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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380037566.5(22)申请日 2013.06.1361/659,834 2012.06.14 US61/659,701 2012.06.14 USH03F 1/30(2006.01)H03F 3/19(2006.01)(71)申请人天工方案公司地址美国马萨诸塞州(72)发明人 D.S.里普利 P.J.莱托拉P.J.赞帕迪 H.邵 T.M.科M.T.奥扎拉斯(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105代理人于小宁(54) 发明名称工艺补偿的HBT功率放大器偏置电路和方法(57) 摘要本公开涉及用于偏置功率放大器的系统。。
2、所述系统可以包括第一裸芯,所述第一裸芯包括功率放大器电路以及具有取决于第一裸芯的一个或多个状态的电气性质的无源组件。此外所述系统可以包括第二裸芯,所述第二裸芯包含偏置信号产生电路,所述偏置信号产生电路被配置为至少部分基于第一裸芯的无源组件的电气性质的测量结果产生偏置信号。(30)优先权数据(85)PCT国际申请进入国家阶段日2015.01.14(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/045720 2013.06.13(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/188694 EN 2013.12.19(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权。
3、利要求书2页 说明书14页 附图21页(10)申请公布号 CN 104508975 A(43)申请公布日 2015.04.08CN 104508975 A1/2 页21.一种用于偏置功率放大器的系统,所述系统包括 :第一裸芯,包含功率放大器电路以及具有取决于第一裸芯的一个或多个状态的电气性质的无源组件 ;以及第二裸芯,包含偏置信号产生电路,所述偏置信号产生电路被配置为至少部分基于第一裸芯的无源组件的电气性质的测量结果产生偏置信号。2.如权利要求 1 所述的系统,其中,所述第一裸芯包含异质结双极型晶体管 (HBT) 裸芯,并且所述第二裸芯包含硅裸芯。3.如权利要求2所述的系统,其中,所述无源组件。
4、包含由HBT裸芯的一部分形成的电阻器,并且所述电气性质包含电气电阻。4.如权利要求 3 所述的系统,其中,所述电阻器由 HBT 裸芯的基极材料形成。5.如权利要求 4 所述的系统,其中,所述一个或多个状态包含 HBT 裸芯的温度。6.如权利要求 5 所述的系统,其中,所述电阻器具有与第一裸芯的温度近似成比例的电阻值。7.如权利要求 4 所述的系统,其中,所述一个或多个状态包含 HBT 裸芯的工艺变化。8.如权利要求 4 所述的系统,其中,所述一个或多个状态包含与 HBT 裸芯相关联的 参数。9.如权利要求 3 所述的系统,其中,所述偏置信号产生电路包含被配置为将参考电流提供到所述电阻器的 V-。
5、I 电路,所述参考电流具有取决于所述电阻器的电阻的值。10.如权利要求9所述的系统,其中,所述V-I电路基于PTAT参考电压提供所述参考电流,所述 PTAT 参考电压基本上独立于所述第一裸芯的一个或多个状态。11.如权利要求 9 所述的系统,其中,所述 V-I 电路还被配置为基于所述电阻器所吸收的参考电流产生所述偏置信号。12.一种功率放大器模块,包括 :封装基板,被配置为容纳多个组件 ;第一裸芯,被安装在所述封装基板上,所述第一裸芯包含功率放大器电路以及具有取决于第一裸芯的一个或多个状态的电气性质的无源组件 ;以及第二裸芯,被安装在所述封装基板上并且与所述第一裸芯互连,所述第二裸芯包含偏置信。
6、号产生电路,所述偏置信号产生电路被配置为至少部分基于第一裸芯的无源组件的电气性质的测量结果产生偏置信号。13.如权利要求 12 所述的功率放大器模块,其中,所述第一裸芯包含安装在所述封装基板上的 III-V 半导体裸芯,所述第一裸芯包含在子集电极层之上具有所选择的层的 HBT,所述第一裸芯还包含半导体电阻器,所述半导体电阻器具有相对于所选择的层横向布置并且与所选择的层电隔离的电阻层,所述电阻层和所选择的层由基本上相同的材料形成。14.如权利要求 13 所述的功率放大器模块,其中,所述无源组件包含所述半导体电阻器。15.如权利要求 13 所述的功率放大器模块,其中,所选择的层包含基极层。16.如。
7、权利要求 13 所述的功率放大器模块,其中,所选择的层包含子集电极层。17.如权利要求 13 所述的功率放大器模块,其中,所述半导体电阻器还包含布置在所述电阻层上以产生所述半导体电阻器的电阻值的电接触垫。权 利 要 求 书CN 104508975 A2/2 页318.如权利要求 13 所述的功率放大器模块,其中,所述半导体电阻器连接到位于所述第一裸芯外部的电路。19.如权利要求 13 所述的功率放大器模块,其中,所述半导体电阻器被配置为对与所述 HBT 的所选择的层相关联的一个或多个状态的改变敏感。20.一种无线装置,包括 :收发器,被配置为处理 RF 信号 ;天线,与所述收发器通信,所述天线。
8、被配置为促成放大的 RF 信号的发送 ;功率放大器,被布置在第一裸芯上并且连接到所述收发器,并且所述功率放大器被配置为产生所述放大的 RF 信号,所述第一裸芯包含具有取决于第一裸芯的一个或多个状态的电气性质的无源组件 ;以及偏置电路,被布置在第二裸芯上并且互连到所述功率放大器,所述偏置电路被配置为至少部分基于第一裸芯的无源组件的电气性质的测量结果产生用于所述功率放大器的偏置信号。权 利 要 求 书CN 104508975 A1/14 页4工艺补偿的 HBT 功率放大器偏置电路和方法0001 相关申请0002 本公开要求于 2012 年 6 月 14 日提交的名称为“PROCESS-COMPEN。
9、SATED HBT POWER AMPLIFIER BIAS CIRCUITS AND METHODS( 工艺补偿的 HBT 功率放大器偏置电路和方法 )”的美国 61/659,701 号临时申请以及于 2012 年 6 月 14 日提交的名称为“RF POWER AMPLIFIERS HAVING SEMICONDUCTOR RESISTORS(具有半导体电阻器的RF功率放大器)”的美国 61/659,834 号临时申请的优先权,其公开内容通过引用而被明确地整体结合于此。技术领域0003 本公开一般地涉及功率放大器。更具体地,本公开涉及异质结双极型晶体管(HBT)功率放大器偏置电路。背景技术。
10、0004 功率放大器通常是可以放大输入信号以产生显著地大于所述输入信号的输出信号的有源元件。存在许多类型的功率放大器以及存在许多制造功率放大器的方式。例如,一些功率放大器可以利用异质结双极型晶体管 (HBT) 制造。0005 许多 HBT 功率放大器利用二极管堆栈偏置配置。在一些这样的配置中,二极管堆栈偏置配置表现出对器件 (beta) 的敏感性,这可能导致放大器的显著的静态电流变化。此外,静态电流的变化可能影响性能参数并且可能使产品良率劣化。发明内容0006 根据一些实施例,本公开涉及用于偏置功率放大器的系统。所述系统可以包括第一裸芯,所述第一裸芯包括功率放大器电路以及具有取决于第一裸芯的一。
11、个或多个状态的电气性质的无源组件。此外,所述系统可以包括第二裸芯,所述第二裸芯包含偏置信号产生电路,所述偏置信号产生电路被配置为至少部分基于第一裸芯的无源组件的电气性质的测量结果 (measurement) 产生偏置信号。0007 在一些情况中,所述第一裸芯包括异质结双极型晶体管 (HBT) 裸芯,并且所述第二裸芯包括硅裸芯。此外,所述无源组件可以包括由 HBT 裸芯的一部分形成的电阻器。此外,所述无源组件的电气性质可以包括电气电阻。0008 对于一些实施例,所述电阻器由 HBT 裸芯的基极材料形成。此外,所述第一裸芯的一个或多个状态可以包括所述 HBT 裸芯的温度。此外,所述电阻器可以具有与。
12、第一裸芯的温度近似成比例的电阻值。在一些实施例中,所述一个或多个状态可以包括 HBT 裸芯的工艺变化。可替换地或额外地,所述一个或多个状态可以包括与 HBT 裸芯相关联的 参数。0009 此外,在一些情况中,所述偏置信号产生电路包括被配置为将参考电流提供到所述电阻器的 V-I 电路。所述参考电流可以具有取决于所述电阻器的电阻的值。此外,在一些情况中,所述 V-I 电路基于 PTAT 参考电压提供所述参考电流,所述 PTAT 参考电压基本上独立于所述第一裸芯的一个或多个状态。此外,在一些情况中,所述 V-I 电路还被配置为基说 明 书CN 104508975 A2/14 页5于所述电阻器所吸收的。
13、参考电流产生所述偏置信号。0010 这里所述的某些实施例涉及功率放大器模块。所述功率放大器模块可以包括被配置为容纳多个组件的封装基板,此外,所述功率放大器模块可以包括安装在所述封装基板上的第一裸芯。所述第一裸芯可以包括功率放大器电路以及具有取决于第一裸芯的一个或多个状态的电气性质的无源组件。此外,所述功率放大器可以包括安装在所述封装基板上并且与所述第一裸芯互连的第二裸芯。所述第二裸芯可以包括偏置信号产生电路,所述偏置信号产生电路被配置为至少部分基于第一裸芯的无源组件的电气性质的测量结果产生偏置信号。0011 在一些实例中,所述第一裸芯包括安装在所述封装基板上的 III-V 半导体裸芯。此外,所。
14、述第一裸芯可以包括具有在子集电极层之上的所选择的层的HBT。所述第一裸芯还可以包括半导体电阻器,该半导体电阻器具有相对于所选择的层横向布置并且与所选择的层电隔离的电阻层的半导体电阻器。所述电阻层和所选择的层可以由基本上相同的材料形成。此外,所述无源组件可以包括所述半导体电阻器。0012 在一些实施例中,所选择的层包括基极层。此外,在一些情况中,所选择的层包括子集电极层。所述半导体电阻器还可以包括布置在所述电阻层上以产生所述半导体电阻器的电阻值的电接触垫。在一些实例中,所述半导体电阻器连接到位于所述第一裸芯外部的电路。此外,所述半导体电阻器可以被配置为对与所述 HBT 的所选择的层相关联的一个或。
15、多个状态的改变敏感。0013 这里所述的额外的实施例涉及无线装置。所述无线装置可以包括被配置为处理RF信号的收发器。此外,所述无线装置可以包括与所述收发器通信的天线,所述天线被配置为促成放大的 RF 信号的发送。此外,所述无线装置可以包括被布置在第一裸芯上并且连接到所述收发器的功率放大器,并且所述功率放大器被配置为产生所述放大的 RF 信号。所述第一裸芯可以包括具有取决于第一裸芯的一个或多个状态的电气性质的无源组件。此外,所述无线装置可以包括被布置在第二裸芯上并且互连到所述功率放大器的偏置电路。所述偏置电路可以被配置为至少部分基于第一裸芯的无源组件的电气性质的测量结果产生用于所述功率放大器的偏。
16、置信号。0014 这里所述的一些实施例涉及半导体裸芯。所述半导体裸芯可以包括被配置为容纳多个组件的基板。此外,所述半导体裸芯可以包括被布置在基板上的异质结双极型晶体管(HBT)。所述 HBT 可以包括由基极材料形成的基极。此外,所述半导体裸芯可以包括被布置在所述基板上并由所述基极材料形成的电阻器。在一些实施例中,所述基极材料的电阻率取决于 HBT 的至少一个状态。此外,所述半导体裸芯可以包括形成在电阻器上的电触点,使得电触点之间的电阻基本上跟随 HBT 的所述至少一个状态。0015 根据一些实施例,本公开涉及 III-V 半导体裸芯。所述 III-V 半导体裸芯可以包括基板以及形成在所述基板上。
17、的HBT。此外,所述HBT可以包括在子集电极层之上的所选择的层。此外,III-V 半导体裸芯可以包括被布置在所述基板上方的半导体电阻器。所述半导体电阻器可以包括相对于所选择的层横向布置并且与所选择的层电隔离的电阻层。所述电阻层和所选择的层可以由基本上相同的材料形成。0016 在一些情况中,所述基板包括 GaAs。此外,所选择的层可以包括发射极层。此外,所选择的层可以包括基极层。在一些情况中,所选择的层可以包括离子注入的基极层。说 明 书CN 104508975 A3/14 页60017 在某些实施例中,所述半导体电阻器连接到所述 HBT。此外,所述半导体电阻器可以被配置成提供用于 HBT 的镇。
18、流电阻。在一些情况中,所述半导体电阻器连接到位于所述裸芯外部的电路。此外,所述半导体电阻器可以被配置为对与所述 HBT 的所选择的层相关联的一个或多个状态的改变敏感。0018 对于一些情况,所述半导体电阻器还包括布置在所述电阻层上以产生所述半导体电阻器的电阻值的电接触垫。在一些实例中,所选择的层和所述电阻层在相同的处理步骤期间形成。此外,在一些情况中,在所选择的层和所述电阻层之下的层结构基本上相同。此外,在一些实施例中,所述裸芯基本上没有薄膜电阻器。0019 这里所述的一些实施例涉及 III-V 半导体裸芯,所述 III-V 半导体裸芯可以包括基板以及形成在所述基板上的堆栈结构。所述堆栈结构可。
19、以包括所选择的层。此外,所述III-V 半导体裸芯可以包括被布置在所述基板上方的半导体电阻器。所述半导体电阻器可以包括相对于所述堆栈结构横向布置并且与所述堆栈结构电隔离的电阻层。此外,所述电阻层和所选择的层可以由基本上相同的材料形成。0020 在一些实施例中,所述 III-V 半导体裸芯还包括被布置在所述电阻层上并被配置用于所述半导体电阻器的外部连接的电接触垫。此外,所述堆栈结构可以包括HBT。在一些情况中,所选择的层包括基极层。此外,在一些情况中,所选择的层包括子集电极层。0021 这里所述的某些实施例涉及功率放大器模块。所述功率放大器模块可以包括被配置为容纳多个组件的封装基板。此外,所述功。
20、率放大器模块可以包括安装在所述封装基板上的 III-V 半导体裸芯。在一些情况中,所述裸芯包括具有在子集电极层之上的所选择的层的HBT。所述裸芯还可以包括半导体电阻器,所述半导体电阻器具有相对于所选择的层横向布置并且与所选择的层电隔离的电阻层。此外,所述电阻层和所选择的层可以由基本上相同的材料形成。0022 这里所述的一些实施例涉及无线装置。所述无线装置可以包括被配置为处理 RF信号的收发器。此外,所述无线装置可以包括与所述收发器通信的天线,所述天线被配置为促成放大的 RF 信号的发送。此外,所述无线装置可以包括被布置在 III-V 半导体裸芯上并且连接到所述收发器的功率放大器,并且所述功率放。
21、大器被配置为产生所述放大的 RF 信号。所述裸芯还可以包括具有在子集电极层之上的所选择的层的HBT。此外,所述裸芯可以包括半导体电阻器,所述半导体电阻器具有相对于所选择的层横向布置并且与所选择的层电隔离的电阻层。此外,所述电阻层和所选择的层可以由基本上相同的材料形成。附图说明0023 贯穿附图,参考标号被重复使用以表示所指代的元件之间的对应性。附图被提供以说明这里所述的发明主题的实施例而并非限制其范围。0024 图 1 示出了包括形成在半导体裸芯上的集成电路 (IC) 的射频 (RF) 配置的实施例。0025 图 2 示出了 RF 配置的实施例,其中图 1 的 IC 和与裸芯相关的组件形成在第。
22、一半导体裸芯上,并且图 1 的偏置电路形成在第二半导体裸芯上。0026 图 3 示出了图 2 所示的 RF 配置的另一实施例。0027 图 4 示出了具有标准 “ 二极管堆栈 “ 偏置配置的线性 HBT PA 裸芯的实施例。说 明 书CN 104508975 A4/14 页70028 图 5 示出了 HBT PA 裸芯包括电阻器的 RF 配置的另一实施例,所述电阻器的电阻Rb 是与工艺相关的。0029 图6显示了形成在不同的晶片(W2到W10)上的HBT裸芯的1/Rb值的示例曲线图。0030 图 7 显示了形成在示例晶片 W2-W10 上的相同的 HBT 裸芯的 值的示例曲线图。0031 图8。
23、显示了对于HBT PA的不同的功率输出设置(以dBM为单位),参考电阻(Rref)相对于操作温度的示例曲线图。0032 图 9 示出了可以产生补偿的控制信号的 V-I 电路的实施例。0033 图 10 显示了对于不同的 Vbatt 设置 (2.9V、3.4V、3.9V、4.4V),来自 V-I 电路的测量的输出电压相对于温度的示例图。0034 图 11A 和 11B 显示了不补偿的 PA 示例的第一和第二级的静态电流相对于温度的示例曲线图。0035 图 12A 和 12B 显示了补偿的 PA 示例的第一和第二级的静态电流相对于温度的示例曲线图。0036 图 13 示出了在三个示例温度 (-20。
24、、25、85 ) 处,计算的增益 (dB) 相对于功率输出 (dBm) 的示例图。0037 图 14 示出了对于参考图 12 所述的变化的参数的不同组合,增益相对于功率输出的示例图。0038 图 15 示出了具有集成电路 (IC) 的半导体裸芯的实施例。0039 图 16 示出了具有形成在半导体基板 ( 例如,半绝缘 GaAs) 上的层的堆栈的 HBT 的实施例。0040 图 17A-17G 示出了可以利用与图 16 的示例 HBT 相关联的各种层形成的半导体电阻器的实施例。图 17A1-17G-1 分别是图 17A-17G 的半导体电阻器的电气示意图。0041 图18A和18B示出了可以具有。
25、与堆栈的所选择的层的厚度基本上相同的厚度“t”、以及横向尺寸 (lateral dimension)“d1”和“d2”的半导体电阻器的实施例。0042 图 18C 示出了参考图 18A 和 18B 所述的半导体电阻器的实施例可以被表示为具有电阻“R”的电阻器。0043 图 19 示出了形成在裸芯上并且具有这里所述的一个或多个特征的半导体电阻器的实施例,该半导体电阻器可以与在相同裸芯上的诸如晶体管 ( 例如,HBT) 的堆栈器件耦接。0044 图 20A20C 示出了图 19 的半导体电阻器和堆栈器件组合的配置的实施例。0045 图 21 示出了当半导体电阻器形成在裸芯上时的实施例。0046 图。
26、 22A 和 22B 示出了可以包括具有这里所述的一个或多个特征的偏置裸芯和 PA的封装的模块的实施例。0047 图 23 示出了具有这里所述的一个或多个有利特征的无线装置的实施例。具体实施方式0048 这里所提供的标题 ( 如果有 ) 仅是为了方便,而不一定影响所要求保护的发明的范围或含义。0049 图1示出了射频(RF)配置100,其包括形成在半导体裸芯102上的集成电路说 明 书CN 104508975 A5/14 页8(IC)104。可以通过位于裸芯 102 外部的偏置电路 110 促成 IC 104 的至少一部分的操作。在如这里所述的一些实现方式中,裸芯 102 可以包括与裸芯相关的。
27、组件 106,所述与裸芯相关的组件 106 具有取决于与裸芯 102 相关联的一个或多个状态的一个或多个操作参数。将更加详细地在这里描述这样的与裸芯相关的组件的非限制性示例。0050 如图 1 进一步所示,与裸芯相关的组件 106 可以耦接到偏置电路 110 使得偏置电路 110 可以至少部分根据与裸芯相关的组件 106 的状态而操作。因为与裸芯相关的组件106 的这样的状态代表裸芯 102 的状态,以前述方式操作偏置电路可以允许 IC 104 以改善的方式操作。将更加详细地在这里描述这样的与裸芯相关的操作的各种示例。0051 图 2 示出了在一些实现方式中,图 1 的 IC 102 和与裸芯。
28、相关的组件 106 可以形成在第一半导体裸芯102上,并且偏置电路110(图1的)可以形成在第二半导体裸芯120上。将更加详细地在这里描述第一和第二裸芯 102、120 的种类的示例。0052 图 3 示出了图 2 的两个分开的裸芯 102、120 的示例。第一裸芯 102 可以是基于异质结双极型晶体管(HBT)工艺技术的裸芯130。如图3进一步所示,形成在这样的裸芯上的IC 可以包括功率放大器 (PA) 电路 104。如图 3 进一步所示,与工艺相关的组件可以包括组件 106。0053 图 3 进一步示出第二裸芯 120 可以是基于硅工艺技术的裸芯 140。偏置电路 110被示出为形成在这样。
29、的裸芯上。尽管在这里在 HBT 和硅裸芯的上下文中描述各种示例,但是应理解的是,本公开的一个或多个特征也可以应用到裸芯类型的其它组合中。还应理解的是,尽管在PA操作以及这样的PA的偏置的上下文中描述,本公开的一个或多个特征也可以应用于其它类型的 IC 和这样的 IC 的控制。0054 在基于HBT的PA裸芯以及在分开的硅裸芯上的偏置电路的上下文中,用在许多线性HBT功率放大器设计中的标准的“二极管堆栈”偏置配置通常表现出对器件的敏感性,导致放大器的显著的静态电流的变化。静态电流的变化可能影响诸如增益、线性和耗用电流的性能参数。产品良率也可能因为这些参数的变化而劣化。0055 处理这样的 敏感性。
30、的能力的缺乏或下降可以导致需要参考电路的增大的偏置的操作配置,这通常增加产品的耗用电流。在一些情况中,更复杂的电路设计可以被应用于二极管堆栈偏置手段 (approach),这通常增加电路面积和耗用电流。除了二极管堆栈拓扑以外,可以使用替换偏置手段 ;然而,这些手段常常损害带宽、劣化噪声和 / 或需要外部无源组件。0056 图 4 示出了具有前述标准的“二极管堆栈”偏置配置的示例线性 HBT PA 裸芯 10。为了说明的目的,示例 PA 裸芯 10 被示出为包括两级 12a、12b。应理解的是,级的数目可以多于或少于 2。第一级 12a 被示出为通过输入匹配电路 16 从 RFIN 节点 14 。
31、接收将被放大的RF 信号。第一级 12a 的输出被示出为通过级间电路 18 被传送到第二级 12b,所述级间电路18 提供匹配和谐波终止。第二级 12b 的输出被示出为通过输出匹配和谐波终止电路 20 被传送到 RFOUT 节点 22。0057 在图 4 所示出的示例中,每个 PA 级被示出为通过输入 24 从 CMOS 偏置电路 ( 未示出 ) 接收 DC 偏置电流。偏置电流被示出为被提供给具有二极管堆栈的 2xVbe 二极管镜以产生偏置信号。这样设计拓扑表明对工艺 的敏感性,所述对工艺 的敏感性可以导致静态电流的增大的部件到部件变化,从而影响增益、效率和线性。说 明 书CN 1045089。
32、75 A6/14 页90058 在一些实现方式中,本公开涉及一种PA配置,该PA配置利用在放大器裸芯上的无源器件,以有效地感测与裸芯相关的参数 ( 诸如 ) 并补偿相关联的效应 ( 诸如静态电流的变化 ),从而提高性能和 / 或减少产品的部件到部件变化。在一些实施例中,这样的 PA配置可以包括硅偏置裸芯和 HBT 放大器裸芯。传统上,硅裸芯会产生用于 PA 裸芯的参考电流,所述参考电流相对于 PA 裸芯的温度基本上恒定并且实质上仅因为分立电阻器的容差变化。0059 在本公开的一些实现方式中,这样的分立参考电阻器可以被在 HBT 裸芯上的集成的电阻器替代。在一些实施例中,该集成的电阻器可以用 H。
33、BT 器件基极材料形成,并且可以展现出跟随工艺 的薄层电阻 (sheet resistance) 特性。基于这样的电阻,参考电流可以被配置为跟随 并消除或减小对 的“二极管堆栈”敏感性。0060 在一些实施例中,前述基极电阻器 (Rb) 类型可以被配置为产生高温系数,所述高温系数可以通过在硅控制裸芯中的偏置产生电路补偿,使得在参考电阻器上施加的电压随着周围温度增加。提供给放大器的所得到的参考电流可以在周围温度的所选择的范围上基本恒定并且基本上跟随 HBT 工艺 。0061 图5示出了HBT PA裸芯130包括电阻器106的示例配置100,所述电阻器106的电阻 Rb 是与工艺相关的。这样的电阻。
34、器可以被用作用于产生用于两个示例 PA 级 104a、104b的偏置信号的参考电阻。应理解的是,与参考电阻以及基于这样的参考电阻的偏置信号的产生相关联的一个或多个特征可以被应用于具有更多或更少数目的级的 PA 配置。0062 在示例配置 100 中,参考电阻器 106 的一端被示出为连接到 V-I 电路 144 ;并且另一端被示出为连接到地。V-I电路144被描述为在硅裸芯140上,并且被示出为促成电流源146a、146b 为第一和第二级 104a、104b 提供偏置信号。如这里所述,可以针对 HBT PA 裸芯130 的一个或多个状态的变化而补偿这样的偏置信号。在这里更加详细地描述可以如何结。
35、合与绝对温度成比例(PTAT)的电压参考142和参考电阻器106而配置和操作V-I电路144的示例。0063 图6-8示出了与参考电阻器106相关联的电阻(Rref,并且也被称为Rb)的测量结果 (measurement) 如何可以检测 参数和温度的变化。图 6 示出了形成在不同的晶片 (W2到 W10) 上的 HBT 裸芯的 1/Rb 值的图。图 7 示出了形成在示例晶片 W2-W10 上的相同的 HBT裸芯的 值的图。可以做出多个观察结果。人们可以在图 7 中看到在给定晶片中的 参数中,可以有裸芯到裸芯的变化。在不同的晶片之间,也可以有 参数的显著的变化。类似地,人们可以在图 6 中看到在。
36、 1/Rb 中,可以有显著的裸芯到裸芯和晶片到晶片的变化。0064 根据经验,人们也可以在图6和7中看到1/Rb的晶片到晶片的值与值相关。例如,晶片 W2 到 W5 的平均 值的下降对应于相同晶片的平均 1/Rb 值的上升 (hump)。当 减小 / 增大时 1/Rb 的增大 / 减小的这种趋势贯穿晶片的示例样本而继续。0065 尽管不期望或不意欲受到任何特定的理论限制,但是可以考虑与基极电阻 Rb 和 参数相关联的一些理论。基极电阻 Rb 可以被表示为薄层电阻 Rbsh,所述薄层电阻 Rbsh继而可以被表示为0066 Rbsh 1/(qpNAwb) (1)0067 其中 q 是载流子电荷,n。
37、是 n 型载流子迁移率,NA是净杂质浓度,并且 wb是基极层厚度。对于 AlGaAs 和 Si, 参数可以被表示为 DC 电流增益说 明 书CN 104508975 A7/14 页100068 0069 其中 NE和NB是发射极和基极掺杂浓度,wE和wB是发射极和基极厚度,并且 Ev是有效价带势垒高度。在一些情况中,InGaP 的 DC 电流增益可以被表示为0070 (vnB/wb)(Nb) (2B)0071 其可以被处理以表明0072 0073 在等式 2C 中,人们可以看到在右侧的参数与发射极有关,从而在基极工艺上可能不会显著地变化。因此,对于基极(对于HBT,该基极是Rb和的大多数变化出。
38、现的地方)中的变化,beta 参数 和基极电阻 Rb 可以基本上相同地或以类似的方式响应,使得这两个参数的比率可以大致恒定。相应地,对于发生在基极中的改变,Rb 的变化的测量结果可以提供关于 的变化的信息。0074 图8示出了对于HBT PA的不同的功率输出设置(以dBM为单位),参考电阻(Rref)相对于操作温度的图。人们可以看到 Rref 和温度之间的关系是近似线性的。0075 如参考图 5-8 所述的,PA 裸芯 ( 例如,HBT PA 裸芯 ) 的基极电阻可以随温度和 /或基极层参数变化。在一些实现方式中,这样的电阻可以被用作参考电阻以产生补偿与温度和 / 或基极层参数相关联的一个或多。
39、个变化的控制信号 ( 例如,偏置信号 )。图 9 示出了可以产生这样的补偿的控制信号的示例 V-I 电路 144。0076 示例 V-I 电路 144 被示出为形成在硅裸芯 140 上,并且可以被配置为从与绝对温度成比例 (PTAT) 的源 142 接收 PTAT 信号 ( 例如,大约 0.6V)。通常 (generally) 独立于温度和 HBT PA 裸芯的工艺参数的这样的信号可以被提供到基极电阻器 ( 图 5 中的 106)。例如,提供到基极电阻器 106 的电流可以根据基极电阻 (Rb) 的值改变。在示出的示例中,提供到 6k 的示例 Rb 值的 0.6PTAT 电压导致大约 100A。
40、 的电流被汲取。该电流可以被用于从 V-I 电路产生输出电压,以产生将被提供到形成在 HBT 裸芯上的 PA 电路的参考电流Iref。针对由基极电阻器 106 感测的与 HBT 裸芯有关的一个或多个效应,补偿提供到 HBT裸芯的这样的参考电流 (Iref)。0077 图 10 示出了对于不同的 Vbatt 设置 (2.9V、3.4V、3.9V、4.4V),来自 V-I 电路的测量的输出电压相对于温度的图。类似于参考电阻和温度之间的大致线性的关系,V-I 输出电压也与 HBT PA 裸芯的基极温度大致成比例。0078 参考图 11-14 描述可以通过本公开的一个或多个特征实现的益处的示例。为仿真。
41、功率放大器在不同状态下的性能,下面的参数在标称值、高值和低值之间变化 : 参数、导通电压 Vbe、Ft 参数、电阻和电容。图 11A 和 11B 的“不补偿的”的设计对应于图 4 的示例配置,并且图 12A 和 12B 的“补偿的”设计对应于图 5 的示例配置。0079 图 11A 和 11B 示出了这里所述的不补偿的 PA 示例的第一和第二级的静态电流相对于温度的图。不同的图对应于变化的参数的不同组合。在第一和第二级仿真的每一个中,静态电流变化大约 +/-50。0080 图 12A 和 12B 示出了这里所述的补偿的 PA 示例的第一和第二级的静态电流相对于温度的图。不同的图对应于变化的参数的不同组合。对于第一级,静态电流变化大约说 明 书CN 104508975 A。