認(rèn)識(shí)射頻功率放大器RFPA

作者：時(shí)間：2013-11-29 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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20px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT: 14px/25px 宋體, arial; WHITE-SPACE: normal; ORPHANS: 2; LETTER-SPACING: normal; COLOR: rgb(0,0,0); WORD-SPACING: 0px; PADDING-TOP: 0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">　　窄帶的穩(wěn)定電路是進(jìn)行一定的增益消耗。這種穩(wěn)定電路是通過(guò)增加一定的消耗電路和選擇性電路實(shí)現(xiàn)的。這種電路使得晶體管只能在很小的一個(gè)頻率范圍內(nèi)貢獻(xiàn)。另外一種寬帶的穩(wěn)定是引入負(fù)反饋。這種電路可以在一個(gè)很寬的范圍內(nèi)工作。

　　不穩(wěn)定的根源是正反饋，窄帶穩(wěn)定思路是遏制一部分正反饋，當(dāng)然，這也同時(shí)抑制了貢獻(xiàn)。而負(fù)反饋?zhàn)龅煤?，還有產(chǎn)生很多額外的令人欣喜的優(yōu)點(diǎn)。比如，負(fù)反饋可能會(huì)使晶體管免于匹配，既不需要匹配就可以與外界很好的接洽了。另外，負(fù)反饋的引入會(huì)提升晶體管的線性性能。

　　射頻功率放大器RFPA的效率提升技術(shù)

　　晶體管的效率都有一個(gè)理論上的極限。這個(gè)極限隨偏置點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)）的選擇不同而不同。另外，外圍電路設(shè)計(jì)得不好，也會(huì)大大降低其效率。目前工程師們對(duì)于效率提升的辦法不多。這里僅講兩種：包絡(luò)跟蹤技術(shù)與Doherty技術(shù)。

　　包絡(luò)跟蹤技術(shù)的實(shí)質(zhì)是：將輸入分離為兩種：相位和包絡(luò)，再由不同的放大電路來(lái)分別放大。這樣，兩個(gè)放大器之間可以專注的負(fù)責(zé)其各自的部分，二者配合可以達(dá)到更高的效率利用的目標(biāo)。

　　Doherty技術(shù)的實(shí)質(zhì)是：采用兩只同類的晶體管，在小輸入時(shí)僅一個(gè)工作，且工作在高效狀態(tài)。如果輸入增大，則兩個(gè)晶體管同時(shí)工作。這種方法實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是二只晶體管要配合默契。一種晶體管的工作狀態(tài)會(huì)直接的決定了另一支的工作效率。

　　手機(jī)射頻模塊功率放大器（PA）市場(chǎng)情況

　　手機(jī)功率放大器領(lǐng)域是目前手機(jī)里無(wú)法集成化的元件，手機(jī)性能、占位面積、通話質(zhì)量、手機(jī)強(qiáng)度、電池續(xù)航能力都由功率放大器決定。

　　功率放大器領(lǐng)域主要廠家是RFMD、Skyworks、TriQuint、Renesas、NXP、 Avago、ANADIGICS?，F(xiàn)在，原本是PA企業(yè)合作伙伴的高通，也直接加入到PA市場(chǎng)中，將在2013年下半年推出以CMOS制程生產(chǎn)的PA，支持LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、 EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA與GSM/EDGE七種模式，頻譜將涵蓋全球使用中的逾40個(gè)頻段，以多頻多模優(yōu)勢(shì)宣布進(jìn)軍PA產(chǎn)業(yè)。

　　PA市場(chǎng)經(jīng)歷了LDMS PA“擂主”時(shí)代之后，砷化鎵（GaAs）PA成為3G時(shí)代PA市場(chǎng)的“擂主”。當(dāng)年帶領(lǐng)砷化鎵攻打PA市場(chǎng)的TriQuint正在積極布局砷化鎵的藍(lán)圖，針對(duì)3G/4G智能手機(jī)擴(kuò)展連接推出高效率多頻多模功率放大器MMPA。

　　而高通以CMOS PA攻擂PA市場(chǎng)，未來(lái)PA可能會(huì)成為手機(jī)平臺(tái)的一部分，并會(huì)出現(xiàn)手機(jī)芯片平臺(tái)企業(yè)收購(gòu)、兼并PA企業(yè)的現(xiàn)象。

　　如何集成這些不同頻段和制式的功率放大器是業(yè)界一直在研究的重要課題。目前有兩種方案：一種是融合架構(gòu)，將不同頻率的射頻功率放大器PA集成；另一種架構(gòu)則是沿信號(hào)鏈路的集成，即將PA與雙工器集成。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的手機(jī)。融合架構(gòu)，PA的集成度高，對(duì)于3個(gè)以上頻帶巨有明顯的尺寸優(yōu) 勢(shì)，5-7個(gè)頻帶時(shí)還巨有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)是雖然PA集成了，但是雙工器仍是相當(dāng)復(fù)雜，并且PA集成時(shí)有開關(guān)損耗，性能會(huì)受影響。而對(duì)于后一種架構(gòu)，性能更好，功放與雙功器集成可以提升電流特性，大約可以節(jié)省幾十毫安電流，相當(dāng)于延長(zhǎng)15%的通話時(shí)間。所以，業(yè)內(nèi)人士的建議是，大于6個(gè)頻段時(shí)（不算 2G，指3G和4G）采用融合架構(gòu)，而小于四個(gè)頻段時(shí)采用PA與雙工器集成的方案PAD。目前TriQuint可提供兩種架構(gòu)的方案，RFMD主要偏向于融合PA的架構(gòu)，Skyworks偏向于多頻PAD方案。

　　對(duì)于手機(jī)PA，GaAsHBT將來(lái)會(huì)被廣泛應(yīng)用。 GaNHEMT憑借高效率的優(yōu)點(diǎn)可能在某些高端產(chǎn)品中有機(jī)會(huì)?？紤]到4G/LTE近來(lái)日益強(qiáng)化對(duì)線性和功率的更高要求，Si-CMOS一般不認(rèn)為有機(jī)會(huì)取代GaAs HBT。因此，GaAs HBT會(huì)繼續(xù)保持幾乎100%的市場(chǎng)份額。