[实用新型]提高功率合成效率的功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率放大技术领域，尤其涉及一种提高功率合成效率的功率放大器。

背景技术

PA(Power Amplifier，功率放大器)由多个晶体管加上一些电感、电容、电阻及变压器等元件组成，PA利用双极性三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照功率放大器输入信号变化的电流，并输入到负载网络形成输出功率，它具有功率放大作用。

对于输出功率比较大的射频PA，连接芯片和引线框架(或基板)的bondwire(键合线)和芯片上的走线都会产生一些寄生电感，这些寄生电感在低频情况下表现不是很明显，而在高频情况下，引入的感抗会增大，因此寄生电感对功率放大器的性能影响很大。特别是，在输出功率大，需要有多个功率单元单独工作然后再进行功率合成的时候，芯片上的功率分布和电源分布比较分散，功率单元在不同区域看到的电源和地是不一样的。尤其是，在芯片的中间区域，电源线和地线需要经过芯片上的金属走线的寄生电感后才能连接到芯片边缘的键合线上，再通过键合线连接到封装的电源线和地线上，因此，芯片的中间区域相对于芯片的边缘区域具有更大的对地阻抗，且表现为感性阻抗，这时芯片上的电源线和地线相互之间不再是交流短路，相对于封装的电源线和地线上也不再是交流短路，工作时会在电源线和地线上产生寄生信号，这些信号和输入信号叠加在一起，不仅影响单个功率单元的转换效率，还会影响功率合成网络的合成效率。

采用bondwire封装的芯片通过bondwire把裸片上的节点连接到没有被裸片覆盖的基板或封装管脚上，裸片上不同区域的地线和电源线到芯片的参考地的连接间距是不同的，因此，芯片上不同区域的地线和电源线上会看到不同的信号，这就造成芯片上不同区域电源线和地线信号的不一致，影响不同功率单元之间的功率合成效率。通常，可以利用退偶电容减小电源线和地线之间的波动，防止电路通过电源线或地线形成的正反馈通路而引起的寄生振荡，但这种方法对片上走线引入的寄生电感引起的不同区域电源线和地线上信号的不一致，效果并不显著，这会降低不同功率单元之间的合成效率。

有鉴于此，有必要提供一种提高不同功率单元之间的功率合成效率的PA以解决现有技术带来的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决裸片上不同区域电源线和地线具有寄生信号且寄生信号不一致的问题，提供一种提高功率合成效率的功率放大器，以提高功率放大器整体的功率转换效率(PE)和功率增加效率(PAE)。

为解决上述技术问题，本实用新型具体实施方式提供了一种提高功率合成效率的功率放大器，包括若干个功率单元，这些功率单元采用统一的电源线和地线，裸片上的电源线和地线之间设有退偶电容；

在裸片内部，地线或电源线与参考地之间设有电感电容串联谐振网络；

电源线和地线在裸片的边缘通过键合线连接到参考地。

本实施方式与现有技术相比，功率单元各自的输出功率通过功率合成网络合成并输出。这些功率单元采用统一的电源线和地线，电源线和地线在裸片的边缘通过键合线连接到较理想的参考地(基板或是封装的地线)，裸片上的电源线和地线之间设有退偶电容，减小工作电流引起的电源和地的波动。在裸片内部，距离键合线较远的地方，在裸片内的地线(或电源线)与较理想的参考地之间设有电感电容串联谐振网络，减小裸片上的地线到参考地之间的有效寄生电感，同时，提高裸片上不同位置的电源线和地线的一致性，进而提高所有功率单元工作条件的一致性，提高其功率合成效率。

进一步地，所述退偶电容就近连接到各功率单元的电源线和地线之间，可以过滤电路工作时的交流电流分量，稳定电源线和地线之间的电压。

进一步地，退偶电容均匀分布在各功率单元之间，可使得功率单元的电源线和地线之间的电压差的一致性较好。

进一步地，裸片内部的地线或电源线与裸片外部的参考地之间设有串联谐振网络，其谐振在所关心的工作频率附近，阻抗较小，降低裸片内部片上地线和电源线的寄生电感对内部电路的影响；降低距离裸片边缘较远处的电源和地到参考地的总有效寄生电感，提高功率转换效率，提高裸片上不同位置的电源和地到参考地总有效寄生电感的一致性，进一步提高功率合成效率。

进一步地，功率放大器布局的电源线和地线平行排列成梳状。

进一步地，功率放大器的功率单元平行排列成梳状，并与总电源线和地线垂直交叉分布。

进一步地，所述功率放大器上距离接地键合线远的地线或电源线通过一个电感和电容的串联谐振网络，连接到封装的地线上。