多模多頻功率放大器模塊助力復雜射頻設計

　　現代手機需要處理經(jīng)過(guò)復雜調制的蜂窩信號以及藍牙、WiFi、WiMAX、GPS等其它射頻信號。為滿(mǎn)足用戶(hù)對體積小、電池續航時(shí)間長(cháng)的要求，手機需要具有高線(xiàn)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現正準備為3G/4G應用推出基于HELP4技術(shù)的新一代多模多頻段功率放大器模塊(圖1)。據該公司業(yè)務(wù)拓展和應用總監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(kāi)關(guān)、功率放大器和穩壓器。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(xiàn)性和效率進(jìn)行了優(yōu)化。”

　　圖1：BiFET實(shí)現單芯片集成RF開(kāi)關(guān)、多增益PA和一個(gè)穩壓器。

　　ANADIGICS 目前已開(kāi)發(fā)出針對多模、多頻段的下一代手機功率放大器。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(xiàn)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轉換器，因為內部開(kāi)關(guān)能針對不同功率水平提供最佳負載線(xiàn)。”Singh表示。該公司還正在努力開(kāi)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(kāi)發(fā)。它與收發(fā)器/基帶芯片組廠(chǎng)商合作，正在為多模、多段移動(dòng)設備開(kāi)發(fā)一種可升級的3G/4G融合射頻架構。這款稱(chēng)為T(mén)RIUMF的架構可支持3G移動(dòng)設備使用的多個(gè)頻段和空中接口，包括：GSM、EDGE、WCDMA和HSPA。TriQuint高級市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)總監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今分離方案的體積減少50%。TriQuint正同時(shí)設計無(wú)源和有源射頻器件以創(chuàng )造一個(gè)寬帶射頻放大器架構。TRIUMF不僅支持用于語(yǔ)音和低數據速率應用的GSM/GPRS/EDGE模式還支持用于高速數據應用的WCDMA/HSPA /LTE模式。在多頻段方面，它可處理傳統四頻段GSM850/900/DCS1800/PCS1900。這樣，它將支持全球范圍的WCDMA/HSPA /LTE覆蓋。

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