集成式RF功放与滤波器前端的应用

CMOS设计人员多年来一直把各种功能集成到大型集成电路中。在通信终端中，到目前一直有两个RF元器件没有集成，即滤波器和RF功放器，这两种器件采用的构建技术都不兼容芯片上CMOS集成。在传统上，滤波器一直采用陶瓷或表面声波(SAW)技术构建，而RF功放器则一直使用GaAs异质结双极晶体管(HBT)或FET器件构建。由于这些技术与RFIC使用的硅或SiGe工艺有着很大区别，因此功放器和滤波器一直作为分散器件，与现在执行手机大部分RF功能的大规模集成芯片组分开。声音谐振器技术和先进的低噪声高线性度晶体管技术已经明显缩小了每种分散功能的体积。当前的单片电路滤波器和放大器技术允许设计人员突破RF集成障碍，重要的技术进步包括：

    ● 表面声波(SAW)滤波器

    ● FBAR滤波器

    ● 异质结双极晶体管(HBT)

    ● E-pHEMT

    由于每种技术都把某种RF功能精简到单片电路设备上，因此可能需要重要举措来提高集成度。以前的技术如陶瓷滤波器需要采用非单片电路结构，单片电路放大器集成起来很不方便。

    最近，多家公司已经开始采用多种芯片技术和多板上多芯片(MCOB)封装开发RF模块。这种方法通过采用优化的半导体工艺，可以实现最佳的滤波器和功放器性能。GaAs HBT或E-pHEMT放大器可以与基于硅的FBAR滤波器集成在一个价格低廉的封装中。同时，MCOB模块可以大大降低体积，改善RF前端的性能。

    集成式RF前端模块(FEM)的第一个、也是最明显的优势是可以进一步缩小体积。图1是双频CDMA手机的典型布局。黄色轮廓指明了容纳800MHz和1900 MHz频段的双工器、滤波器和放大器所需的空间。蓝色轮廓同比例显示了实现两个集成了双工器/放大器的FEM所需的电路板空间。尺寸大大降低主要归功于消除若干个元器件使用的多个输入/输出接口。