杂讯/线性效能大突破 硅基RF撼动砷化镓技术

矽基RF方案性能突破

虽然砷化镓产品有着上述缺点，但其卓越的杂讯系数及Third-Order-Intercept(IP3)线性处理能力，仍是难以取代的特色。直到现在，可以做为替代品的矽基产品，才以新一代技术克服传统的限制，提供了更可靠及更为经济的解决方案。新一代的RF切换器，如IDT的F2912产品，其采用SOI技术可以在功率放大器(PA)装配环境的高温下稳定运作，这些以矽为材料的切换器可以在大于120℃的高温下，仍然保有卓越的处理效能(0.7B插入损耗、+65dBm IP3及60dB的隔离)(图2)。

　　图2　SOI切换器的处理效能(F2912)

IDT公司另一个以矽为材料的可变增益放大器(IF Variable-Gain Amplifiers, VGA)产品F1240，可经由FlatNoise技术，提供突破性的SNR功能，FlatNoise技术可以确保即使在增益减低时，仍可将杂讯系数维持 在较低水准(如图3)，而在过去的环境中，工程师必须毫无选择地接受每1dB带来的增益降低，而在强化的SNR系统中，可以在最多2dB的杂讯下，仍然保 有较高线性处理效能。

　　图3　FlatNoise 技术在IF VGA的杂讯系数

线性是近来在矽基产品的另一重大改进，如IDT即以矽为材料开发RF VGA产品，此产品采用 Zero-Distortion技术，可以在BW的2,000MHz环境中，达到>40dBm OIP3，同时在100mA的静态电流中，可拥有23dB的调整范围(图4)。一般情况下，在VGA更加优化的线性度及频宽，可为工程师提供更大的弹性， 设计接收系统。

　　图4　采用Zero-Distortion技术的新一代以矽为材料的RF VGA(F0480)

　　图5　Glitch-Free SOI DSA (F1950)

另一项重要的创新技术Glitch-Free，则可以克服数位步进衰减器(Digital Step Attenuators, DSA)作业的不良影响。Glitch-Free可以在MSB状态中，有效降低瞬间过高的杂讯，由10dB降至0.5dB。在如发射器的精密电子装置中， 此技术可以确保增益功能在相邻组件间顺利转换。由过往的经验可知，较大的10dB故障将会损害下游功率放大器。除此之外，传统DSA需要较长的设定时间， 此一特性会降低Time-Domain Duplex(TDD)系统的转换效能，藉由Glitch-Free技术，可以有效消除上述不良影响，提升系统可靠度，同时可以更灵活地运用TDD系统。

砷化镓放大器凭藉着优异的杂讯处理及高度线性等特性，使其成为设计师在高性能RF装置的首选。然而，近来以矽基产品的设计已在杂讯及线性等方面，以各种 技术取得突破性进展，这些技术包括SOI、Zero-Distortion、Glitch-Free等，使得矽基产品在成为砷化镓替代品的选择上，更前进 一大步。