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传感器

硅锗功率放大器寻求在CDMA手机中的应用

  2004年05月16日  

SiGe Semiconductor推出一个硅锗功率放大器产品,并相信它将打破砷化镓器件在CDMA手机应用中的垄断局面。

该公司透露,此放大器是采用IBM的5DM硅锗双极CMOS工艺制造,其性能与砷化镓相当但成本更低,集成度更高,可实现板上功率检测器、偏斜控制、匹配电路和调节器功能。

市场上多年来一直不变方向就是:制造商寻求一站式产品以适用于所有无线应用,SiGe Semiconductor公司相信他们作为专注于功率放大器的公司将会一直保持其竞争力。“我们的策略是仅仅专注在前端并且不受影响地与提供参考设计的公司一起来使我们的功率放大器集成电路到参考设计中。”负责手机功率放大器产品线总监Jose Harrison说。

随着SE5103、SE5106和SE5107等产品的发布,这家公司依靠这些基于IBM的硅锗工艺上的器件来扩张实力。此技术提供高效的双极工艺,并且与砷化镓工艺的器件相比有相同的高功率效率。“我们将该技术与CMOS器件相结合,现在我们能够集成更加复杂的控制,如功率检测和2.8伏调节器等。”Harrison说。

5DM工艺的厚金属层允许硅锗的输出和放大器裸片相匹配。这种器件是“装在引脚框里而不是在薄膜衬底上,”Harrison表示,“裸片放在铜片的上面,较低的结合点温度可带来更大的可靠性,故其热属性比多层薄膜要好的多。”而且引脚框的成本比薄膜要少很多,他补充道。

最终的产品是一个两级CDMA放大器,频段在824到849兆赫兹,输出功率为28dBm,并具有50dB的临近信道功率和41%的功率增加效率。SE5103包括数字偏斜控制,封装为QFN,尺寸大小为4×4×0.9毫米;它的售价批量10万片时每片80美分。SE5106和SE5107分别提供数字和模拟偏斜控制;大小都是3×3×0.9毫米的QFN封装,10万片批量时每片售价85美分。

这三种器件都有独立的电源管脚连到控制电路和功率放大器单元,所以设计人员可以将Vcc调低到0.8伏来提高低功率水平下的效率,Harrison说。每种器件都有休眠模式,其待机电流只有2毫安。

“我们的裸片尺寸在相同性能下和砷化镓的大小是一样的,但是我们的成本更低并且集成度高。”Harrison称。

与砷化镓的比较

RF Micro Devices公司也发布了他们的RF3163 CDMA功率放大器,它是一个砷化镓HBT器件,现在已经量产。它的输出为28dBm,效率达到41%,并且具有-51dBc的线性。与SiGe Semiconductor公司的器件一样,RF Micro的模块也是在大小为3×3×0.9毫米的引脚框里。此器件已经开始向两家韩国的CDMA手机供应商大量付运了,RF Micro Devices公司透露说。

SiGe Semiconductor公司计划在用户决定是否要把射频和基带集成到一个芯片之后再应用他们的技术所具有的集成能力。“要做这种集成已经被证明是很困难的,因为向功率放大器泵浦信号的驱动放工作在0到10dBm,所以造成的电压摆动限制了你可能向亚微米工艺深入的程度。”Harrison说。

他说,SiGe Semiconductor公司的解决方案是要将驱动器集成到功率放大器模块中。这样手机供应商“就可以在射频部分采用亚微米工艺,并且可以将射频集成到基带部分。这似乎是下一步要考虑的事情。”

作者:柏万宁


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