多模多頻功率放大器模塊助力復雜射頻設計

　　現(xiàn)代手機需要處理經(jīng)過復雜調制的蜂窩信號以及藍牙、WiFi、WiMAX、GPS等其它射頻信號。為滿足用戶對體積小、電池續(xù)航時間長的要求，手機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、意法半導體和TriQuint等公司就是一些推動這一趨勢的關鍵制造商。

　　兩年多前，ANADIGICS預料到這一需求并推出了3G五頻PA模塊AWT6223。基于采用了BiFET工藝的HELP2技術，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)正準備為3G/4G應用推出基于HELP4技術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)務拓展和應用總監(jiān)Mahendra Singh介紹：“這種衍生自InGaP-Plus的BiFET工藝，能在同一芯片上，同時集成了射頻開關、功率放大器和穩(wěn)壓器。另外，它支持制造具有多個增益級的功率放大器、其中每個增益級都對線性和效率進行了優(yōu)化。”

　　圖1：BiFET實現(xiàn)單芯片集成RF開關、多增益PA和一個穩(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輸出功率時的效率要高出40%;在16dBm輸出功率時的效率要高出30%。在整個頻譜范圍，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轉換器，因為內部開關能針對不同功率水平提供最佳負載線。”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、多段移動設備開發(fā)一種可升級的3G/4G融合射頻架構。這款稱為TRIUMF的架構可支持3G移動設備使用的多個頻段和空中接口，包括：GSM、EDGE、WCDMA和HSPA。TriQuint高級市場營銷總監(jiān)Shane Smith指出，將各功能融合進一個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正同時設計無源和有源射頻器件以創(chuàng)造一個寬帶射頻放大器架構。TRIUMF不僅支持用于語音和低數(shù)據(jù)速率應用的GSM/GPRS/EDGE模式還支持用于高速數(shù)據(jù)應用的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。

　　這個架構還允諾提供可擴展性和系統(tǒng)級驗證。Smith稱，TriQuint正與業(yè)界領先的3G芯片組供應商緊密合作，進行 TRIUMF架構的設計。TRIUMF的主要優(yōu)點包括：更長的電池續(xù)航時間、降低了的材料成本以及更小型的射頻系統(tǒng)。該公司強調，一個整合了天線開關、模式/頻段開關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。雖然射頻開關是采用砷化鎵pHEMT器件實現(xiàn)的，但PA將利用磷化銦鎵基異質結雙極晶體管(HBT)器件。事實上，使其得以實現(xiàn)的技術是混合模式BiHEMT工藝。