GSM前端中下一代CMOS開關(guān)設(shè)計(04-100)

　　早期手機(jī)設(shè)計采用環(huán)行器在發(fā)射與接收間雙工通信。然而，若想用上述設(shè)計來支持多個頻帶，就需要多個環(huán)行器。這類鐵氧體基設(shè)計使手機(jī)既體積大又價格昂貴。并且在某些場合下，由于環(huán)行器帶寬太窄，根本不能正常工作。其它可供選擇的方案有高頻開關(guān)和濾波器組。它們同樣存在成本或體積的問題。

　　GSM手機(jī)是在時間雙工基礎(chǔ)上工作的，自然前端最好采用只有開關(guān)的實施方案。這是因為雙工濾波器的插入損耗比開關(guān)高得多，而且在目前，它還承受不了GSM的功率電平。GSM手機(jī)占有60%的手機(jī)銷售份額，因此本文集中介紹GSM系統(tǒng)對開關(guān)的要求，并討論各種固體開關(guān)技術(shù)。同時，其它標(biāo)準(zhǔn)的集成也值得一提，主要是GSM手機(jī)中UMTS(通用移動通信系統(tǒng)“下一代”全球通用手機(jī))應(yīng)用，它們需要使用附加的開關(guān)路徑。

　　GSM前端難題

　　GSM手機(jī)的功能已得到極大的擴(kuò)展，為了覆蓋整個地球可支持多達(dá)4個不同的工作頻帶(見表1)，形成4個發(fā)射路徑和4個接收路徑?？紤]到相鄰TX頻帶十分接近，用一個功放覆蓋GSM850和GSM；另一個功放覆蓋DCS和PCS。每個RX路徑各用一個濾波器，通常是SAW濾波器，這樣總計需6個路徑。這類結(jié)構(gòu)通常采用SP6T(單刀6擲)開關(guān)。相比之下，最簡單的GSM手機(jī)僅工作在單個頻帶，只需SP2T開關(guān)。

　　由于開關(guān)功能處于手機(jī)的前端，它的插入損耗性能直接影響功放的有效PAE(功率放大效率)和系統(tǒng)NF(噪聲值)。NF增加直接等于天線與LNA(低噪聲放大器)間的插入損耗，而PAE降低則由下式給出：

　　PAE=PAE×10-IL/10