无线手机使用的集成式RF功放器/滤波器前端

滤波器和双工器给CMOS技术提出了更大的挑战。大多数移动手机目前采用陶瓷、SAW或FBAR谐振器，以利用陶瓷或声音技术提供的高Q优势。CMOS器件中的电感器Q一般约为100，而陶瓷没有负荷的Q值在1000 – 3000之间，单片电路FBAR谐振器的Q值则要高达3000。没有负荷的Q值越高，滤波器的插入损耗越低，滚降越剧烈，从而可以改进抑制性能。因此，许多芯片组供应商考虑把嵌入式滤波器集成到RFIC中。这种方法给简单的滤波器应用带来了一些希望，如GSM接收机和发射机滤波器，其中将在硅晶片流程中制作分散的模具，如FBAR，然后可以把模具嵌入到基带或RFIC器件中。(注：由于石英晶体基底和基于硅的RFIC的热量不匹配，因此可能很难以类似方式集成SAW滤波器。)

在CDMA和W-CDMA等FDD应用中，一般使用双工器把接收机频段和发射机频段分开。由于双工器必须位于天线接口上，因此功放器自然而然地位于RFIC和双工器之间(图4)。因此对CDMA和W-CDMA，把双工器嵌入RFIC中变得有问题。为实现杰出的解决方案，有必要同时集成滤波器技术和功放器技术。

对移动手机应用，在性能、成本和供应商发展动态之间实现最佳平衡似乎需要采用图5所示的结构。由于集成式基带/RFIC芯片组，如绿色显示的手机的数字部分可以被推动到非常低的成本和非常高的性能，因为可以为这些功能优化CMOS工艺和设计。如蓝色所示，一两个单独的RF前端模块将利用GaAs功率器件中更高效的性能及单片电路谐振器拓扑的高Q滤波器性能。

在过去15年中，移动手机设计的整体发展趋势已经涉及到大规模集成度。这种趋势将继续，为未来的多频多模式手机提供性能和成本优势。由于目前多家公司的RF开发进展，我们可以期待具有2G和3G功能的手机，并在电路板上留出更多的空间，实现更大的内存、处理能力及更加高级的应用。

图示内容：

图1. 典型的分散器件。典型的FBAR 滤波器(左)和采用E-pHEMT有源模具的放大器(右)。

图2. 典型的双频CDMA手机及通过RF集成可能节约的体积示意图。

图3. PCS CDMA手机设计效率比较。

图4. 简单的前端模块方框图。

图5. 双模式GSM和3G手机的未来移动手机划分。