[发明专利]一种氮化镓基射频收发前端结构

说明书

本发明公开了一种氮化镓基射频收发前端结构，涉及5G集成电路领域。针对芯片中央无法打绑定线导致放大器不能实现双侧偏置的问题提出本方案。衬底在间隙设置若干接地通孔，接地通孔沿间隙延伸方向分布；间隙内接地通孔与第一放大器之间设有同向延伸的第一电源总线、接地通孔与第二放大器之间设有同向延伸的第二电源总线；第一放大器靠近间隙的直流偏置端与第一电源总线连接，第二放大器靠近间隙的直流偏置端与第二电源总线连接；第一电源总线和第二电源总线的一端分别延伸至所在芯片的外侧焊盘。优点在于，解决芯片中央不能打绑定线的问题，实现片上并行的放大器都能做到双侧直流偏置，有效提高芯片性能以及稳定性。

技术领域

本发明涉及5G集成电路结构，具体涉及一种氮化镓基射频收发前端结构。

背景技术

基于氮化镓工艺的毫米波射频前端是5G通信芯片中最重要的模块之一，广泛应用于汽车雷达、飞机雷达、精确制导和星载通信等。目前，基于氮化镓工艺的毫米波射频前端芯片已经成为各国高科技产业的重点研究内容，其中功率放大器PA常采用功分式结构来获得更高的输出功率，而低噪声放大器LNA通常采用单端式、平衡式或差分式结构。毫米波的频率范围是26.5～300GHz，在该频段所设计的射频收发前端芯片由于频率高，电磁耦合严重，常面临着版图设计复杂，模块间互相干扰的电磁兼容问题，并进一步造成芯片成品性能恶化甚至失效等问题。传统的射频收发前端的布局如图1所示，芯片的衬底上侧设置PA，下侧设置LNA，在所述PA和LNA的右侧设置收发开关T/R SW。PA上端的焊盘通过对应的绑定线(bonding wire)外接直流偏置电路。类似的，LNA下端的焊盘通过对应的绑定线外接直流偏置电路。由于芯片中央无法打上直流偏置的绑定线，PA与LNA互相临近的焊盘悬空。PA和LNA只能采用单侧直流偏置，造成性能下降，稳定性差等问题。因此，对毫米波射频收发前端的版图进行优化变得至关重要。

发明内容

本发明目的在于提供一种氮化镓基射频收发前端结构，以解决上述现有技术存在的问题。

本发明所述的一种氮化镓基射频收发前端结构，包括设置在衬底上的第一放大器和第二放大器，所述第一放大器和第二放大器相互临近且之间留有间隙；其特征在于，衬底在所述间隙设置若干接地通孔，接地通孔沿间隙延伸方向分布；间隙内接地通孔与第一放大器之间设有同向延伸的第一电源总线、接地通孔与第二放大器之间设有同向延伸的第二电源总线；第一放大器靠近间隙的直流偏置端与第一电源总线连接，第二放大器靠近间隙的直流偏置端与第二电源总线连接；所述第一电源总线和第二电源总线的一端分别延伸至所在芯片的外侧焊盘。

间隙内设有接地金属线连接全部所述接地通孔。所述接地金属线与第一电源总线和/或第二电源总线之间并联若干去耦电容。任一去耦电容取值在[1pF，3pF]。

所述的第一放大器是功率放大器或低噪声放大器。所述的第二放大器是功率放大器或低噪声放大器。

所述接地金属线宽度在50um～100um之间。

本发明所述的一种氮化镓基射频收发前端结构，其优点在于，解决芯片中央不能打绑定线的问题，实现片上并行的放大器都能做到双侧直流偏置，有效提高芯片性能以及稳定性。接地通孔的设计还可以提高放大器之间的隔离度，去耦电容可以有效过滤偏置电路中的交流成分，进一步提升芯片的各种性能。本发明所述结构尤其适用于毫米波级别的芯片使用。

附图说明

图1是现有技术中氮化镓基射频收发前端结构的结构示意图。

图2是本发明所述氮化镓基射频收发前端结构的结构示意图。

图3是若干接地通孔的等效电路图。

图4是双侧直流偏置的电路原理图。

图5是有/无接地通孔对应的仿真结果曲线图。