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SiGe手持设备用功率放大器
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SiGe Handset Power Amp
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■Willson
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功率因素一直不被认为是SiGe技术的强项。但作为SiGe技术的创立者，IBM Microelectronics 一直进行着持续不断的努力，改进工艺和提高电路设计水平。现在，该公司第一条用于蜂窝通信应用的SiGe功率放大器产品线已经诞生。最初的三个产品可被用于AMPS，TDMA，CDMA设计中，工作在824到849MHz和1850到1910MHz频段。
由于早期的 SiGe工艺受限于击穿电压，手机用功率放大器一度被认为是GaAs技术的天下。但IBM已成功改进了SiGe材料，采用straightforward
BiCMOS做出了适用于手机、PCS（Personal-communications-services，个人通信服务）和AMPS、CDMA、TDMA应用的功放模块。这些器件均由位于Burlington的VT工厂采用BiCMOS
5AM 0.5um SiGe工艺生产。它们被设计为单电压供电，无需参考电压。
与GaAs器件相比，SiGe器件具有更出色的热传导性。所以，在一定的输出电压下，运行温度比GaAs低，从而提高了热稳定性。SiGe技术的另一个优势在于同样大小的芯片面积上可以集成更多的模拟与数字电路。结果，新的放大器上集成了RF/bias/PA控制网络，以及VSWR保护电路，使得每一个功放都可以控制负载失配。直流+5V采集电压和完全RF驱动下（输入达+4dBm），VSWR（电压驻波比）比率可达10.0:1。通过新工艺，器
件实现了“在硅片上实现GaAs特性”。放大器已通过了高温射频测试，达到了长期可靠和低结温的要求。
IBM实际上已发布了三种新的采用这种工艺的放大器产品：IBM2002模块用于AMPS/TDMA IS-54，工作频率800MHz；IBM2018模块用于AMPS/CDMA
IS-95，工作频率800MHz；IBM2017模块用于PCS CDMA I-95，工作频率为1900MHz。
IBM2002模块是一种双级功率放大器，可用于AMPS和CDMA，工作频率824到829MHz。 器件可提供小到2uA的待机电流。AMPS时，输出功率
+31.5dBm，PAE(power-added efficiency，功率添加效率)为50%；TDMA时，典型增益30.5dB，输出功率+29.5dBm，PAE40%。工作温度-30~85度时，用于AMPS，增益变化范围为
1dB；用于CDMA，增益变化范围为 0.8dB。在TDMA的设计中，ACPR（adjacent-channel-power-ratio）被设计为-29dBc，以适配
30kHz的载波。同样，ACP（alternate-channel-power）被设计为-49dBc，以适配 60kHz的载波。这种放大器也可在TDMA低功耗工作模式下工作，输出功率+16-dBm，增益28.5-dB，8%的PAE。IBM2002可采用20脚,4-mm低表面QFN封装。
IBM2018是一种双级放大器，采用6mm的正方形封装，可用于双模工作方式（AMPS/CDMA），工作频段为824到849MHz。应用于AMPS时，提供+31.5dBm的输出功率；应用于CDMA，提供28.5dBm的输出功率。PAE值则分别为50%和34%。放大器的待机电流小于2uA。
IBM2017是一种三级器件，可用于IS-95 CDMA应用，工作频段为1850到1910MHz.。放大器特性为+28.5dBm的输出功率和32%的PAE。小信号增益为典型的29dB,随温度产生
2dB的增益变化。适配于 1.25MHz的载波时，ACPR至少为-45dBc。适配 1.98MHz载波时，典型转换信道功率-51dBc。放大器以16脚LGA模块形式提供，同时也提供低功耗的CDMA模块。12dBm输出功率时，增益为25dB。两种工作模式下，典型静止电流均为85mA。
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