(程宇) 移動電話體積的迅速減小會引起移動通話中的偶然故障,但是,由用戶需求而推動的內部技術可以在增加通話時間時使手機變得更小。
CDMA的使用取代了數字領域中傳統的高級移動電話業務(AMPS),并集中在Agilent Technologies的CDMAdvantage 技術。
去年10月,Agilent宣布了其TRI模式手機雙頻CDMA芯片集中包含有源RF電路接收器側的終端裝置。
HPMX-7102雙頻、TRI模式下變頻器多芯片模塊是用于 800和1900 MHz CDMA和AMPS網絡的。它包含MGA-71543低噪聲放大器,該低噪放含有一個旁路轉換，無需擾動電路匹配而使增益禁止。
RF芯片集用Agilent的第二代偽高電子遷移率晶體管(PHEMT)、高級雙極硅及其薄膜體聲諧振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)工藝實現密封解決方案,在誤幀率低于1%時,靈敏度為106.5dBm。芯片集接收結構使手機制造商可根據系統要求使靈敏度和線性最佳,并使電流消耗最小。
發射端有功放模塊,其在中等功率輸出時,被優化而具有很高的效率。根據CDMA手機的典型使用曲線圖可知,這種功能可延長電池的使用壽命。模塊被完全匹配,并在單一正向電源下工作,此電源只需外部去耦電容器。這些電源模塊可由Agilent的上變頻器直接驅動。
由Agilent開發的這項技術采用了新穎的、具有突破性的諧振器技術-薄膜體聲諧振器(FBAR),它被用來做為現代無線通信系統中的主要的頻率整形器件(如濾波器、雙工器和振蕩器中的諧振器)。FBAR分為四個部分。
第一部分,“薄膜”。使用薄膜半導體工藝建立空氣中的金屬-氮化鋁-金屬夾層,從而構成FBAR諧振器。第二部分，結構中的“體”部分在諧振形成的地方產生。當交變電勢作用在夾層上時，整個氮化鋁層膨脹、收縮,產生振動。這種諧振發生在材料的體內，相反,發生在材料的表面就是表面聲波(SAW)器件的情況了。與表面聲波所用的交指型結構相比,尤其是對交指型結構間距必須縮小的較高頻率情況,體諧振器的一個優勢是較好的功率控制特性。第三部分“聲”指的是振動膜,其產生高Q值的機械(聲)共振。從波長×頻率=速度,這樣一個關系式可以很清楚地看出,對于給定的共振頻率，以每秒傳播幾百米的聲波將比以光速傳播的電信號的波長更短。因此,對于給定頻率的聲諧振器的自由度要比同軸諧振器的低幾個數量級,使聲器件更適于半導體芯片。表面聲波器件相對于陶瓷諧振器也具有這種優勢。
當交流電壓加在氮化鋁層上時，極化向量P會發生相變。在某個電壓V(fs)下,向量P將與所加電壓產生的向量E同相,從而產生一個串行諧振。在另一個電壓V(fp)下，向量P將與向量E反相,產生一個并行諧振。串行和并行諧振可由等效電路和下列等式來描述其特性:
串行諧振：
并行諧振：
把壓電耦合用于聲諧振的獲得，以形成電諧振器。然后,諧振器接到提供信號波形(濾波)的網絡中。諧振器也可用于構成壓控振蕩器(VCO)等器件。
用FBAR技術實現的高Q值和耦合系數可使所形成的結構性能與陶瓷諧振器和表面聲波諧振器的性能相抗衡。目前Q值已超過1000。
FBAR方案與陶瓷諧振器相比，在小型化方面有了相當大的進步，已可提供比目前陶瓷諧振器體積小10%的產品。FBAR樣品的電性能與目前CDMA PCS陶瓷雙工器的性能差別在幾個dB范圍內，Agilent預期FBAR產品可提供與陶瓷型產品相同的性能。
FBAR將提供超過表面聲波器件的電性能,這包括較低的插入損耗,較陡的濾波器特性以及較好的功率控制性能。很多優勢來自于與體效應器件相關的較低的寄生性,以及省去了電路布局中的布拉格反射器(Bragg reflectors)。FBAR還能改善帶寬和不需要頻帶分離。
另外,當細間距交指型結構中獲得高功率控制特性的困難限制了表面聲波雙工器工作在移動頻段時，FBAR技術可擴展到PCS頻段，并用于制作工作到10GHz以上頻率的諧振器。
FBAR技術與硅和砷化鎵晶片工藝兼容,這為在同一半導體封裝內包含有源元件和濾波的集成無線方案提供了解決途徑。最終,同一芯片會含有以上這些功能。相反，表面聲波器件通常采用鋰鉭或鋰鈮工藝,其較高成本的基片被限制于多芯片模塊集成。相對大一些的陶瓷技術產品不太可能集成。表1示出了3種技術的比較。
其它優點包括:
?。?芯片集是為雙頻手機設計;
?。?可最佳地工作在單節鋰離子電池方式;
?。?體積小:片上控制功能可省去外部控制電路;低噪聲放大器使用SOT-343,最小化的片上旁路開關;下變頻器采用BCC封裝。
?。牡?低噪聲放大器的旁路狀態不消耗電流;上變頻器中的發射器驅動器采用自適應偏壓使電流消耗最小。
＊ 接收器靈敏度高:分離式LNA(低噪聲放大器)結構允許使用低噪聲PHEMT技術(PHEMT LNA或分離式PHEMT);帶有頻帶分離濾波(HPMX-7201)和增益分配的發射鏈結構可使接收器頻帶噪聲最小。
?。杀镜?除LNA(GaAs PHEMT)外,廣泛使用最低成本的Silicon 技術,對于RF IC采用了大量的行業標準封裝?！?
摘自《電子產品世界》
