BiFET功放的集成功率管理為3G手機(jī)省電多達(dá)25%(08-100)

　　消費(fèi)者對(duì)數(shù)據(jù)和多媒體的需求促使全世界的電信運(yùn)營(yíng)商把2G升級(jí)至3G 或以上的網(wǎng)絡(luò)。這種趨勢(shì)給了移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)傳遞了很強(qiáng)烈的信號(hào)。

　　3G手機(jī)除了提供有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格,還必須傳輸更高的功率，更優(yōu)的線性度及更好的效率。最重要的是，3G手機(jī)必須有更長(zhǎng)的通話時(shí)間，因?yàn)?3G 用戶需要耗費(fèi)更多時(shí)間使用他們的手機(jī)。

　　盡管在過(guò)去幾年中，電池技術(shù)不斷改進(jìn)，但是仍然落后于功能擴(kuò)展的需求。設(shè)計(jì)師必須減少手機(jī)功耗來(lái)滿足高功率輸出和更長(zhǎng)通話時(shí)間的需求,這必須靠手機(jī)的半導(dǎo)體設(shè)備上來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于功率放大器 (PA) 是當(dāng)前龐大需求的其中一個(gè)組件，著重于通過(guò)從功率控制來(lái)減少電流消耗是有意義的。

　　與此相對(duì)應(yīng)，眾多的功率控制功能可以集成到功放模塊上。集成功率控制功能不僅僅強(qiáng)調(diào)當(dāng)前功耗的問(wèn)題，并提供了更有效的手機(jī)設(shè)計(jì)方法。芯片集成允許手機(jī)設(shè)計(jì)師不使用單獨(dú)的DC/DC轉(zhuǎn)換器和旁路電容,來(lái)優(yōu)化功率管理和獲取更長(zhǎng)的通話時(shí)間，同時(shí)減少PCB板的復(fù)雜性。

　　優(yōu)化低功率輸出的需求

　　控制功放功耗的一種方式是在較寬的輸出功率范圍內(nèi)提高效率。這可以通過(guò)評(píng)估 CDG(CDMA Development Group)或者 GSMA(GSM Association)在 3G 網(wǎng)絡(luò)中的手機(jī)功率分布曲線圖,優(yōu)化功放效率來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖1為 3G 手機(jī)制造商使用的 GSMA的功率分布曲線。

　　圖1 3G網(wǎng)絡(luò)的GSMA 功率分布曲線

　　顯而易見，手機(jī)大部分時(shí)間工作在低功率水平,大約在- 4dBm的功率級(jí)別。假設(shè)在 PA 和天線之間的電路損失大約為 3dB，那么 PA的輸出功率大約為- 1dBm。

　　在低功率級(jí)別(低于 0dBm)， 功放主要消耗的是靜態(tài)電流。- 1dBm輸出功率時(shí),功放的靜態(tài)電流通常約為50mA。通過(guò)在低功率級(jí)別,減少靜態(tài)電流提高功放效率，設(shè)計(jì)師可以大量的減少功率損耗。

　　然而直到最近，這都還不是可行的。用于手機(jī)的典型雙狀態(tài)的單鏈路PA的只能在最大額定功率下進(jìn)行優(yōu)化。這使得手機(jī)在低功率水平下工作時(shí)的效率很低。

　　當(dāng)然，通過(guò)增加外部的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和偏置電壓控制可以優(yōu)化單鏈路功放在低功率輸出時(shí)的效率，以達(dá)到增長(zhǎng)通話時(shí)間。但是就像上面所提到的，一個(gè) DC/DC轉(zhuǎn)換器也同時(shí)增加手機(jī)的尺寸及成本。此外，這將使設(shè)計(jì)變復(fù)雜，因?yàn)槭謾C(jī)必須在不同的模擬控制狀態(tài)下進(jìn)行校準(zhǔn)。