多模多頻功率放大器模塊助力復(fù)雜射頻設(shè)計(jì)

　　現(xiàn)代手機(jī)需要處理經(jīng)過復(fù)雜調(diào)制的蜂窩信號以及藍(lán)牙、WiFi、WiMAX、GPS等其它射頻信號。為滿足用戶對體積小、電池續(xù)航時(shí)間長的要求，手機(jī)需要具有高線性度和低噪能力的單一寬帶射頻功率放大器(PA)。ANADIGICS、安華高科技(Avago Technologies)、RFMD、Skyworks、意法半導(dǎo)體和TriQuint等公司就是一些推動(dòng)這一趨勢的關(guān)鍵制造商。

　　兩年多前，ANADIGICS預(yù)料到這一需求并推出了3G五頻PA模塊AWT6223?；诓捎昧薆iFET工藝的HELP2技術(shù)，AWT6223功率放大器模塊大大降低了工作在WCDMA以及GSM模式下的平均功耗。ANADIGICS現(xiàn)正準(zhǔn)備為3G/4G應(yīng)用推出基于HELP4技術(shù)的新一代多模多頻段功率放大器模塊(圖1)。據(jù)該公司業(yè)務(wù)拓展和應(yīng)用總監(jiān)Mahendra Singh介紹：“這種衍生自InGaP-Plus的BiFET工藝，能在同一芯片上，同時(shí)集成了射頻開關(guān)、功率放大器和穩(wěn)壓器。另外，它支持制造具有多個(gè)增益級的功率放大器、其中每個(gè)增益級都對線性和效率進(jìn)行了優(yōu)化。”

　　圖1：BiFET實(shí)現(xiàn)單芯片集成RF開關(guān)、多增益PA和一個(gè)穩(wěn)壓器。

　　ANADIGICS 目前已開發(fā)出針對多模、多頻段的下一代手機(jī)功率放大器。諸如ALT6704，它覆蓋了1710MHz到1785MHz的頻段3、4和9，可支持CDMA、 WCDMA/UMTS和LTE模式。Singh指出，在其28dBm輸出功率時(shí)的效率要高出40%;在16dBm輸出功率時(shí)的效率要高出30%。在整個(gè)頻譜范圍，ALT6704有-40dBc(±5MHz ACLR)的線性度，而靜態(tài)電流(Icq)只有3mA。“與其它產(chǎn)品不同，基于HELP4的功率放大器不需要DC-DC轉(zhuǎn)換器，因?yàn)閮?nèi)部開關(guān)能針對不同功率水平提供最佳負(fù)載線。”Singh表示。該公司還正在努力開發(fā)一款真正融合的3G/4G功率放大器模塊，它將支持多種頻段和空中接口模式。

　　TriQuint也在進(jìn)行融合功率放大器模塊的開發(fā)。它與收發(fā)器/基帶芯片組廠商合作，正在為多模、多段移動(dòng)設(shè)備開發(fā)一種可升級的3G/4G融合射頻架構(gòu)。這款稱為TRIUMF的架構(gòu)可支持3G移動(dòng)設(shè)備使用的多個(gè)頻段和空中接口，包括：GSM、EDGE、WCDMA和HSPA。TriQuint高級市場營銷總監(jiān)Shane Smith指出，將各功能融合進(jìn)一個(gè)功率放大器模塊的作法將比當(dāng)今分離方案的體積減少50%。TriQuint正同時(shí)設(shè)計(jì)無源和有源射頻器件以創(chuàng)造一個(gè)寬帶射頻放大器架構(gòu)。TRIUMF不僅支持用于語音和低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用的GSM/GPRS/EDGE模式還支持用于高速數(shù)據(jù)應(yīng)用的WCDMA/HSPA /LTE模式。在多頻段方面，它可處理傳統(tǒng)四頻段GSM850/900/DCS1800/PCS1900。這樣，它將支持全球范圍的WCDMA/HSPA /LTE覆蓋。

　　這個(gè)架構(gòu)還允諾提供可擴(kuò)展性和系統(tǒng)級驗(yàn)證。Smith稱，TriQuint正與業(yè)界領(lǐng)先的3G芯片組供應(yīng)商緊密合作，進(jìn)行 TRIUMF架構(gòu)的設(shè)計(jì)。TRIUMF的主要優(yōu)點(diǎn)包括：更長的電池續(xù)航時(shí)間、降低了的材料成本以及更小型的射頻系統(tǒng)。該公司強(qiáng)調(diào)，一個(gè)整合了天線開關(guān)、模式/頻段開關(guān)和雙工器的單一的融合功率放大器模塊將顯著減小前端的電路板面積。雖然射頻開關(guān)是采用砷化鎵pHEMT器件實(shí)現(xiàn)的，但PA將利用磷化銦鎵基異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)器件。事實(shí)上，使其得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)是混合模式BiHEMT工藝。