JP2008228347A - High-frequency power amplifier module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はUHFからマイクロ波帯の信号の増幅を行う高周波電力増幅器モジュールに係り、特に小型化の必要な携帯電話機に用いられる高周波電力増幅器モジュールに関する。 The present invention relates to a high-frequency power amplifier module that amplifies a signal in the microwave band from UHF, and more particularly, to a high-frequency power amplifier module used in a mobile phone that needs to be downsized.
トランジスタを用いた高周波電力増幅器モジュールはPDC(Personal Digital Cellular)方式、GSM(Grobal System for Mobile communications)方式等の移動体通信の携帯電話機のキーデバイスであり、その需要は近年急激に伸びている。また、その仕様としては、移動体通信システムに対する高周波特性の他、小型、低価格であることが要求されている。 A high-frequency power amplifier module using a transistor is a key device of a mobile communication mobile phone such as a PDC (Personal Digital Cellular) system or a GSM (Global System for Mobile communications) system, and the demand thereof has been increasing rapidly in recent years. In addition to the high-frequency characteristics for the mobile communication system, the specifications are required to be small and inexpensive.
この要求に応える一つの方法が特許第2755250号公報(特許文献1)に記載されている。図11の平面図,図12の斜視図に示すように,1つの半導体チップ1上に2個のトランジスタ2,3を近接して配置することにより、小型、低価格化している。また、初段トランジスタ2のボンディング用入力電極2bと配線基板のボンディング用電極7dは入力ボンディングワイヤ9dで接続されている。2段目トランジスタ3のボンディング用出力電極3cと配線基板6のボンディング用電極7aは出力ボンディングワイヤ9aで接続されている。半導体チップ1上のボンディング用電極10aと配線基板6のボンディング用電極12aはシールド用ボンディングワイヤ13aで接続されている。シールド用ボンディングワイヤ13aは入力ボンディングワイヤ9dと出力ボンディングワイヤ9aとの間に設けられており、かつその両端のボンディング用電極10aと12aは各々半導体チップ1および配線基板に形成されたバイアホール(Via Hole(図示せず))を通して高周波的に接地されている。このシールド用ボンディングワイヤ13aを設けることにより、入力ボンディングワイヤ9dと出力ボンディングワイヤ9aとの間の相互インダクタンスによる結合が低減して高周波入出力端子間のアイソレーション劣化を改善することができ、高周波特性が向上する。
One method that meets this requirement is described in Japanese Patent No. 2755250 (Patent Document 1). As shown in the plan view of FIG. 11 and the perspective view of FIG. 12, two
入力ボンディングワイヤ9dと出力ボンディングワイヤ9aとの間の相互インダクタンスによる結合の問題は、初段トランジスタ2と2段目トランジスタ3とが、入出力の位置を逆にして並置されているため、両者が近接する結果生じる。この問題は特に、初段トランジスタ2の入力ボンディングワイヤ9dと、2段目トランジスタ3の出力ボンディングワイヤ9aの間で顕著である。これは初段トランジスタ2に入力される高周波信号電力に比べ、2段目トランジスタ3から出力される高周波信号電力の方が20dB〜30dB(100〜1000倍)大きく,出力から入力への正帰還が働くことによる。一方,初段トランジスタ2の出力ボンディングワイヤ9cと2段目トランジスタ3の入力ボンディングワイヤ9bも近接しているが,両者に流れる高周波信号電力の比は0dB(1倍)以下と小さく、高周波特性劣化の問題は生じない。
The problem of coupling due to mutual inductance between the input bonding wire 9d and the
なお、図11,12において、2a,3aはトランジスタの本体部分、2d,3dはトランジスタのソース電極、2cは初段トランジスタ2のボンディング用出力電極、3bは2段目トランジスタ3のボンディング用入力電極、4は接地電極、7b,7c は配線基板6のボンディング用電極、8a〜8dはリード電極、104はキャビティである。
上記従来技術のシールド用ボンディングワイヤ13aの効果を図5により説明する。図5は、増幅器の入出力ボンディングワイヤ間の結合係数(相互インダクタンス(単位:nH))を、長さ1mm(実物に近い長さ)の平行した2本の入出力ボンディングワイヤのボンディング部の間隔dに対し、算出したものである。ここで、結合係数0.12の個所を示す破線は、結合係数が0.12以下のとき増幅器が安定に動作することを示す。この0.12という値は、結合係数と増幅器の安定係数の関係を示す図6から求めた。安定係数が1以上で増幅器は安定に動作する。ここで、ボンディング部の間隔dは、最も近接した2つのボンディングワイヤのボンディング部の中心間の距離で定義される。
The effect of the above-described conventional
図5に示されるように、シールド用ボンディングワイヤを設けるという対策を施している上記従来技術の場合は、そうでない場合(図中、「対策なし」と表示)に比べて、結合係数が小さくなっており、高周波数特性が向上している。また、結合係数が0.12以下のボンディング部の間隔dの範囲が広がり、設計の自由度が増している。さらには、ボンディング部の間隔dを0.55mmまで小さくすることが可能となるため、チップ面積を小さくでき、モジュールの小型化、コストの低減が可能となる。 As shown in FIG. 5, the coupling coefficient is smaller in the case of the above-described conventional technique in which measures are taken to provide a shielding bonding wire as compared with the case where this is not the case (indicated as “no countermeasure” in the figure). The high frequency characteristics are improved. Further, the range of the distance d between the bonding portions having a coupling coefficient of 0.12 or less is widened, and the degree of freedom in design is increased. Furthermore, since the distance d between the bonding portions can be reduced to 0.55 mm, the chip area can be reduced, and the module can be reduced in size and cost.
しかし、現実には、シールド用ボンディングワイヤ13aの両端にバイアホールによるインダクタンスが直列に加わるため、上記従来技術では充分な高周波特性の向上が得られない。
However, in reality, since inductance due to via holes is added in series to both ends of the
本発明の目的は、より高周波特性を向上させることができる高周波電力増幅器モジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high frequency power amplifier module capable of further improving high frequency characteristics.
上記目的は、誘電体材料を基体とする配線基板上に半導体チップが設置された高周波電力増幅器モジュールにおいて、半導体チップに、2段以上の増幅段トランジスタ、これらの増幅段トランジスタへ高周波電力を入力するためのボンディング用入力電極、およびこれらの増幅段トランジスタから高周波電力を出力するためのボンディング用出力電極を設け、ある一つの増幅段トランジスタに対応するボンディング用入力電極と配線基板を接続する入力ボンディングワイヤの両端のボンディング部同士を結ぶ第1の補助線と、この一つの増幅段トランジスタの次段に位置する増幅段トランジスタに対応するボンディング用出力電極と配線基板を接続する出力ボンディングワイヤの両端のボンディング部(その中心部)同士を結ぶ第2の補助線のなす角度が、72〜180゜の範囲に入るように、かつボンディング用入力電極とボンディング用出力電極のボンディング部の間隔が0.3mm以上0.8mm未満の範囲に入るように高周波電力増幅器モジュールを設計することにより達成できる。 The above-described object is to provide a high frequency power amplifier module in which a semiconductor chip is installed on a wiring substrate having a dielectric material as a base, and two or more amplification stage transistors are input to the semiconductor chip, and high frequency power is input to these amplification stage transistors. An input bonding wire for connecting a bonding input electrode corresponding to a certain amplification stage transistor and a wiring board by providing a bonding input electrode for bonding and an output electrode for bonding for outputting high frequency power from these amplification stage transistors Bonding at both ends of the output bonding wire connecting the wiring board and the first auxiliary line connecting the bonding portions at both ends of the first and the output electrodes for bonding corresponding to the amplification stage transistor located at the next stage of the one amplification stage transistor Second auxiliary line connecting parts (its central part) The high-frequency power amplifier module is arranged so that the angle formed is within the range of 72 to 180 ° and the distance between the bonding portion of the bonding input electrode and the bonding output electrode is within the range of 0.3 mm to less than 0.8 mm. This can be achieved by designing.
ここで、0.3mm以上0.8mm未満というボンディング部間隔の条件にかかわらず、上記2つの増幅段トランジスタの安定係数が1以上となるように高周波電力増幅器モジュールを設計すれば上記目的を達成できる。 Here, the above object can be achieved if the high frequency power amplifier module is designed so that the stability factor of the two amplification stage transistors is 1 or more regardless of the condition of the bonding portion interval of 0.3 mm or more and less than 0.8 mm. .
本発明によれば,高周波電力増幅器モジュールの高周波特性をより向上させることができ、これに伴い電力増幅器モジュールの小型化、またこれを用いた携帯電話端末の小型・薄型化が可能となる。 According to the present invention, the high frequency characteristics of the high frequency power amplifier module can be further improved, and accordingly, the power amplifier module can be reduced in size, and the mobile phone terminal using the same can be reduced in size and thickness.
図5に示されるように、本発明の場合は上記従来技術の場合より更に結合係数が小さくなっており、高周波数特性が向上している。また、結合係数が0.12以下(安定係数が1以上)のボンディング部の間隔dの範囲も更に広がり、設計の自由度が増している。さらには、ボンディング部の間隔dを0.3mmまで小さくすることが可能となるため、チップ面積を更に小さくでき、更なるモジュールの小型化、コストの低減が可能となる。 As shown in FIG. 5, in the case of the present invention, the coupling coefficient is further smaller than that in the case of the above prior art, and the high frequency characteristics are improved. Further, the range of the distance d between the bonding portions having a coupling coefficient of 0.12 or less (stability coefficient of 1 or more) is further expanded, and the degree of freedom in design is increased. Furthermore, since the distance d between the bonding portions can be reduced to 0.3 mm, the chip area can be further reduced, and the module can be further reduced in size and cost.
また、図5は入出力ボンディングワイヤ間のなす角度φが90゜の場合であるが、図7に示されるように、この角度φは72〜180゜の範囲にあれば良い。また、角度φが140゜のとき結合係数が最小になっており、極小点が存在することが分かる。 FIG. 5 shows the case where the angle φ between the input / output bonding wires is 90 °. However, as shown in FIG. 7, this angle φ may be in the range of 72 to 180 °. Further, it can be seen that when the angle φ is 140 °, the coupling coefficient is minimum and there is a minimum point.
本発明の高周波電力増幅器モジュールの具体的設計に当たっては、以上のことを踏まえて、ボンディング部間隔dと角度φを選ぶことになる。 In the concrete design of the high-frequency power amplifier module of the present invention, the bonding portion interval d and the angle φ are selected based on the above.
さらには、以上の説明から明らかなように、本発明は角度φを従来のように0゜にしないことがその根底にある。したがって、角度φが72〜180゜の範囲にあり、入出力ボンディングワイヤに対応する2つの増幅段トランジスタの安定係数が1以上となるように高周波電力増幅器モジュールを設計しても良い。 Further, as is apparent from the above description, the present invention is based on the fact that the angle φ is not 0 ° as in the prior art. Therefore, the high frequency power amplifier module may be designed so that the angle φ is in the range of 72 to 180 ° and the stability factor of the two amplification stage transistors corresponding to the input / output bonding wires is 1 or more.
本発明の実施例1の2段電力増幅器モジュールを図1〜図4により説明する。図1は要部平面図、図2は等価回路図、図3は外観構成を示す平面図、図4は要部斜視図である。
A two-stage power amplifier module according to
図1に示されるように、初段と2段目のMOSFETで構成されたトランジスタ102,103を一つのシリコンチップ101上に近接して形成する。初段トランジスタ102のゲート電極102aからドレイン電極102bへの高周波信号の流れの向きと、2段目トランジスタ103のゲート電極103aからドレイン電極103bへの高周波信号の流の向きが反対となるようにこれらのトランジスタは配置する。
As shown in FIG. 1,
高周波入力端子であるゲート電極102aは、1本の入力ボンディングワイヤ105により、配線基板113上の入力整合回路125の端部121に接続されている。高周波出力端子であるドレイン電極103bは、4本の出力ボンディングワイヤ108により、配線基板113上の出力整合回路127の端部124に接続されている。ゲート電極102aはシリコンチップ101の左側の一辺に沿って配置し,ドレイン電極103bはシリコンチップ101の上側の一辺に沿って配置する。入力ボンディングワイヤ105と出力ボンディングワイヤ108のなす角度は約90゜にする。ボンディングワイヤ106,107は、ドレイン電極102b,ゲート電極103aを、配線基板113上の段間整合回路126の両端部122および123に各々接続されている。初段トランジスタ102のゲート電極102a(ボンディング用入力電極)と2段目トランジスタ103のドレイン電極103b(ボンディング用出力電極)のボンディング部の間隔dは約0.6mmにする。
The
シリコンチップ101は,配線基板113に形成されたキャビティ104の中に搭載する。シリコンチップ101の裏面には、初段トランジスタ102のソース電極および2段目トランジスタ103のソース電極として金属膜を被着し、キャビティ104内の配線を介して接地電位に接続する。配線基板113の材料としては、ガラスセラミックスやアルミナなどの誘電体基板を用いる。また、その配線には銅や銀,銀白金などを用いる。
The
図2および図3において、記号Pin,Pout,Vgg,Vddはそれぞれ高周波信号入力端子,高周波信号出力端子,ゲート電圧印加端子,ドレイン電圧印加端子であり、これらは電力増幅器モジュールの外部接続端子である。図3において、入力整合回路125、段間整合回路126および出力整合回路127の領域の境界を補助線で示す。また、図4にキャビティ104近辺の立体的様子を示す。
2 and 3, the symbols Pin, Pout, Vgg, and Vdd are a high-frequency signal input terminal, a high-frequency signal output terminal, a gate voltage application terminal, and a drain voltage application terminal, respectively, which are external connection terminals of the power amplifier module. . In FIG. 3, the boundaries of the areas of the input matching
本実施例において、入力ボンディングワイヤ105と出力ボンディングワイヤ108のなす角度を約90゜としたが、この角度は72゜〜180゜の範囲で選ぶことができる。
In this embodiment, the angle formed by the
本発明の実施例2の3段電力増幅器モジュールを図8の要部平面図により説明する。初段,2段目,出力段のMOSFETで構成されたトランジスタ102,103,114を一つのシリコンチップ101上に近接して形成する。初段トランジスタ102のゲート電極102aからドレイン電極102bへの高周波信号の流れの向きと、2段目トランジスタ103のゲート電極103aからドレイン電極103bへの高周波信号の流れの向きが反対となるようにこれらのトランジスタは配置する。また、出力段トランジスタ114を、そのゲート電極114aからドレイン電極114bへの高周波信号の流れの向きが2段目トランジスタ103とは反対の向きとなるように配置する。
A three-stage power amplifier module according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to a plan view of a main part of FIG.
実施例1との違いは、初段トランジスタ102の入力ボンディングワイヤ105と2段目トランジスタ103の出力ボンディングワイヤ108とのなす角度を約140゜とした点、および出力段トランジスタ114を同一チップ上に設け、このトランジスタの出力ボンディングワイヤ110と2段目トランジスタ103の入力ボンディングワイヤ107とのなす角度を約90゜、2段目トランジスタ103のゲート電極103a(ボンディング用入力電極)と出力段トランジスタ114のドレイン電極114b(ボンディング用出力電極)のボンディング部の間隔dを約0.7mmとし、ここにも本発明を適用した点にある。
The difference from the first embodiment is that the angle formed by the
本実施例によれば、図7に示すように、初段と2段目の入出力ボンディングワイヤ間の結合係数を最小にでき、アイソレーションをさらに改善できる。また,本発明を適用したので、2段目と出力段の入出力ボンディングワイヤ間も十分なアイソレーションを確保できる。したがって、半導体チップ面積の縮小の為に同一チップ上に3段のトランジスタを形成した本実施例の場合でも、これらトランジスタ間の距離が短くなるにもかかわらず、高周波特性を改善できる。 According to the present embodiment, as shown in FIG. 7, the coupling coefficient between the first and second input / output bonding wires can be minimized, and the isolation can be further improved. In addition, since the present invention is applied, sufficient isolation can be secured between the input / output bonding wires in the second stage and the output stage. Therefore, even in the case of the present embodiment in which three stages of transistors are formed on the same chip in order to reduce the area of the semiconductor chip, the high frequency characteristics can be improved in spite of a decrease in the distance between these transistors.
本発明の実施例3の3段電力増幅器モジュールを図9の要部平面図により説明する。実施例2との違いは、2段目トランジスタ103と出力段トランジスタ114との間に、従来技術であるシールド技術を応用して、シールド用ボンディングワイヤ201とシールド配線204を設け、これらの両端を配線基板上の電極202およびバイアホール203を介して接地電位に接続した点にある。
A three-stage power amplifier module according to
本実施例では、初段と2段目の間に従来技術であるシールド技術を適用したが、これらのトランジスタ領域は元々面積が広く、高周波特性を改善できる。 In this embodiment, the shield technique which is a conventional technique is applied between the first stage and the second stage. However, these transistor regions originally have a wide area and can improve high frequency characteristics.
本発明の実施例4の2段電力増幅器モジュールを図10の要部平面図により説明する。
A two-stage power amplifier module according to
実施例1との違いは、初段トランジスタ102自体の方向を90゜回転した点にある。
The difference from the first embodiment is that the direction of the
本実施例は、初段と2段目との入出力ボンディングワイヤのボンディング部の位置をチップの辺の中央部に移動できるので、ボンディング部間隔をさらに広げることが可能となり(実施例1で0.6mmだったものが0.75mmになる)、入出力間のアイソレーションをさらに改善できる。 In this embodiment, since the positions of the bonding portions of the input / output bonding wires in the first stage and the second stage can be moved to the center portion of the chip side, it is possible to further widen the bonding portion interval (0. The isolation between input and output can be further improved.
以上、本発明を実施例を基に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、トランジスタの電極数,ボンディングワイヤの本数等はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and the number of electrodes of transistors, the number of bonding wires, and the like can be variously changed without departing from the gist thereof. is there.
また、トランジスタはMOSFETに限らず他の電界効果トランジスタ、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)等のトランジスタを用いても良い。 Further, the transistor is not limited to the MOSFET, and other field effect transistors, heterojunction bipolar transistors (HBT), or other transistors may be used.
1…半導体チップ,2…初段トランジスタ,2a…トランジスタの本体部分,2b…ボンディング用入力電極,2c…ボンディング用出力電極,2d…ソース電極,3…2段目トランジスタ,3a…トランジスタの本体部分,3b…ボンディング用入力電極,3c…ボンディング用出力電極,3d…ソース電極,4…接地電極,6…配線基板,7a〜7d…配線基板6のボンディング用電極 ,8a〜8d…リード電極,9a…出力ボンディングワイヤ,9b…入力ボンディングワイヤ,9c…出力ボンディングワイヤ,9d…入力ボンディングワイヤ,10a,10b…ボンディング用電極,12a,12b…ボンディング用電極,13a,13b…シールド用ボンディングワイヤ,101…シリコンチップ,102…初段トランジスタ,102a…ゲート電極(入力電極),102b…ドレイン電極(出力電極),103…2段目トランジスタ,103a…ゲート電極(入力電極),103b…ドレイン電極(出力電極),104…キャビティ,105…入力ボンディングワイヤ,106…出力ボンディングワイヤ,107…入力ボンディングワイヤ,108…出力ボンディングワイヤ,109…入力ボンディングワイヤ,110…出力ボンディングワイヤ,113…配線基板,114…出力段トランジスタ,114a…ゲート電極(入力電極),114b…ドレイン電極(出力電極),121…入力整合回路の端部,122…段間整合回路の端部,123…段間整合回路の端部,124…出力整合回路の端部,125…入力整合回路,126…段間整合回路,127…出力整合回路,Pin…高周波信号入力端子,Pout…高周波信号出力端子,Vgg…ゲート電圧印加端子,Vdd…ドレイン電圧印加端子,201…シールド用ボンディングワイヤ,202…電極,203…バイアホール,204…シールド配線。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基板の1つの面に配置される第1および第2の電極と、
入力端子および出力端子を有する第1ないし第3のトランジスタと、
前記第1の電極と前記第2のトランジスタの前記入力端子とを電気的に接続する第1の接続導体と、
前記第2の電極と前記第3のトランジスタの前記出力端子とを電気的に接続する第2の接続導体と
を具備して成り、
前記第1の接続導体が延在する方向と前記第2の接続導体が延在する方向との成す角は、前記基板の前記1つの面を平面図として見た場合に72〜180度の範囲内であり、
前記第2のトランジスタの前記入力端子と前記第3のトランジスタの前記出力端子とのボンディング部間の距離は0.3mm以上である
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 A substrate,
First and second electrodes disposed on one surface of the substrate;
First to third transistors having an input terminal and an output terminal;
A first connection conductor that electrically connects the first electrode and the input terminal of the second transistor;
A second connection conductor for electrically connecting the second electrode and the output terminal of the third transistor;
The angle formed between the direction in which the first connection conductor extends and the direction in which the second connection conductor extends is in a range of 72 to 180 degrees when the one surface of the substrate is viewed as a plan view. Within
A high-frequency power amplifier module, wherein a distance between bonding portions of the input terminal of the second transistor and the output terminal of the third transistor is 0.3 mm or more.
前記基板の前記1つの面に配置される第3および第4の電極と、
前記第3の電極と前記第1のトランジスタの前記入力端子とを電気的に接続する第3の接続導体と、
前記第4の電極と前記第2のトランジスタの前記出力端子とを電気的に接続する第4の接続導体と
を更に具備して成り、
前記第3の接続導体は、前記第3の接続導体と半導体チップの第2の辺に対向する第3の辺とが互いに交差するように、前記第1のトランジスタの前記入力端子から前記第3の電極まで延在し、
前記第4の接続導体は、前記第4の接続導体と前記半導体チップの第1の辺に対向する第4の辺とが互いに交差するように、前記第2のトランジスタの前記出力端子から前記第4の電極まで延在する
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In claim 1,
Third and fourth electrodes disposed on the one surface of the substrate;
A third connection conductor for electrically connecting the third electrode and the input terminal of the first transistor;
A fourth connection conductor for electrically connecting the fourth electrode and the output terminal of the second transistor;
The third connection conductor extends from the input terminal of the first transistor so that the third connection conductor and a third side opposite to the second side of the semiconductor chip intersect each other. Extending to the electrodes
The fourth connection conductor extends from the output terminal of the second transistor so that the fourth connection conductor and a fourth side opposite to the first side of the semiconductor chip intersect each other. A high-frequency power amplifier module, which extends to four electrodes.
前記半導体チップは、前記第2のトランジスタの前記入力端子と前記第1の電極とが対向し、前記第3のトランジスタの前記出力端子と前記第2の電極とが対向し、前記第1のトランジスタの前記入力端子と前記第3の電極とが対向し、前記第2のトランジスタの前記出力端子と前記第4の電極とが対向するように配置される
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In claim 2,
In the semiconductor chip, the input terminal of the second transistor faces the first electrode, the output terminal of the third transistor faces the second electrode, and the first transistor A high-frequency power amplifier module, wherein the input terminal of the second transistor and the third electrode are opposed to each other, and the output terminal of the second transistor and the fourth electrode are opposed to each other.
前記半導体チップは、前記基板の前記1つの面に設けられたキャビティ内に配置される
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In claim 3,
The high-frequency power amplifier module, wherein the semiconductor chip is disposed in a cavity provided on the one surface of the substrate.
前記第1のトランジスタの前記入力端子に入力された信号を電圧増幅し、前記第3のトランジスタの前記出力端子から、電圧増幅された前記信号を出力する
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In any of claims 1 to 4,
A high-frequency power amplifier module, wherein the signal input to the input terminal of the first transistor is voltage-amplified, and the voltage-amplified signal is output from the output terminal of the third transistor.
前記第1のトランジスタの前記出力端子と前記第2のトランジスタの前記入力端子とは第1の整合回路を介して互いに接続され、
前記第2のトランジスタの前記出力端子と前記第3のトランジスタの前記入力端子とは第2の整合回路を介して互いに接続されている
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In any of claims 1 to 4,
The output terminal of the first transistor and the input terminal of the second transistor are connected to each other via a first matching circuit;
The high-frequency power amplifier module, wherein the output terminal of the second transistor and the input terminal of the third transistor are connected to each other via a second matching circuit.
前記第1および第2の整合回路は、前記基板の前記1つの面上に形成されている
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In claim 6,
The high frequency power amplifier module according to claim 1, wherein the first and second matching circuits are formed on the one surface of the substrate.
前記第1ないし前記第3のトランジスタの各々は、ゲート、ソース、およびドレインを有する電界効果トランジスタを含んで成り、
前記第1のトランジスタの前記入力端子は、前記第1のトランジスタの前記電界効果トランジスタの前記ゲートであり、
前記第2のトランジスタの前記出力端子は、前記第2のトランジスタの前記電界効果トランジスタの前記ドレインであり、
前記第2のトランジスタの前記入力端子は、前記第2のトランジスタの前記電界効果トランジスタの前記ゲートであり、
前記第3のトランジスタの前記出力端子は、前記第3のトランジスタの前記電界効果トランジスタの前記ドレインである
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In any of claims 1 to 4,
Each of the first to third transistors comprises a field effect transistor having a gate, a source, and a drain;
The input terminal of the first transistor is the gate of the field effect transistor of the first transistor;
The output terminal of the second transistor is the drain of the field effect transistor of the second transistor;
The input terminal of the second transistor is the gate of the field effect transistor of the second transistor;
The high-frequency power amplifier module according to claim 3, wherein the output terminal of the third transistor is the drain of the field effect transistor of the third transistor.
前記第1ないし前記第3のトランジスタの各々は、バイポーラトランジスタを含んで成る
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In any of claims 1 to 4,
Each of the first to third transistors includes a bipolar transistor.
前記第2および前記第3のトランジスタの安定係数はそれぞれ1以上である
ことを特徴とする高周波電力増幅器モジュール。 In any of claims 1 to 4,
The high-frequency power amplifier module according to claim 1, wherein stability coefficients of the second and third transistors are each 1 or more.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015139207A (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | Amplification device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0219008A (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | Microwave transistor |
JPH02290308A (en) * | 1989-02-17 | 1990-11-30 | Toshiba Corp | Oscillator |
JPH04177903A (en) * | 1990-11-09 | 1992-06-25 | Nec Corp | Monolithic ic for microwave power amplification |
JPH07321130A (en) * | 1994-05-24 | 1995-12-08 | Japan Energy Corp | Semiconductor device |
JPH0927507A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-28 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPH09260412A (en) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Nec Corp | Semiconductor integrated circuit |
JPH09326610A (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | Microwave integrated circuit |
JPH104325A (en) * | 1996-06-17 | 1998-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High frequency amplifier, high frequency communication equipment, active semiconductor device, impedance matching device and lead frame |
-
2008
- 2008-05-26 JP JP2008136687A patent/JP2008228347A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0219008A (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | Microwave transistor |
JPH02290308A (en) * | 1989-02-17 | 1990-11-30 | Toshiba Corp | Oscillator |
JPH04177903A (en) * | 1990-11-09 | 1992-06-25 | Nec Corp | Monolithic ic for microwave power amplification |
JPH07321130A (en) * | 1994-05-24 | 1995-12-08 | Japan Energy Corp | Semiconductor device |
JPH0927507A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-28 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPH09260412A (en) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Nec Corp | Semiconductor integrated circuit |
JPH09326610A (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | Microwave integrated circuit |
JPH104325A (en) * | 1996-06-17 | 1998-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High frequency amplifier, high frequency communication equipment, active semiconductor device, impedance matching device and lead frame |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015139207A (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | Amplification device |
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