Componente amplificador con un elemento de compensación.

Componente amplificador (1) con una carcasa (40) y al menos dos elementos amplificadores

(31, 32), en el que entre, al menos dos conexiones (51,52 y 61,62) de cada elemento amplificador (31, 32), se forma una capacitancia parásita (81, 82) y en el que esta capacitancia parásita (81, 82) se compensa mediante un elemento de compensación inductivo (2), caracterizado porque el elemento de compensación (2) está configurado entre dos contactos de conexión (101, 102) en el exterior de la carcasa (40) mediante un terminal de lengüeta (2).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/007261.

Solicitante: ROHDE & SCHWARZ GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: MUHLDORFSTRASSE 15 81671 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: KAEHS,BERNHARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Detalles de dispositivos semiconductores o de otros... > H01L23/64 (Disposiciones relativas a la impedancia)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores... > Amplificadores que tienen como elementos de amplificación... > H03F3/26 (Amplificadores push-pull; Desfasadores para ellos (disposiciones dobles push-pull de salida única o desfasadores para ellos H03F 3/30))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores... > Amplificadores que tienen como elementos de amplificación... > H03F3/193 (con dispositivos de efecto de campo (H03F 3/195 tiene prioridad))

PDF original: ES-2492501_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Componente amplificador con un elemento de compensación.
Ilustración 2 de Componente amplificador con un elemento de compensación.
Ilustración 3 de Componente amplificador con un elemento de compensación.
Ilustración 4 de Componente amplificador con un elemento de compensación.
Ilustración 5 de Componente amplificador con un elemento de compensación.
Componente amplificador con un elemento de compensación.

Fragmento de la descripción:

Componente amplificador con un elemento de compensación [0001] La invención se refiere a un componente amplificador, en particular a un componente amplificador de alta frecuencia, en una carcasa de chip con un elemento de compensación, como el empleado en la técnica de comunicaciones por ejemplo para emitir señales de radiodifusión y televisión, en estaciones base de radiotelefonía 5 móvil, en la técnica de medición de CEM y con fines científicos para generar grandes potencias de alta frecuencia.

El componente amplificador está construido en esencia a partir de transistores de potencia, que, en función del caso de aplicación, han de hacerse funcionar en varias octavas. La potencia del transistor es aquí mayor cuanto menor es la resistencia de carga conectada. Para potencias de transistor de, por ejemplo, 100 vatios a, por ejemplo, 1.000 vatios, la resistencia de carga se encuentra dentro de un intervalo de varios ohmios a menos de un ohmio. 10 Mediante una red de adaptación, esta resistencia de carga debe transferirse a una impedancia de sistema de, normalmente, 50 ohmios. En la salida del componente amplificador se forma una capacitancia parásita, que limita el ancho de banda de esta red de adaptación. Esta capacitancia parásita puede compensarse mediante un elemento de compensación, que debe presentar un comportamiento inductivo. En la mayoría de los casos, un elemento de compensación tal se forma mediante una pequeña inductancia en derivación, integrada en el componente 15 amplificador.

Por el documento US 4.107.728 se conoce un componente amplificador que presenta dos transistores bipolares que están dispuestos en una configuración push-pull (configuración en contrafase) , estando ambas pastillas de transistor (bases de transistor) o chips de transistor (elementos semiconductores) alojados en una carcasa de chip común (carcasa de un amplificador de semiconductor) . La capacitancia de salida parásita se forma 20 entre la superficie del colector y la masa de referencia, a la que también están conectados ambos emisores. Para compensar esta capacitancia de salida parásita está configurada una inductancia en derivación, que conecta entre sí ambas superficies de colector dentro de la carcasa de chip. La inductancia en derivación misma se forma aquí mediante una tira delgada de metal.

En el documento US 4.107.728, una desventaja es que para realizar tal inductancia en derivación integrada, 25 son necesarias formas de carcasa de chip de mayor tamaño y más caras. Además, la inductancia en derivación es conducida en algunas partes paralela a los alambres de conexión eléctrica, que conectan la pastilla de transistor con los pines de conexión del colector, con lo que se forma un acoplamiento. La inductancia mutua resultante del acoplamiento, repercute negativamente en el comportamiento de compensación, con lo que a la postre disminuye el ancho de banda de la red de adaptación. Además, una inductancia en derivación de este tipo, que se realiza como 30 conductor impreso, no puede colocarse directamente sobre la brida, sino que requiere una capa de aislamiento adicional. Tal capa de aislamiento, que normalmente se forma mediante una cerámica o un sustrato, se halla forzosamente presente en el empleo de transistores bipolares o transistores DMOS (diffused metal oxide semiconductor [semiconductor de metal-óxido de difusión) , pero dicha capa de aislamiento no es necesaria si se emplean otros tipos de transistor y por lo tanto debe aplicarse expresamente para esta inductancia en derivación. 35

La invención tiene por lo tanto el objetivo de crear un componente amplificador con el que sea posible compensar la capacitancia de salida parásita, sin que para ello sean necesarias formas de carcasa de chip caras y especiales para el componente amplificador. Además, el componente amplificador según la invención debe estar configurado de tal manera que se eviten acoplamientos entre la inductancia en derivación y los alambres de conexión eléctrica, que conectan la pastilla de transistor con los pines de salida. Además, de este modo debe 40 compensarse lo mejor posible la capacitancia de salida del componente amplificador, de manera que la red de adaptación pueda hacerse funcionar con un ancho de banda máximo. Por último, debe evitarse en lo posible la necesidad de aplicar una capa aislante adicional dentro del componente amplificador.

El objetivo se logra mediante un componente amplificador con las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas contienen perfeccionamientos ventajosos de la invención. 45

El elemento de compensación sirve aquí para compensar la capacitancia de salida parásita de un componente amplificador y presenta para ello un comportamiento inductivo. El componente amplificador mismo consta de, al menos, dos elementos amplificadores, estando el elemento de compensación según la invención configurado mediante un terminal de lengüeta fuera de la carcasa de chip, entre dos pines de conexión conectados a los elementos amplificadores. 50

Gracias a que el elemento de compensación está dispuesto fuera de la carcasa de chip, no es necesario utilizar una carcasa de chip cara y especial. Además, con la supresión del elemento de compensación del componente amplificador se simplifica la disposición de los distintos subgrupos dentro de la carcasa de amplificador. Adicionalmente se reduce el acoplamiento gracias a que el elemento de compensación está dispuesto fuera y con ello alejado de los alambres de conexión eléctrica que conectan la pastilla de transistor con los pines de conexión. 55 Además, no es necesario aplicar dentro del componente amplificador ninguna capa aislante expresamente para el elemento de compensación, que está configurado como conductor impreso. De este modo se logra que la capacitancia de salida parásita se compense de un modo fiable y el ancho de banda de la red de adaptación aumente significativamente, y al mismo tiempo se reduzca el coste del componente amplificador.

Otra ventaja de la invención es que los pines de conexión de la carcasa de chip y el elemento de compensación configurado como terminal de lengüeta están realizados en una sola pieza. De este modo se logra que el elemento de compensación pueda añadirse directamente en el proceso de fabricación de la carcasa de chip y 5 no sea necesario un proceso de soldadura adicional. Así se garantiza que la inductancia de cada elemento de compensación sea siempre de igual magnitud.

Otra ventaja de la invención se consigue si los pines de conexión de la carcasa de chip presentan un borde de doblado. De este modo es posible doblar el elemento de compensación de tal manera que se forme un ángulo preferentemente de 45º a 135º , con especial preferencia de 90º , entre el elemento de compensación y los pines de 10 conexión de la carcasa de chip. De este modo se reducen aun más los acoplamientos.

Resulta además ventajoso que el elemento de compensación configurado como terminal de lengüeta pueda separarse de los pines de conexión de la carcasa de chip en un punto de separación, o en un estrechamiento. De este modo, el mismo componente amplificador puede utilizarse también para aplicaciones en las que un elemento de compensación de este tipo acarrearía desventajas. 15

También resulta ventajoso que el elemento de compensación configurado como terminal de lengüeta, pueda estar conformado de diferentes maneras, para así compensar fácilmente capacitancias de salida parásitas de diferente magnitud sin que sea necesario modificar el respectivo diseño del chip.

Otra ventaja de la invención es que los dos elementos amplificadores se tratan de transistores de potencia, preferentemente de transistores LDMOS (laterally diffused metal... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Componente amplificador (1) con una carcasa (40) y al menos dos elementos amplificadores (31, 32) , en el que entre, al menos dos conexiones (51, 52 y 61, 62) de cada elemento amplificador (31, 32) , se forma una capacitancia parásita (81, 82) y en el que esta capacitancia parásita (81, 82) se compensa mediante un elemento de compensación inductivo (2) , caracterizado porque el elemento de compensación (2) está configurado entre dos contactos de 5 conexión (101, 102) en el exterior de la carcasa (40) mediante un terminal de lengüeta (2) .

2. Componente amplificador según la reivindicación 1, caracterizado porque una conformación del terminal de lengüeta (2) determina la inductancia del elemento de compensación (2) .

3. Componente amplificador según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque al menos dos contactos de conexión (101, 102) de la carcasa (40) presentan un borde de doblado (27) . 10

4. Componente amplificador según la reivindicación 3, caracterizado porque el terminal de lengüeta (2) está acodado en el borde de doblado (27) dentro de un intervalo angular de 45º a 135º , con preferencia de aproximadamente 90º , con respecto a los contactos de conexión (101, 102) de la carcasa (40) .

5. Componente amplificador según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el terminal de lengüeta (2) y los dos contactos de conexión (101, 102) de la carcasa (40) están configurados en una sola pieza. 15

6. Componente amplificador según la reivindicación 5, caracterizado porque el terminal de lengüeta (2) y los contactos de conexión (101, 102) se han producido conjuntamente en un proceso de troquelado.

7. Componente amplificador según la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque existe un punto de separación (28) en el que el terminal de lengüeta (2) puede separarse de los contactos de conexión (101, 102) de la carcasa (40) .

8. Componente amplificador según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el terminal de lengüeta 20 (2) está configurado en forma de estribo.

9. Componente amplificador según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el terminal de lengüeta (2) está realizado con forma curvada.

10. Componente amplificador según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el terminal de lengüeta (2) está realizado en forma de meandros. 25

11. Componente amplificador según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el contacto de conexión (101, 102) presenta una configuración a modo de acanaladura (60) , para así lograr una gran fuerza de unión en el proceso de soldadura.

12. Componente amplificador según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los elementos amplificadores (31, 32) están dispuestos cerca de los contactos de conexión (101, 102) de la carcasa (40) . 30

13. Componente amplificador según la reivindicación 12, caracterizado porque los elementos amplificadores (31, 32) están conectados directamente a una brida (20) .

14. Componente amplificador según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque los dos elementos amplificadores (31, 32) se activan en oposición de fase y están dispuestos en una configuración push-pull.

15. Componente amplificador según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque los elementos 35 amplificadores (31, 32) se tratan de pastillas de transistores (31, 32) y cada pastilla de transistores (31, 32) presenta, al menos, un transistor de potencia, preferentemente un transistor LDMOS.

16. Componente amplificador según la reivindicación 15, caracterizado porque dos terminales de drenaje (51, 52) de los dos transistores de potencia están conectados entre sí mediante el elemento de compensación (2) .