(57)【要約】  接続部（１１，１２）に結合された電極を有する素子（５）を備え、一つ以上の接続部（１１，１２）がインピーダンス送信ネットワークの一部を形成する装置（１）において、接続部（１１，１２）の最大部分が非平行面に配されることにより、接続部（１１，１２）の間の電磁結合が低減される。これにより、さらに、不要なフィードバック及び素子（５）の送信特性の悪化が低減され、さらに、各素子（５）の別個の電極が互いにより近接して配置されてサイズが小さくなる。接続部（１１，１２）の最大部分は、それぞれの他の平面の一部を形成せず、同一平面の一部を形成しない。これら平面は４５度と１３５度との間の角度をなす。一つの接続部（１１，１２）がループ等の形状を有し、さらに電磁結合を低減する。インピーダンス送信ネットワークの一部を形成する一つ以上の接続部（１１，１２）がインダクタンスを備え、一つ以上の接続部（１１，１２）が素子内部容量（１３，１４）に結合される。
2009512384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接続部に結合された第１の電極及び第２の接続部に結合された第２の電極を有する素子を備える装置であって、前記第１及び前記第２の接続部の少なくとも一方がインピーダンス送信ネットワークの一部を形成し、前記第１の接続部の最大部分が第１の平面の一部を形成し、前記第２の接続部の最大部分が第２の平面の一部を形成し、前記第１及び前記第２の平面は、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の電磁結合を低減させるための複数の非平行面である、装置。
【請求項２】
前記第１の接続部の前記最大部分は前記第２の平面の一部を形成せず、前記第２の接続部の前記最大部分は前記第１の平面の一部を形成しない、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の接続部の前記最大部分及び前記第２の接続部の前記最大部分は同一の平面の一部を形成しない、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１及び前記第２の平面は４５度と１３５度との間の角度をなす、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１及び前記第２の接続部の少なくとも一方は前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の前記電磁結合をさらに低減させるための形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１及び前記第２の接続部の少なくとも一方の形状がループの一部である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記インピーダンス送信ネットワークの一部を形成する前記第１及び前記第２の接続部の少なくとも一方はインダクタンスを備え、前記第１及び前記第２の接続部の前記少なくとも一方に結合された電極において前記素子が素子内部容量を備え、前記インピーダンス送信ネットワークは、この電極において素子内部抵抗を送信する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１及び前記第２の接続部の少なくとも一方は素子外部コンデンサにさらに結合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記素子は高周波増幅器であり、前記第１の電極は入力部であり、前記第２の電極は出力部である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記素子はトランジスタであり、前記第１の電極は制御電極であり、前記第２の電極は主電極である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の、第１の電極と、前記第１の電極に結合された第１の接続部と、第２の電極と、前記第２の電極に結合された第２の接続部とを備える素子。
【請求項１２】
第１の電極を介して第１の接続部に素子を結合する第１のステップと、第２の電極を介して第２の接続部に前記素子を結合する第２のステップとを備える方法であって、前記第１及び前記第２の接続部の少なくとも一方はインピーダンス送信ネットワークの一部を形成し、第１の平面内に前記第１の接続部の最大部分を配置する第３のステップと、第２の平面内に前記第２の接続部の最大部分を配置する第４のステップとをさらに備える前記方法であって、前記第１及び前記第２の平面は、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の電磁結合を低減させるための、複数の非平行面である方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の接続部に結合された第１の電極を有し、第２の接続部に結合された第２の電極を有する素子を備える装置に関し、また素子に関し、方法に関する。
【０００２】
そのような装置の例が、セルラ基地局、消費者製品、及び基板であり、これらはそれぞれ、例えば増幅器、トランジスタ、パッケージ、又はダイの形態である素子を備える。
【背景技術】
【０００３】
先行技術の装置が、米国特許第２００５／００８３１１８  Ａ１号より知られ、これは、増幅器素子を備える高周波増幅器装置を開示する。米国特許第２００５／００８３１１８  Ａ１号の段落０００６中に開示されるような増幅器素子は、出力容量を補償するためにその出力部に内部シャント・インダクタ（ｉｎｓｈｉｎ）を備えることを特徴とする。増幅器素子の入力部（第１の電極）が、ボンド・ワイヤ（第１の接続部）を介して整合用コンデンサに結合される。内部シャント・インダクタは、増幅器素子の出力部（第２の電極）に結合され、さらに他の整合用コンデンサに結合される他のボンド・ワイヤ（第２の接続部）によって、形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の装置は、とりわけ、第１の接続部と第２の接続部との間に電磁結合が存在し得るため、不利である。そのような電磁結合は、不要なフィードバックをもたらすことがあり、素子の送信特性を悪化させ得る。
【０００５】
本発明の１つの目的は、とりわけ、第１の接続部と第２の接続部との間の電磁結合が低減された装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、とりわけ、素子と、第１の接続部と第２の接続部との間の電磁結合が低減された方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による装置は、第１の接続部に結合された第１の電極及び第２の接続部に結合された第２の電極を有する素子を備える装置であって、前記第１及び前記第２の接続部の少なくとも一方がインピーダンス送信ネットワークの一部を形成し、前記第１の接続部の最大部分が第１の平面の一部を形成し、前記第２の接続部の最大部分が第２の平面の一部を形成し、前記第１及び前記第２の平面は、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の電磁結合を低減させるための複数の非平行面である。
【０００８】
前記第１及び第２の平面が非平行面であって、前記第１の平面内に前記第１の接続部の最大部分を配置することにより、並びに前記第２の平面内に前記第２の接続部の最大部分を配置することにより、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の電磁結合が低減される。前記第１の接続部を流れる第１の電流を磁場に変換するために、そして、この磁場を前記第２の接続部を流れる第２の電流に変換するために、２つの接続部間の電磁結合は無線結合である。
【０００９】
本発明による装置は、とりわけ、不要なフィードバック及び前記素子の送信特性の悪化が低減されるという点において、並びに別個の接続部に対して別個の非平行面を使用することにより、素子の別個の電極が互いにより近接して配置されることが可能となり、サイズが小さくなり、前記素子の別個の電極が、それらが前記素子の別々の側部に配置される可能性を排除することなく、前記素子の同一の側部に配置されることが可能となるという点において、さらに有利である。
【００１０】
前記接続部のそれぞれが、ダイ若しくは基板に結合されたボンド・ワイヤ又は他のワイヤであってよく、或いはダイ又は基板を介して組み込まれた導体であってよい。前記接続部の最大部分は、接続部の少なくとも５０％を、最大で１００％を備える。前記接続部の１００％未満を備える接続部の最大部分が、前記接続部の最大部分の一部を形成しない他の副部分を介して連結される２つ又はそれ以上の副部分を備えてよい。前記接続部の最大部分は、少なくとも平均的に、好ましくは全体的に、平面内に配置される。
【００１１】
本発明による装置の一実施形態が、前記第２の平面の一部を形成しない前記第１の接続部の最大部分と、前記第１の平面の一部を形成しない前記第２の接続部の最大部分とによって、定義される。従って、好ましくは、前記接続部の最大部分は、それぞれの他の平面の一部を形成せず、換言すれば、前記接続部の最大部分は互いの平面の一部を形成しない。
【００１２】
本発明による装置の一実施形態が、前記第１の接続部の最大部分と前記第２の接続部の最大部分とが同一の平面の一部を形成しないことにより、定義される。従って、好ましくは、前記接続部の最大部分は、同一の平面の一部を形成しない。
【００１３】
本発明による装置の一実施形態が、前記第１及び第２の平面が４５度と１３５度との間の角度をなすことにより、定義される。前記第１の平面と前記第２の平面との間の角度は、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の電磁結合を低減させるためのパラメータを形成する。好ましくは、前記第１の平面と前記第２の平面との間の角度は、例えば９０度など、８０度と１００度との間である。
【００１４】
本発明による装置の一実施形態が、前記第１及び第２の接続部の少なくとも一方が、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の電磁結合をさらに低減させるための形状を有することによって、定義される。また、前記第１及び第２の接続部の少なくとも一方の形状は、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の電磁結合を低減させるためのパラメータを形成する。
【００１５】
本発明による装置の一実施形態が、前記第１及び第２の接続部の少なくとも一方の形状がループの一部であることによって、定義される。前記接続部を流れる電流が、右手の法則に従って電磁場をもたらす。右手の法則により、この電磁場は、他の電流をもたらさない、又はループの平面に実質的に垂直である他の接続部を流れる低減された他の電流をもたらす。
【００１６】
本発明による装置の一実施形態が、インピーダンス送信ネットワークの一部を形成する前記第１及び第２の接続部の少なくとも一方がインダクタンスを備え、前記第１及び第２の接続部のこの少なくとも一方に結合された電極において前記素子が素子内部容量を備え、前記インピーダンス送信ネットワークがこの電極において素子内部抵抗を送信することによって、定義される。このように、例えば前記素子の出力抵抗が、例えば５倍から２０倍までなど、少なくとも２倍だけ増加されることが可能である。好ましくは、後の実施形態が共に組み合わされて、それによってループの形態の接続部の形状がこの接続部の全長を増加させ、そして、それによって接続部の増加された全長は、この接続部に対する可能なインダクタンス値の範囲の増大をもたらす。
【００１７】
本発明による装置の一実施形態が、前記第１及び第２の接続部の少なくとも一方がさらに素子外部コンデンサに結合されていることによって、定義される。そのような素子外部コンデンサは例えば整合用コンデンサである。好ましくは、各接続部はそれ自体の整合用コンデンサに結合される。本発明により、前記素子及び１つ又は両方の整合用コンデンサが共に小型の及び従って低コストのダイを介して組み込まれることが可能となり、１つの小型の及び従って低コストのパッケージを介して実装されることが可能となる。これは非常に意義のあることである。
【００１８】
本発明による装置の一実施形態が、前記素子が高周波増幅器であり、前記第１の電極が入力部であり、前記第２の電極が出力部であることによって、定義される。特に（高）周波環境において、本発明は有利である（＞１００ＭＨｚ）。
【００１９】
本発明による装置の一実施形態が、前記素子がトランジスタであり、前記第１の電極が制御電極であり、前記第２の電極が主電極であることによって、定義される。特に（小型）トランジスタ環境において、さらに特にパワートランジスタ環境（＞０．１ワット）において、本発明は有利である。
【００２０】
本発明による素子と本発明による方法との実施形態が、本発明による装置の実施形態に対応する。本発明による素子は、本発明による装置の他の部分とは別に、製造され及び／又は販売されてよい。
【００２１】
本発明は、とりわけ、接続部を流れる電流が、他の接続部を流れる他の電流をもたらす磁場をもたらすという識見にもとづき、この他の電流は、接続部間の距離によって決まり、及び接続部間の角度によって決まり、本発明は、とりわけ、接続部の最大部分が、接続部間の電磁結合を低減させるように非平行面の一部を形成すべきであるという基本的な考えにもとづく。
【００２２】
本発明は、とりわけ、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の電磁結合が低減された装置を提供するように問題を解決し、さらに、とりわけ、不要なフィードバック及び前記素子の送信特性の悪化が低減されるという点において、並びに別個の接続部に対して別個の非平行面を使用することによって、前記素子の別個の電極が互いにより近接して配置されることが可能となり、サイズが小さくなり、素子の別個の電極が素子の同一の側部に配置されることが可能となるという点において有利である。
【００２３】
本発明のこれらの及び他の態様が、本明細書において説明される実施形態から明らかになり、本明細書において説明される実施形態を参照して解明されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に図示される先行技術の素子５が、トランジスタ１０と、第１の接続部１１を介してトランジスタ１０の第１の電極（ゲート）に結合された第１の外部コンデンサ１３と、第２の接続部１２を介してトランジスタ１０の第２の電極（ドレイン又はソース）に結合された第２の外部コンデンサ１４とを備え、それらは全て、２つの垂直非導電性側部と２つの水平導電性上部とをさらに備える基板１７の、水平導電性底部上に配置される。第１のコンデンサ１３及び第２のコンデンサ１４は、基板１７にさらに結合された整合用コンデンサである。第１のコンデンサ１３で、ゲート・ワイヤとも呼ばれる第１の接続部１１が、他のゲート・ワイヤ１５にさらに結合される。トランジスタ１０のドレインは、ドレイン・ワイヤ１６にさらに結合される。第２の接続部は、内部シャント・インダクタ・ワイヤ又はインシン・ワイヤ（ｉｎｓｈｉｎ  ｗｉｒｅ）とも呼ばれる。トランジスタ１０、第１の外部コンデンサ１３、及び第２の外部コンデンサ１４は、単一の基本パッケージ１９中に実装される。この単一基本パッケージ１９は、３つのダイ（トランジスタ１０用のダイと、各外部コンデンサ１３及び１４用のダイ）を備え、比較的大型であり、これは、先行技術の素子５を比較的高価なものにする。
【００２５】
図２に図示される素子５は、この場合にはトランジスタ１０、第１の外部コンデンサ１３、及び第２の外部コンデンサ１４が１つのより小型のパッケージ１９中に共に実装されるという点を除いては、図１に図示されるものに対応する。これは、この場合に外部コンデンサ１３及び１４が共にトランジスタ１０の一方の側部に配置されるため、可能となっており、より大型のパッケージに比べ比較的低コストであり、比較的小型のダイを必要とするが、比較的小型のダイもまた比較的低コストである。
【００２６】
好ましくは、ＬＤＭＯＳＴなどのトランジスタ１０と、外部コンデンサ１３及び１４とは、さらに他の理由により単一部材のシリコン上に組み込まれる。プラスチックのものなどのより安価なパッケージにおいては、単一部材のシリコンのみが、これらのより安価なパッケージのためのダイはんだ付け工程の技術的限界により、はんだ付けされることが可能である。図１の実施形態は、シリコンの３つの別個の部材を有し、これらにより、実施形態が安価なプラスチック・パッケージ中に実装されることが不可能となる。図１の実施形態は、高価なセラミック・パッケージ中にのみ、実装されることが可能である。
【００２７】
残念なことに、図１に図示される素子５とは逆に、図２に図示される素子５は、比較的大きな電磁結合１８が第１の接続部１１と第２の接続部との間に存在するため、より大きな電磁結合の問題を呈する。
【００２８】
図３に図示される素子５は、図１に図示されるものに対応し、この場合には、外部コンデンサ１３及び１４が共にトランジスタ１０の一方の側部に配置されるのではない状態で、第２の外部コンデンサ１４がトランジスタ１０のより近傍に配置されるため、比較的小型のダイが使用される。これは、第１の接続部１１を少なくとも部分的に取り囲む、又は第１の接続部１１を取り囲まないループの一部を第２の接続部１２が形成することにより、可能となっている。同時に、第１の接続部１１及び第２の接続部１２の最大部分が、図４中により詳細に図示されるように、非平行面内に配置される。
【００２９】
図４は、本発明による、別個の平面内に配置された別個の接続部１１及び１２の原理を示す。第２の接続部により生成された磁場が、従来の状態と比較して９０度だけ回転される。そして、第１の接続部１１の形状が同一のままであるため、第１の接続部１１及び第２の接続部１２の磁場は、理想的な状態で直交となり、次いで第１の接続部１１と第２の接続部１２との間の電磁結合はゼロとなる。第１の接続部１１は、ループ・バックされた第２の接続部１２の中を必ずしも通る必要はなく、第１の接続部１１は、ループ・バックされた第２の接続部１２の脇に位置してもよい。さらに、第２の接続部１２とグラウンド平面との間の領域ではなく、第２の接続部１２の前進部分と戻り部分との間中の領域に第２の接続部がより長く延びているため、第２の接続部１２の効率的な自己インダクタンスが増大する。
【００３０】
図５は、本発明によるループの一部の形態である接続部の原理を示し、ループの第１の部分は高さｈ１を有し、ループの第２の部分は高さｈ２を有する。これらの高さが均一でない場合、同接続部を介して生成される磁場Ｂは、回転され、結果として接続部間の電磁結合が増大する。これは、例えばこれが必要とされる場合になされる。
【００３１】
図６に図示される本発明による装置１が、有線入力／出力部２（受信／送信インターフェース）に結合されたベース・バンド・ブロック３を備える。さらに、ベース・バンド・ブロック３は、ミキサ／変調器６を介して、高周波増幅器（＞１００ＭＨｚ）及び／又はパワートランジスタ（＞０．１ワット）及び／又はパッケージ（の一部）及び／又はダイ（の一部）などの本発明による素子５に結合される。さらに、ベース・バンド・ブロック３は、ミキサ／復調器９を介して、前置増幅器８に結合される。さらに、素子５は無線出力部４（送信アンテナ）に結合され、さらに前置増幅器８は無線入力部７（受信アンテナ）に結合される。そのような装置１の例が、セルラ基地局及び消費者製品であり、また基板（の一部）である。
【００３２】
図７中に図示される本発明による素子５が、ループの形態の接続部が他の接続部を必ずしも取り囲む必要はないことを明確に示す。
【００３３】
従って、本発明によれば、第１の接続部１１の最大部分が第１の平面内に配置され、第２の接続部１２の最大部分が第２の平面内に配置され、これら第１及び第２の平面は、第１の接続部１１と第２の接続部１２との間の電磁結合を低減させるように、非平行面である。接続部１１及び１２のそれぞれは、ボンド・ワイヤ又はダイ若しくは基板に結合された他のワイヤであってよく、或いはダイ又は基板を介して組み込まれた導体であってよい。接続部の最大部分は、接続部の少なくとも５０％を、最大で１００％を備える。
【００３４】
好ましくは、第１の接続部１１の最大部分は第２の平面の一部を形成せず、第２の接続部１２の最大部分は第１の平面の一部を形成しない。好ましくは、第１の接続部１１の最大部分と第２の接続部１２の最大部分とは同一の平面の一部を形成しない。第１の接続部１１と第２の接続部１２との間の電磁結合を最小化するように、第１及び第２の平面は４５度と１３５度との間の角度をなすべきであり、好ましくは、この電磁結合をさらに最小化するように、第１の平面と第２の平面との間の角度は例えば９０度など、８０度と１００度との間である。
【００３５】
第１の接続部１１及び第２の接続部１２の少なくとも一方は、第１の接続部１１と第２の接続部１２との間の電磁結合をさらに低減させるための形状を有してよい。第１の接続部１１及び第２の接続部１２の少なくとも一方の形状はループの一部であってよい。接続部を流れる電流が右手の法則に従って電磁場をもたらす。右手の法則により、この電磁場は他の電流をもたらさない、又は、例えばループの平面に実質的に垂直である他の接続部を流れる低減された他の電流をもたらす。ループの一部は１つ又はそれ以上の曲線を有する。
【００３６】
インピーダンス送信ネットワークの一部を形成する第１の接続部１１及び第２の接続部１２の少なくとも一方がインダクタンスを備え、第１の接続部１１及び第２の接続部１２の同少なくとも一方に結合された電極において、素子５が素子内部容量（寄生容量など）を備え、それによって、その電極において素子内部抵抗を送信するためにインピーダンス送信ネットワークが使用される。このように、例えば素子５の出力抵抗が、例えば５倍から２０倍までなど、少なくとも２倍だけ増加されることが可能である。好ましくは、ループの形態の接続部の形状は同接続部の全長を増大させ、接続部の増大された全長は同接続部に対する可能なインダクタンス値の範囲の増大をもたらす。素子５の各電極に対する、２つ（又は３つ）のインピーダンス送信ネットワークが除外されなくてもよい。インピーダンス送信ネットワークは、インピーダンスを上流に又は下流に送信してよい。そのようなインピーダンスは、１つ又はそれ以上の抵抗、１つ又はそれ以上のコンデンサ、及び／又は１つ又はそれ以上のインダクタを備えてよい。例えば、接続部がインピーダンス送信ネットワークの一部を形成するということは、予め規定された形状及び／又は長さ及び／又は位置及び／又は構造及び／又は複合物などをこの接続部が有することを意味する。
【００３７】
特に、本発明は、出力整合ネットワーク回路が能動トランジスタ（例えばＬＤＭＯＳＴトランジスタ）をも含むシリコン上に組み込まれなければならない、高出力の携帯電話基地局増幅器に対して有効である。従って、本発明は、基地局の電力増幅器に関する全ての将来的な統合プロジェクトに対して、及びダイ取付工程の技術的限界により単一部材のみがパッケージ中に設置されることが可能な、ある種の低コスト（プラスチック）パッケージ構想に対して、有効である。
【００３８】
概して、基地局に関する要件は、送信器に関する要件に比べより高い（より高いブレークダウン要件（３０Ｖ）、より広い帯域など）。
【００３９】
低出力の適用例についても、本発明は使用されることが可能であるが、これらの適用例における出力レベルはより低く、従ってインピーダンスはより高いため、これらの適用例のための出力整合ネットワークは、内部シャント・インダクタ・ワイヤ（インシンワイアｙ）を必要としないことがある。
【００４０】
上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく例示し、当業者は、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく多数の代替形態を設計することが可能であることに、留意すべきである。「備える」という動詞及びその活用形の使用は、特許請求の範囲中で叙述されたもの以外の素子又はステップの存在を排除しない。本発明は、いくつかの異なる素子を備えるハードウェアによって実装されてよい。いくつかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段のいくつかが、ハードウェアの同一のアイテムにより具体化されてよい。いくつかの方策が相互に異なる独立クレーム中に列挙されるという単なる事実は、これらの方策の組合せが有利に使用されることが不可能であるということを意味しない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】単一の基本パッケージを備える先行技術の素子の一実施形態の図である。
【図２】より大きな電磁結合の問題をもたらす１つのより小型のパッケージを備える素子の、一実施形態の図である。
【図３】１つのより小さなプラスチック・パッケージと、より小さな電磁結合の問題をもたらすループを備える接続部の１つと非平行な面内にある接続部とを備える、本発明による素子の一実施形態の図である。
【図４】本発明による別個の平面に配置された別個の接続部の原理を示す図である。
【図５】本発明によるループの一部の形態である接続部の原理を示す図である。
【図６】本発明による素子を備える、本発明による装置の概略図である。
【図７】本発明による素子の他の実施形態を示す図である。
【図１】
2009512384.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009512384.tif 000009
【国際調査報告】
2009512384.tif 000010
2009512384.tif 000011
2009512384.tif 000012