(57)【要約】【課題】放熱と接地の良さを維持しながら、高出力化が可能な電力増幅器を提供する。【解決手段】バイポーラトランジスタ素子のエミッタ電極４にバンプ８が備えられて近距離接地されており、これらを複数個組み合わせて１つの構成単位としてのユニットセル７を形成することにより放熱と接地の良さを維持しながら、高出力化が可能な電力増幅器が実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバイポーラトランジスタ素子のまとめられたエミッタ電極に一つのバンプが備えられて、前記バイポーラトランジスタ素子が互いに近距離接地されており、この前記複数のバイポーラトランジスタ素子と前記バンプとの一体形成されたものが、新たな構成単位となっていることを特徴とする電力増幅器。
【請求項２】
前記複数のバイポーラトランジスタ素子と前記バンプとからなる構成単位が共通コレクタ電極列から枝状に分岐されて配置されていることを特徴とする請求項１記載の電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイポーラトランジスタを用いた電力増幅器に関するものであり、特に、携帯電話等の高周波応用で用いられるヘテロ接合バイポーラトランジスタ（以下ＨＢＴという）を用いた電力増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、図面を参照しながら従来のＨＢＴ電力増幅器の構造について説明する。
【０００３】
図２は従来のＨＢＴ電力増幅器の一例を示す平面図であり、ＨＢＴ素子１が１つの単位となって、この単位の繰り返しによって構成される。
【０００４】
図２の構成の場合、ＨＢＴ素子１が１６セル２列並んだ３２セルの例を示しているが、６４セルならばこれを２つ、９６セルならば３つ並べることによって構成されることになる。
【０００５】
図中、２はベース電極、３はコレクタ電極、４はエミッタ電極であり、これら電極から構成されるＨＢＴ素子１が列状に並び、エミッタ電極４はビアホール５を介して接地されている。ベース電極２は、直流バイアス供給と高周波入力があり、多くの場合、バイアス供給には抵抗を介し、高周波入力には整合を兼ねた容量を介する構造となっているが、説明を簡略化するためにこれらの抵抗と容量を省き、単にベース電極２として示している。コレクタ電極３については、出力を集める列があり、その列はビアホール５の両側に配置されると共に、コレクタ引き出し電極６に合成されて出力される。実際のビアホール４は７０μｍ径、ビアホールの中心間隔１００μｍで配置されている。
【０００６】
このＨＢＴ電力増幅器における放熱はビアホール５からなされ、かつエミッタ接地はビアホール５の列に接続される配線によってなされるので、この配線が短い程、即ち、コレクタ幅Ｗ１が狭いほどビアホール５とエミッタ電極４が接近するので放熱性能は向上して接地も良くなるが、このようにするとコレクタ電極３を外部に引き出すためのコレクタ引出し電極６とコレクタ電極３との接続線が細くなって高抵抗化し、増幅器としての出力を減衰させてしまうことになる。
【０００７】
前記の課題に対応する従来構造の一例として例えば特許文献１に記載された高周波増幅器の構造を挙げることができる。
【特許文献１】特開２０００−１０６３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来のＨＢＴ電力増幅器の構造では、後述のように互いに相反する２つの問題が起こる。即ち、このＨＢＴ電力増幅器において、各ＨＢＴ素子で発生する熱の放熱はビアホール５からなされ、かつエミッタ接地はビアホール５の列に接続される配線によってなされるので、エミッタ接地までの距離が短い程放熱性能は向上し、接地も良くなることになる。この距離を短くすることは図２に示すコレクタ幅Ｗ１をできるだけ小さくすることで実現できるのであるが、一方、コレクタ出力を高出力化するためにＨＢＴのコレクタ出力抵抗を低抵抗化することも必要であり、コレクタ電極３のコレクタ幅Ｗ１はできるだけ広く低抵抗であることが要求されるという互いに相反する２つの課題が発生する。
【０００９】
なお、ビアホール５はできるだけ多くかつ配置ピッチも狭いことが望ましいが、製造方法上制限があった。
【００１０】
本願発明は、前記従来の問題点を解決するものであり、放熱と接地の良さを維持しながら、高出力化が可能な電力増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明に係わる電力増幅器は、バイポーラトランジスタ素子のエミッタ電極にバンプが備えられて近距離接地されており、これらを複数個組み合わせて１つの構成単位としてのユニットセルを形成したものである。
【００１２】
また、前記バイポーラトランジスタ素子のコレクタ電極は共通コレクタ電極から枝状に分岐されて形成され、列をなして配置されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電力増幅器によれば、各ユニットセルに設けられたバンプがエミッタ接地と放熱の機能を有すると共に、バンプはビアホールに比べて配置ピッチが狭くできるために、全てのユニットセルに対してそのエミッタ電極の直近に設置することが可能となり、この設置数の多さと距離の近さでビアホールよりも放熱効果は高くなる。また、ビアホールは半導体基板をエッチングして構成するので、ビアホールのある場所には他にパターンを形成することができないが、バンプを用いる場合はエミッタ電極の上に形成するので、エミッタ電極下の半導体表面側はパターン形成が可能となり、この部分に広面積のコレクタ電極を配置すればコレクタ電極は従来に比べて劇的に太くすることができ、放熱と接地の良さを維持しながら、高出力が得られる電力増幅器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態における電力増幅器の一例を示す平面図であり、周波数が４００ＭＨｚ以上で出力が２０ｄＢｍ以上であるＨＢＴを用いた電力増幅器の例を示している。なお、図２において説明した構成部材に対応し、実質的に同等の機能を有するものには同一符号を付してこれを示す。また、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１６】
図１に示すように、ＨＢＴ素子１を４個をまとめたユニットセル７を構成し、その１つのユニットセル７に対して１つのバンプ８を設ける。このバンプ８はフリップチップ実装されて接地され、接地と放熱の効果を有する。従来と異なり、接地面までの距離も最短であるから接地特性と放熱特性は改善される。コレクタ電極は共通コレクタ電極９から枝状に分岐されて形成され、列をなして配置される。
【００１７】
この共通コレクタ電極９はエミッタ電極４の下の空間を利用して配置できるので、コレクタ幅Ｗ２は広くなり、従来のコレクタ幅Ｗ１と比べて数倍以上にすることができた。このコレクタ幅Ｗ２の増加により、コレクタ抵抗を低減できるので高出力化を図ることができ、併せて出力ロスも減り、効率も向上する。
【００１８】
なお、ＨＢＴのユニットセルのまとめ方は各ＨＢＴ素子のベース端子をいくつまとめるかにより決定され、まとめる個数については、３個から５個までが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、優れた電極の接地特性と放熱特性および、高出力、高効率が要求される電力増幅器に適用され、携帯電話あるいはモバイル機器等に用いられる電力増幅器、特に、高周波応用で用いられるヘテロ接合バイポーラトランジスタを用いた電力増幅器用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における電力増幅器の一例を示す平面図
【図２】従来の電力増幅器の一例を示す平面図
【符号の説明】
【００２１】
１  ＨＢＴ素子
２  ベース電極
４  エミッタ電極
６  コレクタ引き出し電極
７  ＨＢＴユニットセル
８  バンプ
９  共通コレクタ電極
Ｗ１  コレクタ幅
Ｗ２  コレクタ幅
【図１】
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【図２】
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