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完全空乏型绝缘层上覆硅功率放大器制造技术

技术编号:19101210 阅读:38 留言:0更新日期:2018-10-03 03:43
本发明专利技术揭露涉及完全空乏型绝缘层上覆硅功率放大器,其一般是关于半导体结构,并且尤其是关于具有独特的偏压及电压驻波比保护的完全空乏型绝缘层上覆硅功率放大器及制造的方法。该结构包含伪差动共源极放大器;连接至该伪差动共源极放大器及保护该伪差动共源极放大器免于过应力的第一级串迭装置;连接至该第一级串迭装置及提供差动输出的第二级串迭装置;以及从该第二级串迭装置接收该差动输出及回馈该差动输出至该第二级串迭装置的至少一个回路。

【技术实现步骤摘要】
完全空乏型绝缘层上覆硅功率放大器
本专利技术揭露一般是关于半导体结构,并且尤其是关于具有独特的偏压及电压驻波比保护的完全空乏型绝缘层上覆硅功率放大器及制造的方法。
技术介绍
在无线装置中需要集积化功率放大器。例如,该集积化功率放大器可以减少封装规格、成本、测试时间及在板上的组件。此外,该集积化功率放大器能够做到更复杂的线性化及校准技术以达到较佳的效率及性能。很多功率放大器是独立组件。再者,集积化功率放大器由于高寄生损耗可能具有相对较差的效率。此外,由于低增益装置是可获得的,集积化功率放大器具有超过一个以上的增益级并且因此需要内部级间匹配,以及因此较高的硅面积。
技术实现思路
在本专利技术揭露的目的中,结构包括伪差动共源极放大器;连接至该伪差动共源极放大器及保护该伪差动共源极放大器免于过应力的第一级串迭装置;连接至该第一级串迭装置及提供差动输出的第二级串迭装置;以及从该第二级串迭装置接收及回馈该差动输出至该第二级串迭装置的至少一个回路。在本专利技术揭露的目的中,结构包括:发射输出的核心装置并且包括:提供差动输出的串迭装置;以及回馈该差动输出至该串迭装置的至少一个回路;提供射频讯号至该核心装置的变压器;以及连接至该变压器及定位在该射频讯号的二次谐波处的陷波滤波器。在本专利技术揭露的目的中,方法包括:透过连接至该伪差动共源放大器的第一级串迭装置而保护伪差动共源放大器免于过应力;从连接至该第一级串迭装置的第二极串迭装置提供差动输出至回路;以及回馈来自该回路的该差动输出至该第二级串迭装置。附图说明本专利技术揭露藉由本专利技术揭露的例示性的实施例的非限定的例子,依据参照该标示的多个图式而描述于该详细说明中。图1依据本专利技术揭露的目的显示具有独特背栅极偏压的核心装置的电路图。图2依据本专利技术揭露的目的显示用于图1的核心装置的说明背闸偏压校准的流程图。图3依据本专利技术揭露的目的显示具有向下连接的中心抽头的变压器及相对于该变压器垂直延伸的布局。图4依据本专利技术揭露的目的显示单端输入及输出功率放大器的电路图。图5依据本专利技术揭露的目的显示可编程(programmable)陷波滤波器的电路图。图6依据本专利技术揭露的目的显示用于图5的该陷波滤波器的可编程单位电容器器的电路图。图7依据本专利技术揭露的目的藉由实现功率侦测器及耦合器显示对于图4的该功率放大器用于减缓电压驻波比(VSWR,VoltageStandingWaveRatio)的电路图。图8依据本专利技术揭露的目的藉由实现电压峰值侦测器显示对于图4的该功率放大器用于减缓电压驻波比的替代电路图。图9依据本专利技术揭露的目的显示差动输入及单端输出功率放大器的电路图。符号说明100核心装置结构105伪差动共源极放大器110第一级串迭装置115第二级串迭装置120回馈回路120’回馈回路200流程205步骤210步骤215步骤220步骤300对称的变压器305变压器310对称的中心抽头311输入na312输入nb315输入nct320初级绕组325条状导通孔330轨道335端子340二次绕组400单端输入及单端输出功率放大器410变压器500陷波滤波器600电容器C2的示意图705耦合器710功率侦测器810电压峰值侦测器900差动输入单端输出功率放大器。具体实施方式本专利技术揭露一般是关于半导体结构,并且尤其是关于具有独特的偏压及电压驻波比保护的完全空乏型绝缘层上覆硅(FDSOI,FullyDepletedSiliconOnInsulator)功率放大器及制造的方法。在实施例中,在此所描述的该结构及方法提供用于完全集积化功率放大器(PA,PowerAmplifier)于完全空乏型绝缘层上覆硅制程中而不使用高压装置。所考虑到的是除了该完全空乏型绝缘层上覆硅制程的外,在此所揭露的该结构及方法可以使用于其它制程。在此所揭露的该结构及方法提供很多优点。例如,因为该结构及方法允许相对高效能完全集积化功率放大器于几乎任何的射频产品中,优点包含相对高的可能性用于22纳米的完全空乏型绝缘层上覆硅及类似的制程技术推广。更多的优点包含在其它项目中:1)高效能完全集积化功率放大器于完全空乏型绝缘层上覆硅制程中而不需要使用高压装置;2)单级高增益功率放大器;3)可编程陷波滤在该功率放大器的输入处用于最小化误差向量幅度(EVM,ErrorVectorMagnitude)及延长该输出功率;4)透过该背栅极偏压而同时可以达到高Q值及高调谐比的可编程电容器器;以及5)因为较低的寄生损耗及较少的非线性电容器而提供高输出功率及低误差向量幅度。在实施例中,除了其它好处外,在此所描述的该结构及方法完全使用该完全空乏型绝缘层上覆硅制程的该优点,例如,高截止频率(ft)/最高频率(fmax)装置及非常低的漏极/源极电容器。为了获得最佳的附加功率效率(PAE,Power-AddedEfficiency),单级功率放大器相较于多级功率放大器是更理想的。在实施例中,高增益功率放大器是实现于单级中。在实施例中,对称的变压器结构及方法经由提供以连接变压器的中心抽头。在实施例中,该中心抽头相对于该变压器为向下连接并且垂直于该变压器延伸至该外部世界。藉由使该中心抽头以这种方式而连接,可以提供非常对称的变压器。在更多特定的实施例中,该中心抽头连接及电容器器为经由使用以形成陷波滤波器用于改善该误差向量幅度(EVM,ErrorVectorMagnitude)。该陷波滤波器是连接至该变压器,其中,该陷波滤器的电感器连接至该中心抽头,而允许该陷波滤波器放置在由该变压器所提供的射频讯号的该二次谐波处。甚至在更进一步的实施例中,该陷波滤波器的该中心频率可以达到可编程。在特定的实施例中,可以提供用于单级伪差动完全空乏型绝缘层上覆硅功率放大器的核心装置结构。该结构包含伪差动共源极放大器,其后接续第一级串迭装置及第二级串迭装置。在实施例中,该第一及第二级串迭装置两者是使用1.8V装置而实现。该第一级串迭装置藉由透过串迭电压(VCAS,cascodevoltage)调整该第一级串迭装置的该晶体管的该栅极电压可以保护该伪差动共源极放大器免于过应力。尤其,该第一级串迭装置藉由从该串迭电压改变偏压而提供保护。在实施例中,来自该第二级串迭装置的该晶体管的差动输出是连接至变压器。较佳对于该变压器为1:2,例如,1匝初级及2匝次级,以转换该第二极串迭装置的该差动输出成为单端输出。尤其,1:2变压器可以经由使用以转换该差动输出成为单端输出。该单端输出接着驱动该50奥姆负载。本专利技术揭露的该结构可以使用各种不同的工具以各种方式而制造。通常,虽然,该方法及工具是经由使用以形成具有尺寸在该微米及纳米尺度上的结构。经使用以制造本专利技术揭露的该结构的该方法,意即,技术,已经采用于集积电路(IC,IntegratedCircuit)技术。例如,该结构是建立在晶圆上并且是实现于由光学微影制程在晶圆的顶部上所图案化的材料的薄膜中。尤其,该结构的该制造使用三个基本建立区块:(i)材料的薄膜的沉积于基板上,(ii)藉由光学微影影像施加图案化屏蔽于该薄膜的顶部上,以及(iii)针对该屏蔽选择性蚀刻该薄膜。图1依据本专利技术揭露的目的显示核心装置结构及个别的制造流程的电路图。尤其,该核心装置结构100允许具有独特偏压及电压驻波比保护的高效的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构,包括:伪差动共源极放大器;第一级串迭装置,连接至该伪差动共源极放大器及保护该伪差动共源极放大器免于过应力;第二级串迭装置,连接至该第一级串迭装置及提供差动输出;以及至少一个回路,从该第二级串迭装置接收该差动输出及回馈该差动输出至该第二级串迭装置。

【技术特征摘要】
2016.12.13 US 15/377,5801.一种结构,包括:伪差动共源极放大器;第一级串迭装置,连接至该伪差动共源极放大器及保护该伪差动共源极放大器免于过应力;第二级串迭装置,连接至该第一级串迭装置及提供差动输出;以及至少一个回路,从该第二级串迭装置接收该差动输出及回馈该差动输出至该第二级串迭装置。2.如权利要求1所述的结构,其中,该至少一个回路包含低通滤波器。3.如权利要求2所述的结构,其中,该低通滤波器具有角频率设定至超过大约三倍最高的调变带宽。4.如权利要求3所述的结构,其中,该低通滤波器包括至少一个电容器,并且该角频率是藉由改变该至少一个电容器的电容值而可编程。5.如权利要求1所述的结构,其中,该第一级串迭装置及该第二级串迭装置为1.8V装置。6.如权利要求1所述的结构,其中,该第一级串迭装置藉由透过串迭电压调整该第一级串迭装置的晶体管的栅极电压,而保护该伪差动共源极放大器免于过应力。7.如权利要求1所述的结构,其中,该第二级串迭装置的该差动输出是连接至变压器。8.如权利要求7所述的结构,其中,该变压器为1匝初级及2匝次级,该变压器转换该差动输出成为单端输出。9.如权利要求8所述的结构,其中,该单端输出驱动负载。10.如权利要求1所述的结构,其中,该伪差动共源极放大器同时输入直流电压及射频讯号。11.如权利要求1所述的结构,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·T·李阿贝拉特·贝拉尔
申请(专利权)人:格芯公司
类型:发明
国别省市:开曼群岛,KY

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