的不利影响。因此，由于在载波放大器路径和峰值放大器路径之间的最小间距要求，耦合问题已限制杜赫放大器的小型化努力。
本发明主题的实施例包括多路径放大器，包括但不限于具有成角度地偏移的信号路径(例如，正交信号路径)的杜赫放大器。在一个实施例中，用于信号路径中的一者(例如，杜赫放大器的载波路径)的IC功率晶体管管芯和用于信号路径中的另一信号路径(例如，杜赫放大器的峰值路径)的独立IC功率晶体管管芯以成角度地偏移(例如，正交)的方式布置在装置封装或模块中。这产生信号路径之间的角偏移。通过以非平行取向来将信号路径取向，可明显减小该信号路径之间的耦合。
在杜赫放大器中，输入信号在输入端或载波和峰值放大路径之间的功率分配器分离。分离信号随后单独地通过杜赫放大器的载波放大器和峰值放大器放大并且在输出级处合并。当合并载波放大器和峰值放大器的输出时，在杜赫装置的输入分配器的相位和幅度或衰减中进行微小的调节以在每个路径的输出之间提供最佳均衡可能是理想的。为便于此调节，杜赫放大器可包括可以用来微调至载波放大器和峰值放大器两者的输入信号的构形的可调节功率分割器或分配器。杜赫放大器也可包括被配置成选择性改动该杜赫放大器的一个或多个路径中的一者的相移和/或幅度的可调节的相位延迟和/或幅度调节。
图1为根据例子实施例的杜赫放大器100的示意图。如图1中以框110所指示，杜赫放大器100的一些或所有部件可在单个装置封装或模块中实现。如随后详细解释并根据各种实施例，各种放大器部件的取向使封装或模块的大小能够在与常规的封装技术相比时明显减小，而仍然符合增益、线性、稳定性和效率性能标准。更具体地，这通过将各种放大器部件取向以建立载波放大器信号路径和峰值放大器信号路径(例如，路径130、150)的部分之间的角偏移来实现。所建立的角偏移具有减小载波路径和峰值路径之间的耦合的效果。
在实施例中，杜赫放大器100包括RF输入节点112、RF输出节点114、功率分配器120、载波放大器路径130、峰值放大器路径150和合并器180。当被并入到更大RF***中时，RF输入节点112耦合至RF信号源(未示出)，以及RF输出节点114耦合至负载190(例如，天线或其它负载)。RF信号源提供输入RF信号，该输入RF信号为包括通常围绕一个或多个载波频率定中心的频谱能量的模拟信号。根本上，杜赫放大器100被配置成放大输入RF信号，并且在RF输出节点114产生放大RF信号。
在实施例中，功率分配器120具有输入端122和两个输出端124、126。功率分配器输入端122耦合至RF输入节点112以接收输入RF信号。功率分配器120被配置成将在输入端122接收到的RF输入信号划分入第一RF信号和第二RF信号，该第一RF信号和第二RF信号通过输出端124、126被提供给载波放大器路径130和峰值放大器路径150。根据实施例，功率分配器120包括第一相移元件，其被配置成在第一RF信号提供给输出端124之前向其赋予第一相移(例如，约90度相移)。因此，在输出端124和126，第一RF信号和第二RF信号可与彼此成约90度不同相。
在一些实施例中，当杜赫放大器100具有对称配置(即，载波放大器功率晶体管和峰值放大器功率晶体管大小大体上相同的配置)时，功率分配器120可将在输入端122接收到的输入RF信号划分或拆分为非常类似的功率相等的两个信号。相反，当杜赫放大器100具有不对称配置(即，放大器功率晶体管中的一者，通常是峰值放大器晶体管明显更大的配置)时，功率分配器120可输出具有不等功率的信号。
在一些实施例中，功率分配器120可用固定值的无源部件实现。在其它实施例中，功率分配器120可用一个或多个可控可变衰减器和/或可变移相器实现，这使功率分配器120能基于外部提供的控制信号衰减和/或相移第一RF信号和第二RF信号。
例如，图2为根据例子实施例的可用作图1的杜赫放大器100中的功率分配器120的RF信号功率分配器200的示意图。RF功率分配器200可包括，例如分配器输入端202(例如，图1的输入端122)，两个分配器输出端203、204(例如，图1的输出端124、126)，功率分配器212，第一移相器214和第二移相器216，第一衰减器218和第二衰减器220，以及控制电路222。更具体地，RF信号功率分配器200可包括沿第一信号路径206的第一移相器214和第一可变衰减器218，以及沿第二信号路径208的第二移相器216和第二可变衰减器220。尽管移相器214、216被示出沿路径206、208在可变衰减器218、220之前，但是在可替换实施例中，移相器214、216和衰减器218、220可被颠倒顺序。另外，在各种实施例中，移相器214、216和/或衰减器218、220中的任何一者或多者可为不可变的或可从功率分配器200排除。
功率分配器212被配置成拆分在端202接收到的输入RF信号的功率，并向耦合至两个路径206、208的第一功率分配器输出端和第二功率分配器输出端提供所得RF信号。在不同实施例中，功率分配器212可在路径206、208之间将输入功率相等地或不相等地划分。另外，根据实施例，功率分配器212可向RF信号的提供给路径206的部分施加(例如，约90度的)前述第一相移。
根据实施例，并且在工作期间，外部电路***可通过接口224向控制电路222发送信号，其中，该信号指示RF信号功率分配器200应施加于沿路径206、208承载的RF信号的所需相移和衰减电平。响应于接收到指示所需相移的信号，控制电路222向第一移相器214和第二移相器216提供控制信号。作为响应，第一移相器214和第二移相器216向沿第一路径206和第二路径208传送的信号施加对应相移。应指出，可由移相器214沿路径206施加的相移应为除由功率分配器212施加于第一RF信号的约90度相移之外的相移。另外，响应于接收到指示所需衰减电平的信号，控制电路222向第一可变衰减器218和第二可变衰减器220提供控制信号。作为响应，第一可变衰减器218和第二可变衰减器220衰减沿第一路径206和第二路径208传送的信号。最终，在输出端203、204产生经移相和/或衰减的RF信号(例如，图1的输出端124、126)。尽管在输出端203、204产生的RF信号之间更有可能存在相位差，但应指出，RF信号彼此之间具有相同频率，因为在输出端203、204产生的RF信号从相同RF输入信号导出。
再次参看图1，功率分配器120的输出端124、126分别连接至载波放大器路径130和峰值放大器路径150。载波放大器路径130被配置成放大来自功率分配器120的第一RF信号，并向功率合并器180的求和节点182提供放大的第一RF信号。类似地，峰值放大器路径150被配置成放大来自功率分配器120的第二RF信号，并向功率合并器180的求和节点182提供放大的第二RF信号，其中，路径130、150被设计成使得放大的第一RF信号和第二RF信号在求和节点182彼此同相到达。
根据实施例，载波放大器路径130包括阻抗变换元件170、载波放大器管芯132和第二相移元件172。另外，载波放大器路径130可包括与输出阻抗匹配网络(未示出)相关联的各种部件，其中，该输出阻抗匹配网络和相移元件172可共享一些部件。
根据实施例，第二相移元件172包括阻抗反相器或λ/4(λ/4)传输线路相移元件，这第一RF信号赋予约90度相对相移。因此，功率分配器120(和/或功率分割器212)内的第一相移元件和第二相移元件172的组合沿载波放大器路径130向第一RF信号赋予约180度的相对相移。
在各种实施例中，载波放大器管芯132包括RF输入端134、RF输出端136与耦合在输入端134和输出端136之间的一个或多个放大级。RF输入端134通过第一阻抗匹配元件170耦合至功率分配器120的第一输出端124，并因此RF输入端134接收由功率分配器120产生的第一RF信号的相移版本(例如，第一RF信号的90度相移版本)。
载波放大器管芯132的每个放大级包括功率晶体管。更具体地，每个功率晶体管包括控制端(例如，栅极端)以及第一电流承载端和第二电流承载端(例如，漏极端和源极端)。在应包括单个功率晶体管的单级装置中，控制端电连接至RF输入端134，电流承载端中的一者(例如，漏极端或源极端)电连接至RF输出端136，以及另一电流承载端(例如，源极端或漏极端)电连接至接地参考(或另一电压参考)。相反，两级装置应包括串联耦合的两个功率晶体管，其中，第一晶体管起具有相对低功率的驱动器放大器晶体管的作用，以及第二晶体管起具有相对高功率的输出放大器晶体管的作用。在此实施例中，驱动器放大器晶体管的控制端电连接至RF输入端134，该驱动器放大器晶体管的电流承载端中的一者(例如，漏极端或源极端)电连接至输出放大器晶体管的控制端，以及该驱动器放大器晶体管的另一电流承载端(例如，源极端或漏极端)电连接至接地参考(或另一电压参考)。此外，输出放大器晶体管的电流承载端中的一者(例如，漏极端或源极端)电连接至RF输出端136，以及该输出放大器晶体管的另一电流承载端(例如，源极端或漏极端)电连接至接地参考(或另一电压参考)。
除一个或多个功率晶体管之外，输入和输出阻抗匹配网络的部分以及偏置电路***(未在图1中示出)也可作为载波放大器管芯132的部分单块形成。另外，在载波放大器管芯132为两级装置的实施例中，级间匹配网络(未在图1中示出)也可作为载波放大器管芯132的一部分单块形成。
在实施例中，载波放大器管芯132的RF输出端136通过第二相移元件172耦合至功率合并器180的求和节点182。如上所述，第二相移元件172包括阻抗反相器或λ/4(λ/4)传输线路相移元件，这向在RF输出端136所产生的放大第一RF信号赋予约90度的相对相移。
现在参考峰值放大器路径150，在实施例中，该峰值放大器路径150包括峰值放大器管芯152、第三相移元件174和第四相移元件176。另外，峰值放大器路径150可包括与输入和输出阻抗匹配网络(未示出)相关联的各种部件，其中，该阻抗匹配网络和相移元件174、176可共享一些部件。
在各种实施例中，峰值放大器管芯152包括RF输入端154、RF输出端156与耦合在输入端154和输出端156之间的一个或多个放大级。RF输入端154耦合至功率分配器120的第二输出端126，并因此RF输入端154接收由功率分配器120所产生的第二RF信号。
如同载波放大器管芯132，峰值放大器管芯152的每个放大级包括具有控制端以及第一电流承载端和第二电流承载端的功率晶体管。载波放大器管芯132的一个或多个功率晶体管可以以类似于结合载波放大器管芯132的描述在上文中描述的方式电耦合在RF输入端154和RF输出端156之间。结合载波放大器管芯132的描述所论述的另外其它细节也适用于峰值放大器管芯152，并且为简洁起见，不在这里重复那些另外细节。
在实施例中，峰值放大器管芯152的RF输出端156通过第三相移元件174和第四相移元件176耦合至功率合并器180的求和节点182。根据实施例，第三相移元件174和第四相移元件176中的每者包括阻抗反相器或λ/4(λ/4)传输线路相移元件，这向第二RF信号赋予约90度的相对相移。因此，第三相移元件174和第四相移元件176的组合沿峰值放大器路径150向第二RF信号赋予约180度的相对相移。
放大的第一RF信号和第二RF信号在合并器180的求和节点182同相合并。另外，输出阻抗匹配网络184用于向载波放大器管芯132和峰值放大器管芯152中的每者呈现适当的负载阻抗。所得的放大RF输出信号在输出负载190(例如，天线)所连接的RF输出节点114产生。
放大器100被配置成使得载波放大器路径130提供相对低电平输入信号的放大，以及两个放大路径130、150组合运行以提供相对高电平输入信号的放大。这可例如通过偏置载波放大器管芯132，使得载波该放大器管芯132以AB类模式运行，并偏置峰值放大器管芯152，使得该峰值放大器管芯152以C类模式运行来实现。
在图1所示和上述的实施例中，分配器120中的第一相移元件和第二相移元件172向第一RF信号赋予约180度的相移，以及第三相移元件174和第四相移元件176类似地向第二RF信号赋予约180度的相移，使得第一信号和第二信号可在求和节点182同相合并。更具体地，在载波放大器管芯132放大第一RF信号之前，第一相移(例如，90度)被施加于该第一RF信号，并且在峰值放大器管芯152放大第二RF信号之前，此相移没有被施加于该第二RF信号。然而，在放大第一RF信号之前施加于该第一RF信号的第一相移通过在峰值放大器管芯152的输出端的另外相移元件(例如，元件174)来补偿。在可替换实施例中，在峰值放大器管芯152放大第二RF信号之前，第一相移(例如，90度)可被施加于该第二RF信号，在载波放大器管芯132放大第一RF信号之前，此相移没有被施加于该第一RF信号。在此实施例中，在第二RF信号放大之前施加于该第二RF信号的第一相移可通过在载波放大器管芯132的输出端的另外相移元件来补偿。仍然在其它可替换实施例中，在放大之前，可在载波路径130和/或峰值路径150中实现相移元件的其它组合以实现在第一RF信号和第二RF信号之间在放大之前约90度的相位差，并因此，施加于所放大的第一RF信号和第二RF信号的相移可被选择用于确保该信号在求和节点182同相合并。
根据实施例，载波放大路径130和峰值放大路径150的物理部件相对于彼此取向成使得载波放大路径130和峰值放大路径150的对应部分在大体上不同于彼此的方向上延伸。如本文所使用，术语“信号路径”是指通过电路的后面跟随有RF信号的路径。例如，通过载波放大器管芯132的第一信号路径的一部分在RF输入端134和RF输出端136之间的第一方向(由箭头130指示)上延伸。类似地，通过峰值放大器管芯152的第二信号路径的一部分在RF输入端154和RF输出端156之间的第二方向(由箭头150指示)上延伸，其中，第一方向和第二方向大体上不同于彼此。在图示的实施例中，第一方向和第二方向彼此正交(即，成角度地隔开90度)。在其它实施例中，第一方向和第二方向可成角度地隔开小于或大于90度。例如，在其它实施例中，第一方向和第二方向可成角度地隔开在45度和315度之间的任何角度。如本文所使用，当提及在第一信号路径和第二信号路径的相应部分的方向之间的角间距时，术语“大体上不同”是指路径部分之间的角间距至少为+/-45度。
根据实施例，在穿越载波放大器管芯132和峰值放大器管芯152的第一信号路径和第二信号路径的部分的方向之间的角间距通过将该载波放大器管芯132和峰值放大器管芯152取向，使得在它们的相应RF输入端134、154和RF输出端136、156之间的信号路径成角度地隔开来实现。例如，在实施例中，载波放大器管芯132和峰值放大器管芯152正交取向，使得通过载波放大器管芯132和峰值放大器管芯152的该信号路径的部分的方向也正交。
在工作期间，与载波管芯和峰值管芯和/或载波信号路径和峰值信号路径彼此平行延伸的***相比，通过载波放大器管芯132和峰值放大器管芯152的信号路径的角间距减小在该信号路径的那些部分之间的耦合量。假定在信号路径之间的该耦合减小，载波放大器管芯132和峰值放大器管芯152可比通过常规的平行取向更近放置在一起，而仍然实现可接受的性能。因此，当与用于容纳常规布置的杜赫放大器的封装或***的大小相比时，各种实施例的实施方案可能使高性能杜赫放大器在相对小的封装或模块中实现。
现将结合图3和图4详细地描述图1的杜赫放大器电路的物理实施方案的实施例。更具体地，图3为根据例子实施例的杜赫放大器300的俯视图。图3应与图4同时观看，图4为沿线4-4截取的图3的模块300的横截面侧视图。杜赫放大器模块300包括基板310、功率分配器320(例如，图1的功率分配器120、图2的功率分配器200)、载波放大器管芯332(例如，图1的载波放大器管芯132)、峰值放大器管芯352(例如，图1的峰值放大器管芯152)、各种相移和阻抗匹配元件以及合并器。
根据实施例，杜赫放大器模块300被实施为平台栅格阵列(LGA)模块。因此，基板310具有部件安装表面312和平台表面314。根据实施例，基板310相对小，这提供特别紧凑的杜赫放大器。例如，部件安装表面312的宽度(图3中的水平尺寸)和长度(图3中的垂直尺寸)可在约5毫米(mm)至约20mm的范围内，但是该宽度和/或长度也可更小或更大。例如，在具体实施例中，部件安装表面的宽度可为约10mm以及长度可为约6mm。
例如，基板300可为具有由介电材料分隔开的多个金属层410、411、412、413、414的多层有机基板。根据实施例，底部金属层410用于提供LGA的外部可接近的导电平台衬垫316、317、318、319，其中，一些例子平台衬垫316-319的位置通过图3中的虚线框指示。这些平台衬垫316-319(除此以外，其它未示出)使杜赫放大器模块300能表面安装到向RF***的其它部分提供电连通性的独立基板(未示出)上。尽管模块300被描绘为LGA模块，但可替换的是，模块300可被封装为接脚栅格阵列模块、方形扁平无引脚(QFN)模块或另一类型的封装。
基板310的一个或多个其它金属层(例如，层411、412)可用于传送DC电压(例如，直流偏置电压)并提供接地参考。最终，其它层(例如，层413、414)可用于将RF和其它信号传送通过模块300。此外，图案化金属层415可在基板310的安装表面312上形成。如下文将更详细地论述，图案化金属层415可包括在安装表面312上的多个导电接触390-395，这有助于电连接至管芯和可安装到安装表面312的其它部件。导电通孔(例如，通孔420、421、422)提供在金属层410-415之间的电连通性。
在工作期间，载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352中的每者可产生明显的热量。另外，载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352中的每者也需要接入接地参考。因此，在实施例中，基板310也包括载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352所耦合的多个导电沟槽480和导热沟槽482(例如，通过焊料、钎焊材料、银烧结物或其它管芯附接材料)。沟槽480、482延伸穿过在第一管芯安装区域302和第二管芯安装区域303中的基板厚度，以提供接入载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352的散热器和接地参考。例如，导电沟槽480、482可以以铜或另一种导热和导电材料填充。在可替换实施例中，沟槽480、482可用导电金属块(例如，铜块)或导热通孔替换。
参考图3中的模块300的俯视图，在基板310的安装表面312限定多个非重叠区域。更具体地，该非重叠区域包括输入信号区域301、第一管芯安装区域302、第二管芯安装区域303、第一路径输出网络区域304、第二路径输出网络区域305和输出信号合并器区域306。在输入信号区域301内，暴露在平台表面314的导电平台衬垫318通过基板310电耦合至在安装表面312的导电接触390。平台衬垫318和接触390连同在它们之间的电连接充当模块300的RF输入节点(例如，图1的RF输入节点112)。
功率分配器320耦合至在输入信号区域301中的安装表面312。根据实施例，功率分配器320可包括一个或多个分立管芯和/或部件，尽管该功率分配器320在图3中表示为单个元件。功率分配器包括输入端322(例如，图1的输入端122)和两个输出端324、326(例如，图1的输出端124、126)。输入端322被电耦合(例如，通过如图所示的线接合)至导电接触390以接收输入RF信号。另外，输出端324、326被电耦合(例如，通过如图所示的另外线接合)至在安装表面312的导电接触391、392。功率分配器320被配置成将通过输入端322接收到的输入RF信号的功率拆分为第一RF信号和第二RF信号，该第一RF信号和第二RF信号在输出端324、326产生。另外，功率分配器320可包括第一相移元件，其被配置成向在输出端324提供的RF信号赋予约90度的相移。如先前所论述，功率分配器320可由固定值的无源部件构成，或功率分配器320可包括可变移相器和/或衰减器(例如，如同图2的功率分配器200)。
如先前所论述，第一RF信号和第二RF信号可具有相等或不等的功率。在输出端324产生并传送至导电接触391的第一RF信号通过载波放大器路径放大，该载波放大器路径包括安装在输入信号区域301内的阻抗匹配元件370(例如，图1的阻抗匹配元件170)、安装在第一管芯安装区域302内的载波放大器管芯332(例如，图1的管芯132)和在第一路径输出网络区域304内的第二相移元件372(例如，图1的相移元件172)。尽管细节并未在图3中示出，但是阻抗匹配元件370可包括多个分立和/或集成部件(例如，电感器和电容器)。
载波放大器管芯332的所示实施例实施两级放大器，其包括RF输入端333、输入匹配网络334、驱动器晶体管335、级间匹配网络336、输出晶体管337和RF输出端338。驱动器晶体管335和输出晶体管337串联耦合，其中，在驱动器晶体管335初始放大之后，驱动器晶体管335向第一RF信号施加相对低的增益，以及输出晶体管337向第一RF信号施加相对高的增益。在其它实施例中，载波放大器管芯332可实施单级放大器，或可包括超过两个放大级。通过载波放大器管芯332的信号路径在从RF输入端333延伸至RF输出端338的方向上，该方向由箭头330指示。
在任何情况下，放大的第一RF信号由载波放大器管芯332在RF输出端338产生。根据实施例，RF输出端338通过线接合阵列396(即，多个平行紧密间隔的线接合)电耦合至在安装表面312的接触394。如图3中所示，线接合阵列396的线接合与通过载波放大器管芯332的信号路径在相同的方向上对齐(即，由箭头330所指示的方向上)。
通过线接合阵列396和接触394，RF输出端338被电耦合至相移元件372，该相移元件372被定位在第一路径输出网络区域304中。根据实施例，相移元件372通过在接触394和求和节点382之间延伸的λ/4(λ/4)传输线路373(例如，微带线)实现。传输线路373可向该放大第一RF信号赋予约90度的相对相移。例如，相移元件372可由基板的金属层中的一者或多者(例如，层413和/或414中的一者或两者)的一部分构成。
通过运动返回在输入信号区域301中的功率分配器320，在功率分配器320的输出端326产生并传送至导电接触392的第二RF信号通过峰值放大器路径放大，该峰值放大器路径包括安装在第二管芯安装区域303内的峰值放大器管芯352(例如，图1的管芯152)以及在第二路径输出网络区域305内的第三相移元件374和第四相移元件376(例如，图1的相移元件174、176)。
峰值放大器管芯352的所示实施例也实施两级放大器，其包括RF输入端353、输入匹配网络354、驱动器晶体管355、级间匹配网络356、输出晶体管357和RF输出端358。通过峰值放大器管芯352的信号路径在从RF输入端353延伸至RF输出端358的方向上，该方向由箭头350指示。从图3可以看出，通过峰值放大器管芯352和载波放大器管芯332的信号路径在明显不同方向上延伸，并且更具体地，该信号路径在图3的实施例中正交。
根据实施例，峰值放大器管芯352在结构上等同于载波放大器管芯332，意指两个管芯332、352包括以相同方式布置和互连的相同结构和电气元件。根据另外的实施例，峰值放大器管芯352和载波放大器管芯332在大小上也相同，从而使杜赫放大器模块300呈现为对称杜赫放大器。在可替换实施例中，峰值放大器管芯352和载波放大器管芯332可具有不同大小，从而使杜赫放大器模块300呈现为不对称杜赫放大器。例如，峰值放大器管芯352可以以一定比例(例如，1.6:1、2:1或一些其它比例)大于载波放大器管芯332。
无论哪种方式，每个管芯332、352形状为矩形，其中第一侧边和第二侧边平行，以及在第一侧边和第二侧边之间延伸的第三侧边和第四侧边平行。在每个管芯332、352中，RF输入端333、353在该管芯的第一侧边附近，以及RF输出端338、358在该管芯的第二侧边附近。在实施例中，每个管芯332、352的第一侧边朝向输入信号区域301取向，以及管芯332、352的第一侧边相对于彼此正交布置。换一种方式说，结构上相同的载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352耦合至基板310的安装表面312，使得管芯332、352彼此正交，从而使通过管芯332、352的RF信号路径也呈现为彼此正交。即使管芯332、352可相对近地放置在一起，它们的正交取向可明显减小通过管芯332、352承载并由其放大的信号之间的耦合。
在任何情况下，放大的第二RF信号由峰值放大器管芯352在RF输出端358产生。根据实施例，RF输出端358通过第二线接合阵列398被电耦合至在安装表面312的接触395。如图3中所示，线接合阵列398的线接合与通过峰值放大器管芯352的RF信号路径在相同的方向上对齐(例如，在由箭头350所指示的方向上)。换句话说，在实施例中，第一线接合阵列396和第二线接合阵列398也相对于彼此正交布置。因此，即使线接合阵列396、398也可相对近地放置在一起，但它们的正交取向可明显减小通过线接合阵列396、398承载的RF信号的耦合。在图3中可以看出，显而易见的是，当与如果管芯332、352如在常规的布置中并排布置所实现的距离相比时，管芯332、352的正交取向的确增加管芯332、352的第二侧边之间的距离，并因此增加线接合阵列396、398之间的距离。更具体地，线接合阵列396、398之间的距离大于管芯332的第三侧边的长度。另外，在所示布局中，第二路径输出网络区域305的一部分被放置在线接合阵列396、398之间。
继续沿峰值放大器路径，RF输出端358通过线接合阵列398和接触395与第三相移元件374和第四相移元件376电耦合，该第三相移元件374和第四相移元件376被定位在第二路径输出网络区域305中。根据实施例，相移元件374、376通过在接触395和求和节点382之间延伸的两个串联耦合的λ/4(λ/4)变换/相位获取网络375、377实现，其中，在实施例中，该变换/相位获取网络375、377中的每者向放大的第二RF信号赋予约90度的相对相移。例如，相移元件374、376可由基板的金属层中的一者或多者(例如，层413和/或414中的一者或两者)的部分构成。
如上所论述，放大的第一RF信号和第二RF信号通过相移元件372、374、376传送至求和节点382，其中，该RF信号大体上同相合并。求和节点382被定位在输出信号合并器区域306中，并被电连接至输出阻抗匹配网络384。输出阻抗匹配网络384用于向载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352中的每者呈现适当的负载阻抗。尽管细节并未在图3中示出，但输出阻抗匹配网络384可包括各种分立和/或集成部件(例如，电容器、电感器和/或电阻器)以提供所需的阻抗匹配。输出阻抗匹配网络384通过基板310被电耦合至暴露在平台表面314的导电平台衬垫319。平台衬垫319起模块300的RF输出节点(例如，图1的RF输出节点114)的作用。
尽管未在图3中示出，但模块300也包括被配置成向驱动器和输出晶体管335、355、337、357中的一些或全部提供栅极和漏极偏压的偏置电路***。例如，除了其它以外，该偏置电路***还可包括多个平台衬垫(在基板310的平台表面314)、接触(在基板310的安装表面312)以及其它导电结构和电路***。提供给晶体管335、355、337、357的栅极和/或漏极的偏压有助于模块的杜赫运行。例如，载波放大器管芯332的晶体管335、337可被偏置以在AB类模式运行，以及峰值放大器管芯352的晶体管355、357可被偏置以C类模式运行。
根据实施例，安装至基板310的安装表面312的所有部件通过非导电包封材料420包封(图4)。在可替换实施例中，部件可以被包含在空气腔内，该空气腔由覆盖安装表面312的各种结构(未示出)限定。
载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352可使用各种类型的半导体基板，例如硅、绝缘体上硅(SOI)、蓝宝石上硅(SOS)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅上GaN、硅上GaN或其它类型的基板材料来实现。另外，载波放大器管芯332的晶体管335、337和峰值放大器管芯352的晶体管355、357中的每者可为场效应晶体管(FET)(例如金属氧化物半导体FET(MOSFET)、横向扩散的MOSFET(LDMOS FET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)等等)，该晶体管包括栅极(控制端)、源极(第一电流导电端)和漏极(第二电流导电端)。可替换的是，晶体管335、337、355、357中的每者可为双极结晶体管(BJT)。在本文中引用的常用于描述FET的“栅极”、“漏极”和“源极”并不意欲限制，因为这些名称中的每者与BJT实施方案具有类似的特征(例如，分别为基极、集电极和发射极)。
在不脱离本发明的主题的范围的情况下，可对模块300作出各种修改。例如，尽管图4中描绘的基板310包括五个金属层410-414，但是可替换的是，可使用包括更多或更少金属层的基板。另外，可替换的是，可以使用包括陶瓷基板或其它类型基板的其它类型基板。另外，可替换实施例可包括功率分配器和/或被配置为倒装芯片的放大器管芯。更进一步，载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352和/或第一线接合阵列396和第二线接合阵列398可以以非正交方式布置，只要在它们的相应取向之间存在明显的角间距(例如，45度或更大的角间距)。另外，载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352可包括可沿每个路径330、350实现的单级放大器或两个不同的放大器管芯(一个驱动器放大器管芯和一个输出放大器管芯)。在另一实施例中，载波管芯332和峰值管芯352可被切换，使得在由载波管芯332放大之前和之后，向第一RF信号赋予90度的相移，并因此在由峰值管芯352放大之后，向第二RF信号赋予180度的相移。载波管芯332和峰值管芯352的“切换”可通过更改提供给每个管芯332、352的偏置来实现，使得管芯332以C类模式运行，以及管芯352以AB类模式运行。除上述之外，模块300也可包括电耦合至相移元件372、374、376以提供所需阻抗变换的各种分立和/或集成部件(例如，电容器、电感器和/或电阻器)。
上述实施例包括双通杜赫功率放大器实施方案，其包括载波放大器和一个峰值放大器。根据其它实施例，杜赫功率放大器可包括多于一个峰值放大器。例如，图5为根据例子实施例的三通杜赫放大器500的示意图。图5的杜赫放大器500类似于图1的杜赫放大器100，除了它是包括两个峰值放大器而不是包括一个峰值放大器以外。
更具体地，在实施例中，杜赫放大器500包括RF输入节点512、RF输出节点514、功率分配器520、载波放大器路径530、第一峰值放大器路径550、第二峰值放大器路径551和两个合并器节点582、583。当被并入到更大RF***中时，RF输入节点512耦合至RF信号源(未示出)，以及RF输出节点514耦合至负载590(例如，天线或其它负载)。根本上，杜赫放大器500被配置成放大输入RF信号，并在RF输出节点514产生放大RF信号。如图5通过框510所指示，杜赫放大器500的一些或所有部件可在单个装置封装或模块中实现。
在实施例中，功率分配器520具有输入端522和三个输出端524、525、526。功率分配器输入端522耦合至RF输入节点512以接收输入RF信号。功率分配器520被配置成将在输入端522接收到的RF输入信号划分入第一RF信号、第二RF信号和第三RF信号，通过输出端524-526将它们提供给载波放大器路径530和峰值放大器路径550、551。另外，功率分配器520可包括第一相移元件，其被配置成向在输出端524提供的信号赋予约90度的相移。
当杜赫放大器500具有对称配置(即，载波放大器功率晶体管和峰值放大器功率晶体管的大小大体上相同的配置)时，功率分配器520可将在该输入端522接收到的输入RF信号划分或拆分为三个信号，这三个信号根据杜赫功率放大器是否对称而具有相等或不等功率。在一些实施例中，功率分配器520可用固定值的无源部件实现。在其它实施例中，功率分配器520可用一个或多个可控可变衰减器和/或可变移相器实现，这使功率分配器520能基于外部提供的控制信号衰减和/或相移第一RF信号、第二RF信号和第三RF信号。
功率分配器520的输出端524-526分别连接至载波放大器路径530和峰值放大器路径550、551。第一峰值放大器路径550和第二峰值放大器路径551被配置成分别放大第二RF信号和第三RF信号，并向第一求和节点582提供放大的第二RF信号和第三RF信号，其中，该信号被同相求和以形成第一合并信号。另外，载波放大器路径530被配置成放大来自功率分配器520的第一RF信号，并向第二求和节点583提供放大的第一RF信号，其中，该放大的第一RF信号与第一合并信号同相求和。路径530、550、551包括各种阻抗匹配元件570和相移元件572、574、576、578(例如，90度相移元件)，使得放大的第二RF信号和第三RF信号彼此同相到达求和节点582，并使得在求和节点582所产生的第一合并信号与放大的第一RF信号同相到达求和节点583。尽管在图5中示出相移元件的特定配置，但是在其它实施例中，该相移元件可进行不同布置。
沿载波放大器路径530，载波放大器管芯532包括RF输入端534、RF输出端536与耦合在输入端534和输出端536之间的一个或多个放大级。沿第一峰值放大器路径550，第一峰值放大器管芯552包括RF输入端554、RF输出端556与耦合在输入端554和输出端556之间的一个或多个放大级。类似地，沿第二峰值放大器路径551，第二峰值放大器管芯553包括RF输入端555、RF输出端557与耦合在输入端555和输出端557之间的一个或多个放大级。
输出阻抗匹配网络584用于向载波放大器管芯532和峰值放大器管芯552、553中的每者呈现适当的负载阻抗。在输出负载590(例如，天线)所连接的RF输出节点514产生所得的放大RF输出信号。
放大器500被配置成使得载波放大器路径530提供相对低电平输入信号的放大。随着输入信号的幅度增大，达到第一峰值放大路径550也变成有效的第一输入功率电平。最终，随着输入信号的幅度甚至进一步增大，达到第二峰值放大路径551也变成有效的第二输入功率电平。这可例如通过偏置载波放大器管芯532，使得载波放大器管芯532以AB类模式运行，并偏置峰值放大器管芯552、553，使得峰值放大器管芯552、553以不同的C类偏置点运行来实现。
根据实施例，载波放大路径530和峰值放大路径550、551的物理部件相对于彼此取向，使得载波路径530的部分在大体上不同于峰值放大器路径550、551的对应部分的方向上延伸。例如，通过载波放大器管芯532的第一信号路径的一部分在RF输入端534和RF输出端536之间的第一方向(由箭头530所指示)上延伸。类似地，通过峰值放大器管芯552、553的第二信号路径和第三信号路径的部分在RF输入端554、556和RF输出端555、557之间的第二方向(由箭头550、551所指示)上延伸，其中，第一方向和第二方向大体上不同于彼此。在图示的实施例中，第一方向和第二方向彼此正交(即，成角度地隔开90度)。在其它实施例中，第一方向和第二方向可成角度地隔开小于或大于90度。
根据实施例，在穿过载波放大器管芯532和峰值放大器管芯534、535的第一信号路径和第二信号路径的部分的方向之间的角间距通过将载波放大器管芯532和峰值放大器管芯534、535取向，使得该载波放大器管芯的RF输入端534和RF输出端536之间的信号路径与峰值放大器管芯534、535的RF输入端554、556和RF输出端555、557之间的信号路径成角度地隔开来实现。例如，在实施例中，载波管芯532与峰值放大器管芯534、535正交取向，使得通过载波放大器管芯532的信号路径的部分的方向与通过峰值放大器管芯534、535的信号路径的部分的方向正交。
图6为根据例子实施例的用于制造杜赫放大器模块(例如，图3的杜赫放大器模块300)的方法的流程图。该方法在框602中通过制造基板(例如，图3的基板310)来开始，该基板包括被布置成向随后附接的分立管芯和部件提供所需电连通性的多个导电特征(例如，平台衬垫、接触、导电迹线和导电通孔)。如先前所论述，可在基板的安装表面(例如，图3的表面312)限定多个非重叠区域(例如，图3的区域301-306)。在管芯安装区域(例如，图3的区域302、303)内，基板可包括导热散热器特征(例如，图3的导热沟槽380、382)。另外，在实施例中，基板可包括一个或多个传输线路(例如，图3的传输线路373、375、377)，该一个或多个传输线路被配置成向穿过该传输线路的信号赋予所需相移。
在框604中，第一放大器管芯和第二放大器管芯(例如，图3的载波放大器管芯332和峰值放大器管芯352)在管芯安装区域中被附接至基板的安装表面。如先前所论述，第一放大器管芯和第二放大器管芯被附接成使得通过该管芯的RF信号路径在大体上不同的方向上取向(或成角度地隔开)。例如，第一放大器管芯和第二放大器管芯可被附接至基板，使得该管芯和通过该管芯的RF信号路径与彼此大体上正交。
在框606中，另外的分立部件被附接至基板的安装表面，以及各种部件与线接合(例如，包括图3的线接合396、398)和/或其它导电耦合装置一起电连接。最终，在框608中，各种管芯以及覆盖基板的安装表面的部件被包封(例如，通过图4的包封材料420)或以其它方式被包含(例如，在空气腔封装配置中)以完成该模块。
杜赫放大器模块的实施例包括基板、RF信号分配器、载波放大器管芯以及峰值放大器管芯。基板具有安装表面，以及在该安装表面限定多个非重叠区域，该多个非重叠区域包括输入信号区域、第一管芯安装区域以及第二管芯安装区域。RF信号分配器在输入信号区域中，以及该RF信号分配器被配置成接收输入RF信号并将其划分入第一输入RF信号和第二输入RF信号，并将第一输入RF信号和第二输入RF信号传送至第一分配器输出端和第二分配器输出端。载波放大器管芯在第一管芯安装区域中，并且该载波放大器管芯包括一个或多个第一功率晶体管，其被配置成沿载波信号路径放大第一输入RF信号以产生放大的第一RF信号。峰值放大器管芯在第二管芯安装区域中，并且该峰值放大器管芯包括一个或多个第二功率晶体管，其被配置成沿峰值信号路径放大第二输入RF信号以产生放大的第二RF信号。载波放大器管芯和峰值放大器管芯耦合至基板，使得通过该载波放大器管芯和该峰值放大器管芯的载波信号路径和峰值信号路径在大体上不同的方向上延伸。
功率放大器的实施例包括基板、第一放大器管芯和第二放大器管芯。基板具有安装表面和暴露在该安装表面的多个导电接触。多个导电接触包括第一管芯输入接触、第二管芯输入接触、第一管芯输出接触和第二管芯输出接触。第一放大器管芯和第二放大器管芯耦合至安装表面。第一放大器管芯包括一个或多个第一功率晶体管、电耦合至第一管芯输入接触并且电耦合至一个或多个第一功率晶体管的控制端的第一管芯输入端，以及电耦合至第一管芯输出接触并且电耦合至一个或多个第一功率晶体管的电流承载端的第一管芯输出端。第一放大器管芯被配置成放大通过第一管芯输入端接收到的第一输入RF信号，并将放大的第一RF信号传送至第一管芯输出端。通过第一放大器管芯的第一信号路径在从第一管芯输入端至第一管芯输出端的第一方向上延伸。第二放大器管芯包括一个或多个第二功率晶体管、电耦合至第二管芯输入接触并且电耦合至一个或多个第二功率晶体管的控制端的第二管芯输入端，以及电耦合至第二管芯输出接触并且电耦合至一个或多个第二功率晶体管的电流承载端的第二管芯输出端。第二放大器管芯被配置成放大通过第二管芯输入端接收到的第二输入RF信号，并将放大的第二RF信号传送至第二管芯输出端。通过第二放大器管芯的第二信号路径在从第二管芯输入端至第二管芯输出端的第二方向上延伸，并且该第二方向大体上不同于该第一方向。
制造放大器模块的方法包括在第一管芯安装区域中将第一放大器管芯附接至基板的安装表面，其中，通过第一放大器管芯的第一信号路径在第一方向上延伸，并且在第二管芯安装区域中将第二放大器管芯附接至该基板的安装表面，其中，通过第二放大器管芯的第二信号路径在大体上不同于该第一方向的第二方向上延伸。该方法另外包括将第一放大器管芯的输入端电耦合至信号分配器的第一输出端，并且将第二放大器管芯的输入端电耦合至该信号分配器的第二输出端。
先前具体实施方式本质上仅为说明性的，且并不意图限制本发明主题的实施例或此类实施例的应用和使用。如本文所使用，词语“示例性”意味着“充当例子、实例或说明”。本文中描述为示例性的任何实施方案未必解释为比其它实施方案优选或有利。此外，不希望受到先前技术领域、背景技术或具体实施方式中呈现的任何所表达或暗示的理论的束缚。
本文中包含的各附图中所示出的连接线打算表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应注意，许多可替换或另外的功能关系或物理连接可存在于本发明主题的实施例中。此外，本文中还可以仅出于参考的目的使用特定术语，且因此该特定术语并不意图具有限制性，并且除非上下文清楚地指示，否则指代结构的术语“第一”、“第二”和其它此类数值术语并不暗示顺序或次序。
如本文所使用，“节点”意味着任何内部或外部参考点、连接点、接合点、信号线、传导元件等等，在“节点”处存在给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或量。此外，两个或更多个节点可以通过一个物理元件实现(并且尽管在公共节点处接收或输出，但是仍然可以对两个或更多个信号进行多路复用、调制或以其它方式区分)。
以上描述指代元件或节点或特征“连接”或“耦合”在一起。如本文所使用，除非以其它方式明确地陈述，否则“连接”意味着一个元件直接接合到另一元件(或与另一元件直接连通)，且不必以机械方式接合。同样，除非以其它方式明确陈述，否则“耦合”意味着一个元件直接或间接接合至另一元件(或以电气方式或另外方式与另一元件直接或间接连通)，且不必以机械方式接合。因此，尽管图中示出的示意图描绘元件的一个示例性布置，但另外的介入元件、装置、特征或部件可存在于所描绘的主题的实施例中。
尽管前述具体实施方式中已呈现至少一个示例性实施例，但应了解存在大量变化。还应了解，本文中所描述的一个或多个示例性实施例并不意图以任何方式限制所主张的主题的范围、适用性或配置。实际上，前述具体实施方式将向本领域的技术人员提供用于实现所描述的一个或多个实施例的方便的路线图。应理解，可在不脱离权利要求书所限定的范围的情况下对元件的功能和布置作出各种改变，权利要求书所限定的范围包括在提交本专利申请时的已知等效物和可预见的等效物。

Claims (10)

1.一种杜赫放大器模块，其特征在于，包括：
具有安装表面的基板，其中，在所述安装表面限定多个非重叠区域，所述多个非重叠区域包括输入信号区域、第一管芯安装区域和第二管芯安装区域；
在所述输入信号区域中的RF信号分配器，其中，所述RF信号分配器被配置成接收输入RF信号并将其划分入第一输入RF信号和第二输入RF信号，并将所述第一输入RF信号和第二输入RF信号传送至第一分配器输出端和第二分配器输出端；
在所述第一管芯安装区域中的载波放大器管芯，其中，所述载波放大器管芯包括一个或多个第一功率晶体管，其被配置成沿载波信号路径放大所述第一输入RF信号以产生放大的第一RF信号；以及
在所述第二管芯安装区域中的峰值放大器管芯，其中，所述峰值放大器管芯包括一个或多个第二功率晶体管，其被配置成沿峰值信号路径放大所述第二输入RF信号以产生放大的第二RF信号，其中，所述载波放大器管芯和所述峰值放大器管芯耦合至所述基板，使得通过所述载波放大器管芯和所述峰值放大器管芯的所述载波信号路径和峰值信号路径在路径部分之间的角间距至少为+/-45度的方向上延伸。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，另外包括：
耦合在所述载波放大器管芯的RF输出端和所述基板之间的第一线接合阵列，其中，所述第一线接合阵列被配置成传送所述放大的第一RF信号；以及
耦合在所述峰值放大器管芯的RF输出端和所述基板之间的第二线接合阵列，其中，所述第二线接合阵列被配置成传送所述放大的第二RF信号，并且其中，所述第一线接合阵列和第二线接合阵列在与彼此至少为+/-45度的方向上取向。
3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，另外包括：
包括一个或多个第三功率晶体管的第二峰值放大器管芯，所述一个或多个第三功率晶体管被配置成沿第二峰值信号路径放大由所述RF信号分配器所提供的第三输入RF信号以产生放大的第三RF信号，其中，所述载波放大器管芯和所述第二峰值放大器管芯耦合至所述基板，使得通过所述载波放大器管芯和所述第二峰值放大器管芯的所述载波信号路径和第二峰值信号路径在彼此至少为+/-45度的方向上延伸。
4.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述RF信号分配器包括：
功率分割器，其被配置成将所述输入RF信号的功率划分入所述第一输入RF信号和所述第二输入RF信号；
耦合在第一功率分割器输出端和所述第一分配器输出端之间的第一移相器和第一衰减器串列；以及
耦合在第二功率分割器输出端和所述第二分配器输出端之间的第二移相器和第二衰减器串列。
5.一种功率放大器，其特征在于，包括：
具有安装表面和暴露在所述安装表面的多个导电接触的基板，其中，所述多个导电接触包括第一管芯输入接触、第二管芯输入接触、第一管芯输出接触和第二管芯输出接触；
耦合至所述安装表面的第一放大器管芯，其中，所述第一放大器管芯包括
一个或多个第一功率晶体管，
电耦合至所述第一管芯输入接触并且电耦合至所述一个或多个第一功率晶体管的控制端的第一管芯输入端，以及
电耦合至所述第一管芯输出接触并且电耦合至所述一个或多个第一功率晶体管的电流承载端的第一管芯输出端，
其中，所述第一放大器管芯被配置成放大通过所述第一管芯输入端接收到的第一输入RF信号，并将放大的第一RF信号传送至所述第一管芯输出端，以及
其中，通过所述第一放大器管芯的第一信号路径在从所述第一管芯输入端至所述第一管芯输出端的第一方向上延伸；以及
耦合至所述基板的第二放大器管芯，其中，所述第二放大器管芯包括
一个或多个第二功率晶体管，
电耦合至所述第二管芯输入接触并且电耦合至所述一个或多个第二功率晶体管的控制端的第二管芯输入端，以及
电耦合至所述第二管芯输出接触并且电耦合至所述一个或多个第二功率晶体管的电流承载端的第二管芯输出端，
其中，所述第二放大器管芯被配置成放大通过所述第二管芯输入端接收到的第二输入RF信号，并将放大的第二RF信号传送至所述第二管芯输出端，以及
其中，通过所述第二放大器管芯的第二信号路径在从所述第二管芯输入端至所述第二管芯输出端的第二方向上延伸，并且其中，所述第二方向和所述第一方向成角度地隔开至少45度。
6.根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于：
所述基板另外包括多个非重叠区域，所述多个非重叠区域包括输入信号区域、第一管芯安装区域和第二管芯安装区域；
所述第一放大器管芯被安装在所述第一管芯安装区域上，并且所述第一放大器管芯为矩形并具有平行第一侧边和第二侧边与在所述第一侧边和第二侧边之间延伸的平行第三侧边和第四侧边，其中，所述第一管芯输入端在所述第一侧边附近，所述第一管芯输出端在所述第二侧边附近，并且所述第一侧边朝向所述输入信号区域取向；以及
所述第二放大器管芯被安装在所述第二管芯安装区域上，并且所述第二放大器管芯为矩形并具有平行第五侧边和第六侧边与在所述第五侧边和第六侧边之间延伸的平行第七侧边和第八侧边，其中，所述第二管芯输入端在所述第五侧边附近，所述第二管芯输出端在所述第六侧边附近，并且所述第五侧边朝向所述输入信号区域取向。
7.根据权利要求6所述的功率放大器，其特征在于：
所述多个导电接触另外包括在所述输入信号区域中的输入RF信号接触；
所述功率放大器另外包括在所述输入信号区域中的RF信号分配器，其中，所述RF信号分配器包括耦合至所述输入RF信号接触的分配器输入端、耦合至所述第一管芯输入接触的第一分配器输出端和耦合至所述第二管芯输入接触的第二分配器输出端；以及
所述RF信号分配器被配置成通过所述分配器输入端接收输入RF信号，并将所述输入RF信号的功率划分入所述第一输入RF信号和所述第二输入RF信号，并将所述第一输入RF信号和第二输入RF信号传送至所述第一分配器输出端和第二分配器输出端。
8.根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于，另外包括：
将所述第一管芯输出端电耦合至所述第一管芯输出接触的第一线接合阵列，其中，在所述第一线接合阵列中的线接合沿所述第一方向延伸；以及
将所述第二管芯输出端电耦合至所述第二管芯输出接触的第二线接合阵列，其中，在所述第二线接合阵列中的线接合沿所述第二方向延伸。
9.根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于：
所述基板另外包括多个非重叠区域，所述多个非重叠区域包括输入信号区域、第一管芯安装区域、第二管芯安装区域、第一路径输出网络区域和第二路径输出网络区域；
所述功率放大器另外包括在所述第一管芯输出网络区域中的一个或多个第一相移元件和在所述第二管芯输出网络区域中的一个或多个第二相移元件；
所述一个或多个第一相移元件电耦合至所述第一管芯输出接触并被配置成向所述放大的第一RF信号施加第一相移；以及
所述一个或多个第二相移元件电耦合至所述第二管芯输出接触并被配置成向所述放大的第二RF信号施加第二相移，其中，所述第一相移和第二相移彼此成角度地隔开至少45度。
10.一种制造放大器模块的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在第一管芯安装区域中将第一放大器管芯附接至基板的安装表面，其中，通过所述第一放大器管芯的第一信号路径在第一方向上延伸；
在第二管芯安装区域中将第二放大器管芯附接至所述基板的所述安装表面，其中，通过所述第二放大器管芯的第二信号路径在和所述第一方向成角度地隔开至少45度的第二方向上延伸；
将所述第一放大器管芯的输入端电耦合至信号分配器的第一输出端；以及
将所述第二放大器管芯的输入端电耦合至所述信号分配器的第二输出端。
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