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Für
diese Anmeldung wird die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 2007-0097580 , angemeldet
am 27. September 2007 beim koreanischen Patentamt, beansprucht,
deren Offenbarung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Transformator, und insbesondere
einen Transformator mit einem integrierten passiven Bauteil (IPD;
integrated passive device), der in einem CMOS-(complementary metal
oxide semiconductor)Leistungsverstärker verwendet wird.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Im
Allgemeinen wird an einem Sendeanschluss eines mobilen Kommunikationsendgeräts, wie
beispielsweise einem Mobiltelefon, ein Leistungsverstärker
verwendet, um die Leistung des Sendesignals zu verstärken.
Der Leistungsverstärker sollte das Sendesignal mit einer
angemessenen Leistung verstärken. Als Verfahren zum Steuern
der Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers existiert ein
Closed-Loop-Verfahren, bei welchem ein Teil eines Ausgangssignals
durch einen Transformator an einem Ausgangsanschluss des Leistungsverstärkers detektiert
wird und das Signal in Gleichstrom (DC, direct current) unter Verwendung
einer Schottky-Diode gewandelt und unter Verwendung eines Komparators mit
einer Referenzspannung verglichen wird, und ein Open-Loop-Verfahren
des Erfassens einer Spannung oder eines Stroms, der an den Leistungsverstärker
angelegt wird, und Steuern von Leistung.
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Das
Closed-Loop-Verfahren, welches im Allgemeinen verwendet wird, weist
den Vorteil einer genaueren Steuerung von Leistung und den Nachteil des
Minderns der Effizienz des Verstärkers aufgrund der Komplexität
des Eingliederns einer Schaltung und einen durch einen Koppler verursachten
Verlust auf. Das Open-Loop-Verfahren, bei dem eine einfache Schaltungsstruktur
verwendet wird und das im Allgemeinen jetzt verwendet wird, ist
nicht in der Lage, Leistung genau zu steuern.
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Seit
kürzerer Zeit ist es einfach, eine Schaltung zu integrieren,
da die in dem Closed-Loop-Verfahren verwendeten Elemente als integrierte
Schaltung (IC, integrated circuit) integriert sind. Des Weiteren
wird, da die Leistung eines Steuerchips verbessert wurde, der Kopplungswert
eines direktionalen Kopplers in hohem Maße gesenkt, wodurch
der Verlust aufgrund des direktionalen Kopplers in hohem Maße
reduziert wird. Insbesondere wird das Closed-Loop-Verfahren, das
in der Lage ist, Leistung genau zu steuern, für ein globales
System für mobile Kommunikation (GSM, global system for
mobile communication) angewendet, bei welchem ein Ramping-Profil
wichtig ist.
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Untersuchungen,
einen effektiven Transformator zu realisieren, der den Ausgang eines
Leistungsverstärkers steuert, wurden ständig durchgeführt.
Jedoch gibt es Probleme, wenn harmonische Komponenten in dem Ausgangssignal
auftreten, und die Größe der Kopplung variiert
mit dem Ort eines Stromversorgungsanschlusses, wenn ein Transformator
eingegliedert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator zu schaffen,
der eine Struktur aufweist, die einen Harmonische-Entferner umfasst,
sowie eine Struktur, die einen Stromversorgungsanschluss umfasst,
der in der Lage ist, den Kopplungseffekt zu reduzieren.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist ein Transformator vorgesehen,
welcher aufweist: eine Mehrlagenplatine; eine oder mehrere Eingangsleiterbahnen,
die auf der Mehrlagenplatine gebildet sind, deren beiden Enden jeweils
mit Eingangsanschlüssen eines Positivsignals und eines
Negativsignals verbunden sind; eine Ausgangsleiterbahn, die angrenzend
an die eine oder die mehreren Eingangsleiterbahnen gebildet ist,
um eine elektromagnetische Kopplung mit der einen oder den mehreren
Eingangsleiterbahnen zu bilden, deren eines Ende mit einem Ausgangsanschluss
verbunden ist und deren anderes Ende mit Masse verbunden ist; ein
Stromversorgungsanschluss, der in dem Bereich der einen oder der
mehreren Eingangsleiterbahnen gebildet ist; und einen Harmonische-Entferner,
der zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende der Ausgangsleiterbahn
gebildet ist, um harmonische Komponenten aus einem Signal zu entfernen,
das von der Ausgangsleiterbahn ausgegeben wird, wobei ein Teil der einen
oder mehreren Eingangsleiterbahnen auf der Oberfläche der
Mehrlagenplatine gebildet ist, und die restlichen der einen oder
mehreren Eingangsleiterbahnen auf einer zu der Oberfläche
unterschiedlichen Lage der Mehrlagenplatine gebildet sind, welche
miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind, und ein Bereich
der Ausgangsleiterbahn auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine
gebildet ist und ein anderer Bereich der Ausgangsleiterbahn auf einer
zu der Oberfläche unterschiedlichen Lage der Mehrlagenplatine
gebildet ist, welche miteinander durch das Durchgangsloch verbunden
sind, um nicht direkt mit der einen oder den mehreren Eingangsleiterbahnen
verbunden zu sein.
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Der
Harmonische-Entferner kann eine Induktivität und einen
Kondensator aufweisen, die seriell miteinander verbunden sind.
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Die
eine oder mehreren Eingangsleiterbahnen können ein Kondensatorelement
aufweisen, das zwischen den beiden Enden der einen oder mehreren
Eingangsleiterbahnen gebildet ist.
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Die
eine oder mehreren Eingangsleiterbahnen können einen ersten
leitenden Draht, einen zweiten leitenden Draht, einen dritten leitenden
Draht und einen vierten leitenden Draht aufweisen, die jeweils einen
Loop um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine bilden.
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Die
Stromversorgungsanschlüsse, die jeweils auf dem ersten
bis vierten leitenden Draht gebildet sind, können auf der
Oberfläche der Mehrlagenplatine gebildet sein.
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Die
Ausgangsleiterbahn kann aufweisen: einen ersten Loop, der zwischen
dem ersten leitenden Draht und dem zweiten leitenden Draht gebildet
ist; einen zweiten Loop, der zwischen dem zweiten leitenden Draht
und dem dritten leitenden Draht gebildet ist; und einen dritten
Loop, der zwischen dem dritten leitenden Draht und dem vierten leitenden
Draht gebildet ist.
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Der
Harmonische-Entferner kann in einer Innenzone der Loops gebildet
sein, die durch den ersten bis vierten leitenden Draht auf der Mehrlagenplatine
gebildet sind.
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Der
Stromversorgungsanschluss kann an einer Stelle gebildet werden,
an der das elektrische Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs
in der einen oder den mehreren Eingangsleiterbahnen 0 V beträgt.
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Der
Stromversorgungsanschluss kann auf eine solche Art gebildet werden,
dass eine Distanz zwischen dem Stromversorgungsanschluss und der Ausgangsleiterbahn
und die Distanz zwischen der einen oder den mehreren Eingangsleiterbahnen,
wo die Stromversorgungsanschlüsse gebildet sind, und der
Ausgangsleiterbahn gleich sind.
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Gemäß einem
weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Transformator
vorgesehen, welcher aufweist: eine Mehrlagenplatine; eine oder mehrere
Eingangsleiterbahnen, die auf der Mehrlagenplatine gebildet sind,
deren beiden Enden jeweils mit Eingangsanschlüssen eines
Positivsignals und eines Negativsignals verbunden sind; und eine
Ausgangsleiterbahn, die angrenzend an die eine oder die mehreren
Eingangsleiterbahnen gebildet ist, um eine elektromagnetische Kopplung
mit der einen oder den mehreren Eingangsleiterbahnen zu bilden, deren
eines Ende mit einem Ausgangsanschluss verbunden ist und deren anderes
Ende mit Masse verbunden ist; und einen Harmonische-Entferner, der zwischen
dem einen Ende und dem anderen Ende der Ausgangsleiterbahn gebildet
ist, um harmonische Komponenten aus einem Signal zu entfernen, das von
der Ausgangsleiterbahn ausgegeben wird, wobei ein Teil der einen
oder mehreren Eingangsleiterbahnen auf der Oberfläche der
Mehrlagenplatine gebildet ist, und die restlichen der einen oder
mehreren Eingangsleiterbahnen auf einer zu der Oberfläche unterschiedlichen
Lage der Mehrlagenplatine gebildet ist, welche miteinander durch
ein Durchgangsloch verbunden sind, und ein Bereich der Ausgangsleiterbahn
auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine gebildet ist und
ein anderer Bereich der Ausgangsleiterbahn auf einer zu der Oberfläche
unterschiedlichen Lage der Mehrlagenplatine gebildet ist, welche miteinander
durch das Durchgangsloch verbunden sind, um nicht direkt mit der
einen oder den mehreren Eingangsleiterbahnen verbunden zu sein.
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Der
Harmonische-Entferner kann eine Induktivität und einen
Kondensator aufweisen, die seriell miteinander verbunden sind.
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Die
eine oder mehreren Eingangsleiterbahnen können ein Kondensatorelement
aufweisen, das zwischen den beiden Enden der einen oder mehreren
Eingangsleiterbahnen gebildet ist.
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Die
eine oder mehreren Eingangsleiterbahnen können einen ersten
leitenden Draht, einen zweiten leitenden Draht, einen dritten leitenden
Draht und einen vierten leitenden Draht aufweisen, die jeweils einen
Loop um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine bilden.
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Die
Ausgangsleiterbahn kann aufweisen: einen ersten Loop, der zwischen
dem ersten leitenden Draht und dem zweiten leitenden Draht gebildet
ist; einen zweiten Loop, der zwischen dem zweiten leitenden Draht
und dem dritten leitenden Draht gebildet ist; und einen dritten
Loop, der zwischen dem dritten leitenden Draht und dem vierten leitenden
Draht gebildet ist.
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Der
Harmonische-Entferner kann in einer Innenzone der Loops gebildet
sein, die durch den ersten bis vierten leitenden Draht auf der Mehrlagenplatine
gebildet sind.
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Gemäß einem
weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Transformator
vorgesehen, welcher aufweist: eine Mehrlagenplatine; eine oder mehrere
Eingangsleiterbahnen, die auf der Mehrlagenplatine gebildet sind,
deren beiden Enden jeweils mit Eingangsanschlüssen eines
Positivsignals und eines Negativsignals verbunden sind; eine Ausgangsleiterbahn,
die angrenzend an die eine oder die mehreren Eingangsleiterbahnen
gebildet ist, um eine elektromagnetische Kopplung mit der einen oder
den mehreren Eingangsleiterbahnen zu bilden, deren eines Ende mit
einem Ausgangsanschluss verbunden ist und deren anderes Ende mit
Masse verbunden ist; und einen Stromversorgungsanschluss, der in
einer Zone der einen oder der mehreren Eingangsleiterbahnen gebildet
ist, wobei ein Teil der einen oder mehreren Eingangsleiterbahnen
auf der Oberfläche einer Mehrlagenplatine gebildet ist,
und die restlichen der einen oder mehreren Eingangsleiterbahnen
auf einer zu der Oberfläche unterschiedlichen Lage der
Mehrlagenplatine gebildet sind, welche miteinander durch ein Durchgangsloch
verbunden sind, und wobei ein Bereich der Ausgangsleiterbahn auf
der Oberfläche der Mehrlagenplatine ausgebildet ist und
ein anderer Bereich der Ausgangsleiterbahn auf einer zu der Oberfläche
unterschiedlichen Lage der Mehrlagenplatine ausgebildet ist, welche
miteinander durch das Durchgangsloch verbunden sind, um nicht direkt
mit der einen oder den mehreren Eingangsleiterbahnen verbunden zu
sein.
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Die
eine oder mehreren Eingangsleiterbahnen können ein Kondensatorelement
aufweisen, das zwischen den beiden Enden der einen oder mehreren
Eingangsleiterbahnen ausgebildet ist.
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Die
eine oder mehreren Eingangsleiterbahnen können einen ersten
leitenden Draht, einen zweiten leitenden Draht, einen dritten leitenden
Draht und einen vierten leitenden Draht aufweisen, die jeweils einen
Loop um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine bilden.
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Die
Stromversorgungsanschlüsse, die jeweils auf dem ersten
bis vierten leitenden Draht gebildet sind, können auf der
Oberfläche der Mehrlagenplatine gebildet sein.
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Die
Ausgangsleiterbahn kann aufweisen: einen ersten Loop, der zwischen
dem ersten leitenden Draht und dem zweiten leitenden Draht gebildet
ist; einen zweiten Loop, der zwischen dem zweiten leitenden Draht
und dem dritten leitenden Draht gebildet ist; und einen dritten
Loop, der zwischen dem dritten leitenden Draht und dem vierten leitenden
Draht gebildet ist.
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Der
Stromversorgungsanschluss kann an einer Stelle ausgebildet sein,
an der das elektrische Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs
in der einen oder den mehreren Eingangsleiterbahnen 0 V beträgt.
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Der
Stromversorgungsanschluss kann auf eine solche Art gebildet sein,
dass die Distanz zwischen dem Stromversorgungsanschluss und der Ausgangsleiterbahn
und die Distanz zwischen der einen oder den mehreren Eingangsleiterbahnen,
wo die Stromversorgungsanschlüsse gebildet sind, und der
Ausgangsleiterbahn gleich sind.
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Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, einen
Transformator zu erhalten, der in der Lage ist, den Leistungsverlust
zu reduzieren, wenn Leistung geliefert wird, den Einfluss auf die Größe
der elektromagnetischen Kopplung zu reduzieren, während
die Leistung empfangen wird; und harmonische Komponenten eines Ausgangssignals zu
reduzieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser
verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung
zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:
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1 ein
Diagramm ist, in welchem die Struktur eines Transformators gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist;
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2A und 2B Diagramme
sind, welche jeweils eine Eingangsleiterbahn-Struktur und eine Ausgangsleiterbahn-Struktur
darstellen, die den Transformator aus 1 bilden;
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3A bis 3C Graphen
sind, in denen der Transformator aus 1 und ein
herkömmlicher Transformator hinsichtlich Ausgangsleistung,
Ausgangseffizienz und harmonischer Komponenten verglichen werden;
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4 ein
Diagramm ist, in welchem die Struktur eines Transformators gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist; und
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5 ein
Diagramm ist, in welchem die Struktur eines Transformators gemäß einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Beispielhafte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun
genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
ein Diagramm, in welchem die Struktur eines Transformators 100 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
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Unter
Bezugnahme auf 1 weist der Transformator 100 eine
Mehrlagenplatine 101, eine Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140,
die auf der Mehrlagenplatine 101 gebildet sind, eine Ausgangsleiterbahn 150,
Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141,
die jeweils einen Teil jeder der Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 bilden,
und einen Harmonische-Entferner 160 auf.
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Die
Mehrlagenplatine kann so gebildet sein, dass sie eine Mehrzahl an
Lagen aufweist.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform können die Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 und
die Ausgangsleiterbahn 150 auf einer Oberfläche
der Mehrlagenplatine 101 und einer anderen Lage von dieser
gebildet sein und sie können miteinander durch ein Durchgangsloch
auf eine solche Weise verbunden sein, dass die Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 nicht
direkt mit der Ausgangsleiterbahn 150 verbunden sind. Die
Mehrlagenplatine kann aus einer Hochfrequenzplatine gebildet sein.
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Beide
Enden jeder Eingangsleiterbahn 110, 120, 130 und 140 können
jeweils für einen positiven Eingangsanschluss und einen
negativen Eingangsanschluss vorgesehen sein. Die beiden Enden können
jeweils mit einem Leistungsverstärker verbunden sein, der
mit dem Transformator 100 verbunden ist. Der Transformator 100 kann
mit dem Leistungsverstärker verbunden sein, der aus einem
in einem mobilen Kommunikationsendgerät verwendeten CMOS (complementary
metal oxide semiconductor) gebildet ist.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform können die vier
Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 so
gebildet sein, dass sie auf der Mehrlagenplatine 101 nicht
miteinander verbunden sind. Dazu kann ein Teil der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 auf
einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet
sein und andere können auf anderen Lagen, die zu der Oberfläche
der Mehrlagenplatine 101 unterschiedlich sind, gebildet sein,
um miteinander durch das Durchgangsloch verbunden zu sein. Die genaue
Struktur der auf der Mehrlagenplatine 101 gebildeten Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 wird
später unter Bezugnahme auf 2A beschrieben.
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Die
vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 können
jeweils einen Loop um die gleiche Zone der Mehrlagenplatine 101 bilden.
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Zwischen
den beiden Enden jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 können Kondensatoren 112, 122, 132 und 142 gebildet
sein. Die Kondensatoren 112, 122, 132 und 142 können durch
Bilden leitender Lagen, die eine vorbestimmte Zone auf unterschiedlichen
Lagen der Mehrlagenplatine 101 aufweisen, verkörpert
sein.
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Um
eine elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 zu
bilden, kann die Ausgangsleiterbahn 150 angrenzend an die
Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 gebildet
sein. Ein Ende der Ausgangsleiterbahn 150 kann für
einen Ausgangsanschluss vorgesehen sein und das andere Ende kann
an Masse angeschlossen sein.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann, da die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 den
Loop um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 101 bilden,
die Ausgangsleiterbahn 150 ebenfalls einen Loop um die
gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 101 bilden. Des Weiteren
kann der Loop zwischen jeder der entsprechenden Eingangsleiterbahn 110, 120, 130 und 140 gebildet
sein, um die elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 zu
bilden.
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Die
Ausgangsleiterbahn 150 kann eine Struktur aufweisen, bei
welcher ein Bereich auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet
ist und ein anderer Bereich auf der anderen Lage, die zu der Oberfläche
der Mehrlagenplatine 101 unterschiedlich ist, gebildet
ist, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind,
um nicht direkt mit der jeweiligen Eingangsleiterbahn 110, 120, 130 und 140 verbunden
zu sein.
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Die
Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 können
in einer Zone der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 gebildet sein.
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Die
Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 können
jeweils als Anschlüsse zur Versorgung mit Strom an die
entsprechenden Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 angeschlossen sein.
Die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 können
dort angeordnet sein, wo das elektrische Potential des elektrischen
Hochfrequenzhubs in der entsprechenden Eingangsleiterbahn 110, 120, 130 und 140 0
V beträgt. Da in einem CMOS-Leistungsverstärker
keine Gleichstrom-(DC, direct current)Masse vorhanden ist, wird
für den CMOS-Leistungsverstärker eine Wechselstrom-(AC; alternating
current)Masse verwendet. Die Stelle, an der das elektrische Potential
des elektrischen Hochfrequenzhubs 0 V beträgt, zeigt die
AC-Masse an.
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Die
Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 können
auf eine solche Weise gebildet sein, dass der Kopplungswert mit
der Ausgangsleiterbahn 150, die an die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 angrenzt,
gleichförmig ist. Da die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 breiter
sein können als die Breite der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140,
kann die Distanz zu der Ausgangsleiterbahn 150 entsprechend
der Stelle jedes Stromversorgungsanschlusses 111, 121, 131 und 141 unterschiedlich
sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform können
die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 in
einer äußersten Zone (121 und 131)
und einer innersten Zone (111 und 141) der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 liegen,
die jeweils den Loop bilden, derart, dass die Distanz zwischen den
Stromversorgungsanschlüssen 111, 121, 131 und 141 und
der Ausgangsleiterbahn 150 identisch zu dem Abstand zwischen den
Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 und
der Ausgangsleiterbahn 150 ist.
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Ebenfalls
können die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 so
gebildet sein, dass Distanzen zwischen den entsprechenden Stromversorgungsanschlüssen 111, 121, 131 und 141 und
der Ausgangsleiterbahn 150 und Distanzen zwischen den Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140,
wo jeweils die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 gebildet
sind, und der Ausgangsleiterbahn 150 eindeutig sind.
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Dadurch,
dass die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 direkt
auf den Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 gebildet sind,
besteht kein Erfordernis, zusätzliche Leiterbahnen zu bilden,
um die Stromversorgungsanschlüsse 111, 121, 131 und 141 zu
bilden. Somit eine unerwünschte Kopplung, die durch eine
andere Leiterbahn verursacht sein kann.
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An
den beiden Enden der Ausgangsleiterbahn 150 kann der Harmonische-Entferner 160 ausgebildet
sein.
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Da
ein Ausgangssignal des Transformators mit harmonischen Komponenten
ausgegeben werden kann, kann der Harmonische-Entferner 160 gebildet
sein, um die harmonischen Komponenten zu entfernen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann der Harmonische-Entferner 160 inmitten
der Loops gebildet sein, die durch die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 auf
der Mehrlagenplatine 101 gebildet werden.
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Der
Harmonische-Entferner 160 kann auf eine solche Art gebildet
sein, dass ein Induktivitätselement und ein Kondensatorelement
in Reihe miteinander verbunden sein können. Das Induktivitätselement
kann durch externes Drahtbonden verbunden werden, und Harmonische
in einem gewünschten Band können abgestimmt werden,
indem die Stelle des Drahtbondens gesteuert wird.
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Die
harmonischen Komponenten des Ausgangssignals, das an den Ausgangsanschluss
des Transformators ausgegeben wird, können durch das Induktivitätselement
und das Kondensatorelement entfernt werden.
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2A ist
ein Diagramm, in welchem die Struktur der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 des
Transformators 100 dargestellt ist, und 2B ist
ein Diagramm, in welchem die Struktur der Ausgangsleiterbahn 150 des
Transformators 100 dargestellt ist.
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In 2A sind
die vier Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 dargestellt.
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Um
nicht direkt miteinander verbunden zu sein, kann ein Teil jeder
der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 auf
der Oberseite der Mehrlagenplatine 101 gebildet sein, und
andere Teile können auf anderen Lagen, die zu der Oberfläche
der Mehrlagenplatine 101 unterschiedlich sind, gebildet sein.
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Die
erste Leiterbahn 110 kann eine erste Zone 113 aufweisen,
die auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet
ist, eine zweite Zone 114, die auf einer zweiten Lage der
Mehrlagenplatine 101 gebildet ist, und eine dritte Zone 115,
die auf einer dritten Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet ist.
Die erste Zone 113, die zweite Zone 114 und die dritte
Zone 115 können miteinander durch ein Durchgangsloch
verbunden sein.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann ein Bereich der ersten
Zone 113, die auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet
ist, für den Stromversorgungsanschluss 111 vorgesehen
sein. Der Stromversorgungsanschluss 111 kann mit der ersten
Leiterbahn 110, die auf einer anderen Lage gebildet ist,
durch ein Durchgangsloch verbunden sein.
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Die
zweite Leiterbahn 120, die dritte Leiterbahn 130 und
die vierte Leiterbahn 140 können erste Zonen 123, 133 und 143 aufweisen,
die auf der Fläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet
sind, zweite Zonen 124, 134 und 144,
die auf der zweiten Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet
sind, und dritte Zonen 125, 135 und 145,
die auf der dritten Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet
sind, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind. Ebenfalls
kann ein Teil jeder der ersten Zonen 123, 133 und 143,
die auf der Oberfläche der Mehrlagenplatine 101 gebildet
sind, für die Stromversorgungsanschlüsse 121, 131 und 141 vorgesehen
sein.
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An
beiden Enden jeder der Eingangsleiterbahnen 110, 120, 130 und 140 können
Kondensatoren 112, 122, 132 und 142 gebildet
sein. Die Kondensatoren 112, 122, 132 und 142 können
als leitende Lagen verkörpert sein, die auf der Oberfläche
der Mehrlagenplatine 101 und anderen Lagen der Mehrlagenplatine 101 gebildet
sind.
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In 2B ist
die Ausgangsleiterbahn 150 dargestellt.
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Die
Ausgangsleiterbahn 150 kann einen ersten Loop 151,
einen zweiten Loop 152 und einen dritten Loop 153 aufweisen.
Jeder der Loops 151, 152 und 153 kann
mit Teil-Leiterbahnen 154, die auf der Oberfläche
und einer anderen Lage der Mehrlagenplatine 101 gebildet
sind, durch ein Durchgangsloch verbunden sein, um die Ausgangsleiterbahn 150 zu bilden.
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Der
erste Loop 151 kann zwischen der ersten Leiterbahn 110 und
der zweiten Leiterbahn 120 gebildet sein. Der zweite Loop 152 kann
zwischen der zweiten Leiterbahn 120 und der dritten Leiterbahn 130 gebildet
sein. Der dritte Loop 153 kann zwischen der dritten Leiterbahn 130 und
der vierten Leiterbahn 140 gebildet sein.
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3A bis 3C sind
Graphen, in denen der Transformator 100 und ein herkömmlicher
Transformator hinsichtlich Ausgangsleistung, Ausgangseffizienz und
harmonischer Komponenten verglichen werden. Bei der vorliegenden
Ausführungsform weist der herkömmliche Transformator
keinen Harmonische-Entferner und keinen Stromversorgungsanschluss
auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Ausgang
bei einer Frequenz in einem GSM-Band von 820 bis 920 MHz gemessen.
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Unter
Bezugnahme auf 3A zeigt der Ausgang B des herkömmlichen
Transformators 35 dBm oder weniger. Andererseits zeigt der Ausgang
A des Transformators 100 35,2 dBm oder mehr. Es mag bekannt
sein, dass die Größe des Ausgangs A größer
ist als die des Ausgangs B.
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Unter
Bezugnahme auf 3B ist bei der Frequenz in dem
GSM-Band der Wirkungsgrad B des Ausgangssignals zu dem Eingangssignal
des herkömmlichen Transformators ungefähr 61 bis
64%, und der Wirkungsgrad A des Ausgangssignals zu einem Eingangssignal
des Transformators 100 beträgt ungefähr
63 bis 65%.
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Unter
Bezugnahme auf 3C wird eine dritte harmonische
Komponente A in dem Ausgangssignal des Transformators 100 in
hohem Maße reduziert, im Vergleich zu der dritten harmonischen
Komponente B in dem Ausgangssignal des herkömmlichen Transformators,
was auf der Wirkung des Harmonische-Entferners 160 des
Transformators 100 beruht.
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Insbesondere
verändert sich im Fall des herkömmlichen Transformators
die dritte harmonische Komponente nicht sehr bei einer Frequenzänderung. Jedoch
wird im Fall des Transformators 100 die dritte harmonische
Komponente in höherem Maß bei einem bestimmten
Frequenzband gemindert, was möglich ist, indem das Induktivitätselement
des Harmonische-Entferners 160 gesteuert wird. Die Stelle des
Drahtbondens kann gesteuert werden, um das Induktivitätselement
zu steuern.
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4 ist
ein Konfigurationsdiagramm, in welchem ein Transformator 400 gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist.
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Unter
Bezugnahme auf 4 kann der Transformator 400 eine
Mehrlagenplatine 401, eine Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440,
die auf der Mehrlagenplatine 401 gebildet sind, eine Ausgangsleiterbahn 450 und
einen Harmonische-Entferner 460 aufweisen.
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Die
Mehrlagenplatine 401 kann eine Mehrzahl an Lagen aufweisen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform können die Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 und
die Ausgangsleiterbahn 450 auf einer Oberfläche
und anderen Lagen der Mehrlagenplatine 401 gebildet sein,
um nicht direkt miteinander verbunden zu sein, wobei sie durch ein
Durchgangsloch auf eine solche Weise verbunden sind. Die Mehrlagenplatine 401 kann
aus einer Hochfrequenzplatine gebildet sein.
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Beide
Enden jeder Eingangsleiterbahn 410, 420, 430 und 440 können
jeweils für einen positiven Eingangsanschluss und einen
negativen Eingangsanschluss vorgesehen sein. Die beiden Enden können
jeweils mit einem Leistungsverstärker verbunden sein, der
mit dem Transformator 400 verbunden ist. Der Transformator 400 kann
mit dem Leistungsverstärker verbunden sein, der aus einem
in einem mobilen Kommunikationsendgerät verwendeten CMOS (complementary
metal oxide semiconductor) gebildet ist.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform können die vier
Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 so
gebildet sein, dass sie auf der Mehrlagenplatine 401 nicht
miteinander verbunden sind. Dazu kann ein Teil der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 auf
einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 401 gebildet
sein, und andere können auf anderen Lagen, die zu der Oberfläche
der Mehrlagenplatine 401 unterschiedlich sind, gebildet sein,
um miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden zu sein. Die genaue
Struktur der auf der Mehrlagenplatine 401 gebildeten Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 ist
gleich zu der in 2A dargestellten Struktur.
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Die
vier Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 können
jeweils einen Loop um eine gleiche Zone der Mehrlagenplatine 401 bilden.
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Zwischen
den beiden Enden jeder der Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 können Kondensatoren 412, 422, 432 und 442 gebildet
sein. Die Kondensatoren 412, 422, 432 und 442 können durch
Bilden leitender Lagen mit einer vorbestimmten Zone auf unterschiedlichen
Lagen der Mehrlagenplatine 401 ausgebildet sein.
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Um
eine elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 zu
bilden, kann die Ausgangsleiterbahn 450 angrenzend an die
Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 gebildet
sein. Ein Ende der Ausgangsleiterbahn 450 kann für
einen Ausgangsanschluss vorgesehen sein und das andere Ende kann
an Masse angeschlossen sein.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann, da die vier Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 den
Loop um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 401 bilden,
die Ausgangsleiterbahn 450 ebenfalls einen Loop um die
gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 401 bilden. Des Weiteren
kann der Loop zwischen jeder der entsprechenden Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 gebildet
sein, um die elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 zu
bilden.
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Die
Ausgangsleiterbahn 450 kann eine Struktur aufweisen, bei
welcher ein Bereich auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 401 gebildet
ist, und ein anderer Bereich ist auf der anderen Lage, die zu der
Oberfläche der Mehrlagenplatine 401 unterschiedlich
ist, ausgebildet, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden
sind, um nicht direkt mit der jeweiligen Eingangsleiterbahn 410, 420, 430 und 440 verbunden
zu sein.
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An
den beiden Enden der Ausgangsleiterbahn 450 kann der Harmonische-Entferner 460 gebildet
sein.
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Da
ein Ausgangssignal des Transformators mit harmonischen Komponenten
ausgegeben werden kann, kann der Harmonische-Entferner 460 ausgebildet
sein, um die harmonischen Komponenten zu entfernen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann der Harmonische-Entferner 460 inmitten
der Loops gebildet sein, die durch die vier Eingangsleiterbahnen 410, 420, 430 und 440 auf
der Mehrlagenplatine 401 gebildet werden.
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Der
Harmonische-Entferner 460 kann auf eine solche Art gebildet
sein, dass ein Induktivitätselement und ein Kondensatorelement
in Reihe miteinander verbunden sein können. Das Induktivitätselement
kann durch externes Drahtbonden verbunden werden und Harmonische
in einem gewünschten Band können abgestimmt werden,
indem die Stelle des Drahtbondens gesteuert wird.
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Die
harmonischen Komponenten des Ausgangssignals, das an den Ausgangsanschluss
des Transformators ausgegeben wird, können durch das Induktivitätselement
und das Kondensatorelement entfernt werden.
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5 ist
ein Konfigurationsdiagramm, in welchem ein Transformator 500 gemäß einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist.
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Unter
Bezugnahme auf 5 kann der Transformator 500 eine
Mehrlagenplatine 501, eine Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540,
die auf der Mehrlagenplatine 501 gebildet sind, eine Ausgangsleiterbahn 550,
Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541,
die jeweils einen Bereich jeder der Mehrzahl an Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 bilden,
aufweisen.
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Die
Mehrlagenplatine 501 kann eine Mehrzahl an Lagen aufweisen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform können die Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 und
die Ausgangsleiterbahn 550 auf einer Oberfläche
und anderen Lagen der Mehrlagenplatine 501 gebildet sein,
welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind. Die
Mehrlagenplatine 501 kann aus einer Hochfrequenzplatine
gebildet sein.
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Beide
Enden jeder Eingangsleiterbahn 510, 520, 530 und 540 können
jeweils für einen positiven Eingangsanschluss und einen
negativen Eingangsanschluss vorgesehen sein. Die beiden Enden können
jeweils mit einem Leistungsverstärker verbunden sein, der
mit dem Transformator 500 verbunden ist. Der Transformator 500 kann
mit dem Leistungsverstärker verbunden sein, der aus einem
in einem mobilen Kommunikationsendgerät verwendeten CMOS (complementary
metal oxide semiconductor) gebildet ist.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform können die vier
Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 so
gebildet sein, dass sie auf der Mehrlagenplatine 501 nicht
miteinander verbunden sind. Dazu kann ein Teil der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 auf
einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 501 gebildet
sein, und andere können auf anderen Lagen, die zu der Oberfläche
der Mehrlagenplatine 501 unterschiedlich sind, gebildet sein,
um miteinander durch das Durchgangsloch verbunden zu sein. Die genaue
Struktur der auf der Mehrlagenplatine 501 gebildeten Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 wird
später unter Bezugnahme auf 2A beschrieben.
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Die
vier Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 können
jeweils einen Loop um eine gleiche Zone der Mehrlagenplatine 501 bilden.
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Zwischen
den beiden Enden jeder der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 können Kondensatoren 512, 522, 532 und 542 gebildet
sein. Die Kondensatoren 512, 522, 532 und 542 können durch
Bilden leitender Lagen mit einer vorbestimmten Zone auf unterschiedlichen
Lagen der Mehrlagenplatine 501 verkörpert sein.
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Um
eine elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 zu
bilden, kann die Ausgangsleiterbahn 550 angrenzend an die
Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 gebildet
sein. Ein Ende der Ausgangsleiterbahn 550 kann für
einen Ausgangsanschluss vorgesehen sein, und das andere Ende kann
an Masse angeschlossen sein.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann, da die vier Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 den
Loop um die gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine 501 bilden,
die Ausgangsleiterbahn 550 ebenfalls einen Loop um die
gleiche Zone auf der Mehrlagenplatine bilden. Des Weiteren kann
der Loop zwischen jeder der entsprechenden Eingangsleiterbahn 510, 520, 530 und 540 gebildet
sein, um die elektromagnetische Kopplung mit jeder der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 zu
bilden.
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Die
Ausgangsleiterbahn 550 kann eine Struktur aufweisen, bei
welcher ein Bereich auf einer Oberfläche der Mehrlagenplatine 501 gebildet
ist und ein anderer Bereich auf der anderen Lage, die zu der Oberfläche
der Mehrlagenplatine 501 unterschiedlich ist, gebildet
ist, welche miteinander durch ein Durchgangsloch verbunden sind,
um nicht direkt mit der jeweiligen Eingangsleiterbahn 510, 520, 530 und 540 verbunden
zu sein.
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Die
Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 können
in einer Zone der jeweiligen Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 gebildet sein.
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Die
Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 können
jeweils für Anschlüsse zur Versorgung mit Strom
an die entsprechenden Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 vorgesehen
sein. Die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 können
dort angeordnet sein, wo das elektrische Potential des elektrischen
Hochfrequenzhubs in der entsprechenden Eingangsleiterbahn 510, 520, 530 und 540 0
V beträgt. Da in einem CMOS-Leistungsverstärker
keine Gleichstrom-(DC, direct current)Masse vorhanden ist, wird
für den CMOS-Leistungsverstärker eine Wechselstrom-(AC;
alternating current)Masse verwendet. Die Stelle, an der das elektrische
Potential des elektrischen Hochfrequenzhubs 0 V beträgt,
zeigt die AC-Masse an.
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Die
Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 können
auf eine solche Weise gebildet sein, dass der Kopplungswert mit
der Ausgangsleiterbahn 550, die an die vier Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 angrenzt,
gleichförmig ist. Da die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 breiter
sein können als die Breite der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540,
kann die Distanz zu der Ausgangsleiterbahn 550 entsprechend
der Stelle jedes Stromversorgungsanschlusses 511, 521, 531 und 541 unterschiedlich
sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform können
die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 in
einer äußersten Zone (521 und 531)
und einer innersten Zone (511 und 541) der Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 liegen,
die jeweils den Loop bilden, derart, dass die Distanz zwischen den
Stromversorgungsanschlüssen 511, 521, 531 und 541 und
der Ausgangsleiterbahn 550 identisch zu dem Abstand zwischen den
Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 und
der Ausgangsleiterbahn 550 ist.
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Ebenfalls
können die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 auf
eine solche Weise gebildet sein, dass Distanzen zwischen den entsprechenden
Stromversorgungsanschlüssen 511, 521, 531 und 541 und
der Ausgangsleiterbahn 550 und Distanzen zwischen den Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540,
wo jeweils die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 gebildet sind,
und der Ausgangsleiterbahn 550 eindeutig sind.
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Dadurch,
dass die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 direkt
auf den Eingangsleiterbahnen 510, 520, 530 und 540 gebildet sind,
besteht kein Erfordernis, zusätzliche Leiterbahnen zu bilden,
um die Stromversorgungsanschlüsse 511, 521, 531 und 541 zu
bilden. Somit eine unerwünschte Kopplung, die durch eine
andere Leiterbahn verursacht sein kann.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen
beschrieben und dargestellt wurde, wird dem Fachmann offensichtlich
sein, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden
können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie durch
die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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