多模多频功率放大器模块助力复杂射频设计

　　现代手机需要处理经过复杂调制的蜂窝信号以及蓝牙、WiFi、WiMAX、GPS等其它射频信号。为满足用户对体积小、电池续航时间长的要求，手机需要具有高线性度和低噪能力的单一宽带射频功率放大器(PA)。ANADIGICS、安华高科技(Avago Technologies)、RFMD、Skyworks、意法半导体和TriQuint等公司就是一些推动这一趋势的关键制造商。

　　两年多前，ANADIGICS预料到这一需求并推出了3G五频PA模块AWT6223。基于采用了BiFET工艺的HELP2技术，AWT6223功率放大器模块大大降低了工作在WCDMA以及GSM模式下的平均功耗。ANADIGICS现正准备为3G/4G应用推出基于HELP4技术的新一代多模多频段功率放大器模块(图1)。据该公司业务拓展和应用总监Mahendra Singh介绍：“这种衍生自InGaP-Plus的BiFET工艺，能在同一芯片上，同时集成了射频开关、功率放大器和稳压器。另外，它支持制造具有多个增益级的功率放大器、其中每个增益级都对线性和效率进行了优化。”

　　图1：BiFET实现单芯片集成RF开关、多增益PA和一个稳压器。

　　ANADIGICS 目前已开发出针对多模、多频段的下一代手机功率放大器。诸如ALT6704，它覆盖了1710MHz到1785MHz的频段3、4和9，可支持CDMA、 WCDMA/UMTS和LTE模式。Singh指出，在其28dBm输出功率时的效率要高出40%;在16dBm输出功率时的效率要高出30%。在整个频谱范围，ALT6704有-40dBc(±5MHz ACLR)的线性度，而静态电流(Icq)只有3mA。“与其它产品不同，基于HELP4的功率放大器不需要DC-DC转换器，因为内部开关能针对不同功率水平提供最佳负载线。”Singh表示。该公司还正在努力开发一款真正融合的3G/4G功率放大器模块，它将支持多种频段和空中接口模式。

　　TriQuint也在进行融合功率放大器模块的开发。它与收发器/基带芯片组厂商合作，正在为多模、多段移动设备开发一种可升级的3G/4G融合射频架构。这款称为TRIUMF的架构可支持3G移动设备使用的多个频段和空中接口，包括：GSM、EDGE、WCDMA和HSPA。TriQuint高级市场营销总监Shane Smith指出，将各功能融合进一个功率放大器模块的作法将比当今分离方案的体积减少50%。TriQuint正同时设计无源和有源射频器件以创造一个宽带射频放大器架构。TRIUMF不仅支持用于语音和低数据速率应用的GSM/GPRS/EDGE模式还支持用于高速数据应用的WCDMA/HSPA /LTE模式。在多频段方面，它可处理传统四频段GSM850/900/DCS1800/PCS1900。这样，它将支持全球范围的WCDMA/HSPA /LTE覆盖。

　　这个架构还允诺提供可扩展性和系统级验证。Smith称，TriQuint正与业界领先的3G芯片组供应商紧密合作，进行 TRIUMF架构的设计。TRIUMF的主要优点包括：更长的电池续航时间、降低了的材料成本以及更小型的射频系统。该公司强调，一个整合了天线开关、模式/频段开关和双工器的单一的融合功率放大器模块将显着减小前端的电路板面积。虽然射频开关是采用砷化镓pHEMT器件实现的，但PA将利用磷化铟镓基异质结双极晶体管(HBT)器件。事实上，使其得以实现的技术是混合模式BiHEMT工艺。