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RF2123 ：新型高功率，高效率HBT GSM功率放大器
RF Micro Devices公司推出的新功率放大器
基于革命性的HBT GSM应用（异质
erojunction双极晶体管）技术。这股力量
放大器从一个单一的4.8V或6V电源支持工作
帘布层，而不需要一个负电压。电源
在4.8V输出为35dBm的，并且在6V的PA提供
36dBm的！整体效率高达62％。
板载电源控制在内，因为是关机。
该器件封装在一个工业标准16引脚
SOIC与4个稠，宽线索。
效率是极其重要的。百分之六十的总
效率为两个阶段， 30分贝增益GSM电力
功放IC非常适用于延长通话时间 - 关键
在竞争性系统的性能优势
的水平。
小封装尺寸。随着手机尺寸的缩小，
现有的房地产RF元件缩小
为好。传统的功率放大器设计变得
很难在需要的区域来实现;因此，
SOIC封装，集成放大器的方法是
极为有利。的RF2123需要的地方
大分立方案，或MESFET IC
执行与其它组分，例如
一个负电压产生器和一个供给侧
开关。独特的“四蝙蝠”包pio-
由RF Micro Devices公司neered允许优越的耐热
下沉和电气接地。这使得在4-
W的输出功率，以在GSM模式被发送
没有特殊的散热块或非标准packag-
ING 。
无负电压。 HBT是一种独特的技术，
允许比砷化镓MESFET的性能更好，
但允许从一个偏类似于硅双极
单正电压。这消除了一个
主要缺点和GaAs MESFET的 - 的
为一个负电压。对于一个系统
去签名来实现负电压suffi-
cient电流来驱动一个MESFET的栅极，某些种
开关调节器或“电荷泵”必须被使用。
这可能是昂贵的和麻烦的。如果
电荷泵芯片上实现的，过度的
低频噪声，额外的漏电流，
和额外的外部元件最小化
受惠。
HBT提供了一个优雅的解决方案，以高艾菲
效率功率放大器。无需额外的
部件，所述部件提供了一个整体的小，
更有效和更低成本的解决方案。
无电源侧开关。该RF2123功率HBT
放大器提供电源下一个引脚。这
功能断电的部分小于0.5V
在控制引脚，并提供完整的功率4V
上的控制。在关断模式下，小于1mA
总电流的消耗，从而允许很长
待机时间的手机。
用数字式蜂窝系统中的成熟
欧洲，日本和北美，下一代
手机必须提供优势给消费者。
这些一般采取较低成本的形式，小
大小，并延长电池寿命。
这历来是任何一个组件
贵大，耗电，或者任意组合
这些已在RF功率放大器。这个关键
分量支配导致的电池寿命，尺寸，便于
的执行情况的电话，以及可制造性。
对于5.3V和6.0V ，这间5电池应用
功能现在可以使用的HBT （异质执行
结双极晶体管）射频微技术
设备。新的RF2123的GSM功率放大器亲
志愿组织所有这些优势，以手机设计，
扩增+ 6dBm的输入信号超过+ 35dBm的输出
放，以高达60 ％的效率。此外，没有负面
略去电压是必需的，无论是内部或外部
产生的。另外，板载的模拟GAIN（增益）
控制提供大于电源控制60dB的距离
1V至4V的控制电压。当控制被减少
到<0.5V ，部分被关闭，绘画小于1mA 。
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技术说明
与文章
该HBT功率放大器驱动器的几个主要特点
手机操作和设计。有些是优势
最终客户，如通话时间和总
手机尺寸。其他的都与简化设计
和制造该电话，如单电压
电源，车载电源关闭，并且板载电源
控制权。这些优点将在下面进行讨论：
通话时间。和Transmit的电流消耗
之三是由功率放大器支配。对于电池
操作的应用中，功率增加（或总）
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要利用砷化镓MESFET功率放大器，该系
统设计者必须插入一个开关到支持偏见
股线的一部分关闭。栅极不能
用于打开和关闭，由于切换MESFET
高栅 - 源电容。板载充电
泵必须消耗的电流毫安时
掉电。该电源侧开关必须capa-
竹叶提取的支持非常高的电流，并趋向于
很前沉思的结果。将MOSFET开关
0.50美元至0.75秩序，这是一分成本
整个功放成本stantial部分。
通过开关的损耗也降低了电压
年龄可在MESFET PA的漏极，从而
需要更多的电流，从而实现相同的输出
力。
增益控制。使用相同的引脚用于
功率下降，增益控制在60dB以
1V至4V的控制范围内。一个典型的功率控制
特性示于图1 。
高可靠性。在RF Micro Devices公司，我们有
RF记录下超过150万器件小时
应力加速的LifeTest自1993年结温
250℃ peratures用于加速试验。
此外， TRW已运行加速DC
的LifeTest ，其具有RF应力结果相关联。该
可靠性在最初的HBT大为改善
8-10年前，可用的技术。今天，超过
40000000小时MTBF在125 ° C的结温
Tures的实现。
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技术说明
与文章
图1.输出功率与VPC从0到4V 。注意，功率控制范围是>60分贝与
最大输出功率在36.3dBm 。
该RF2123是从一个家庭功率放大器之一
RF Micro Devices公司基于HBT技术为
线性和恒定包络应用。该技
术中， TRW提供的，是一种成熟的技术原稿
开发应受军事和空间应用。
基于砷化镓/铝镓
砷（砷化镓/铝镓砷）异质结构中，功率
和效率的性能是最高的COM任何的
商业上可用的集成解决方案。作为一个双极
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结构，该部分可以从一个单一的正操作
电源电压不添加组件 - 极度
在电池操作的重要系统，如cellu-
LAR手机。
在HBT晶体管的临界几何形状是垂直的
结构，而不是横向。发射极，基极和集电极
垂直堆叠由半导体层生长，
利用MBE（分子束外延） 。这是一个很
精确和可重复的生长过程。由于每个
层被放置在整个晶片上一次，没有光致
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Vcc1
1
16 BiasR
GND
2
15 GND
14 GND
13 RFOUT
12 RFOUT
11 GND
10 GND
VPC
GND
3
GND1
4
RFIN
5
GND
6
BIAS
GND
7
Vcc1
8
9
图2.框图和引脚的RF2123 。
光刻技术需要该处理;因此，屏蔽
对准和光学分辨率是不是一个问题。另外，
这意味着晶片可以制备和成堆库存，
消除从产品的关键路径这个步骤
制造业。
一旦该层被完成，那么该光刻
开始。由于所有的关键几何已经DE-
罚，最小特征尺寸是目前2毫米。这
比0.5-1.0mm栅极更可制造的
的几何形状，通常需要由砷化镓MESFET的。
我们觉得TRW HBT工艺是最可靠的
市售HBT工艺在世界上。作为
军事分包商， TRW有资格的过程
许多军事计划。此外TRW ，
作为航天设备制造商，已合格
HBT工艺制造的S级空间应用。这个级别
的耐用性是绝对需要的航天器，
因为它是有点难以修复失败康波
新界东北的空间，但也要求由商业
当今市场。 RF Micro Devices公司和TRW有
双方一直孜孜测试HBT工艺的精良
UCTS确定的耐用性和故障率。
的平均无故障时间的当前定义为在一个4x107小时
125 ° C的结温。附加信息
可以用异质结双极晶体管的可靠性，并且可以是
与应用程序的信息包得
该RF2123 。
为了满足砷化镓HBT的持续需求，
RF Micro Devices公司已经授权的专利TRW
HBT工艺制造的商业无线应用和
正在建设一个高容量的晶圆厂位于北卡罗来纳州格林斯博罗，
为业界提供这些功率放大器和
其他高性能集成电路。该晶圆厂将成为
最大的GaAs HBT晶圆代工厂在世界上，并且将CON组
tinue执行我们的优势地位为主导
砷化镓HBT电路的供应商。
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为RF2123的方框图显示在图
2.部分是一个两阶段的设备与30分贝增益在满
力。完全饱和的输出所需要的驱动电平
看跌期权+ 6dBm的。偏压控制是通过一个单一的设置
针接口，和最后级地实现
通过大管脚上的包的两侧。
第一阶段地被引出，通过一个单独的
接地引脚从输出隔离。这些理由
应与通孔的印刷电路板直接连接
接地平面。的输出被带出通过
两个输出引脚，并结合片，以形成输出
放线。
该放大器工作在AB类偏置模式。该
最后一个阶段是“深AB ”，意思是静态电流
是极其低的。作为射频驱动器的增加，最终
阶段的自偏压，使偏置点转移向上
并且，在充满电，吸引约1A 。最佳负载
对输出级是 3.5W 。这是负载在
输出集电极，并且由串联电感产生
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技术说明
与文章
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tance由输出接合线形成，引线和
外部的微带线，以及两个并联电容器
的一部分。随着本场比赛，一个50Ω的终端阻抗
实现的。输入匹配到50Ω ，只需
隔直电容需要。该输入DC耦合;
因而，阻塞帽必须被串联插入。
VCC1提供电源电压的第一阶段，以及
作为提供在整个工作频带的一些控制。
本质上，所述偏压是通过一个短供给该销
传输线。外部调谐电容器的引脚1
将增益峰值的频率。在paral-电阻
LEL与偏压扼流圈用于第一阶段有助于stabi-
利泽和出队的电路。
该RFOUT引脚提供的输出功率。引脚12和
13应在外部相结合。偏置最后
阶段被输送到该输出线和进料必须是
能够支持现有的1-1.5A要求。
该HBT的击穿电压是>20V ，因此名义上在
6V应该具备过压没有问题。下
极端情况下，然而，这可以发生在一个CEL-
细胞性手持机环境中，电源电压可以是
高达8.5V至9.5V 。这些条件可以corre-
有反应操作中的电池充电器，特别是与
将电池取下，而“卸载”供应税务局局长
CUIT 。添加到这个最坏的情况中，RF驱动器
可以是在传输过程中全功率，并且输出
驻波比可以是非常高的，对应于一个
损坏或删除的天线。根据上述所有的
条件下，峰值RF电压可能超过2倍
电源电压，迫使器件进入击穿。
该RF2123包括过电压保护二极管，在
输出，该输出开始剪切的波形的峰在
15V 。这可以防止断器件的输出
下，这些最坏情况的条件下，并提供
坚固耐用，强大的组件为系统设计师。
高电流条件也有潜在危险
任何射频设备。大电流导致高路
温度和可能迫使早期故障。该
RF2123包括参考二极管的偏置电路，以
温度补偿射频晶体管，从而LIMIT-
荷兰国际集团的电流通过偏置网络和保护
该设备免受损坏。相同的机制
工作以补偿电流由于环境温
perature变化，以及该部分是显着consis-
帐幕以上的全-30 ° C至+ 85 °C商业级
温度范围。
而部分安全CW下运行，最大
功率和可靠性将根据脉冲直流实现
ditions 。下表中所示的数据是
采取用12.5 ％的占空比和一个600毫秒的脉冲。
?? ！ " ??????? ??
的RF2123性能总结于表1中
下文。一个完整的数据表可从RF微
设备。
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技术说明
与文章
参数
频带
最大连续输出功率
总CW效率
增益最大功率
增益控制范围
VPC电流
“关”电流
电压范围
稳定性
温度范围
典型性能
890-915兆赫
4-W
55%
30分贝
45分贝，分
1毫安，最大
10微安，最大
5.3到6V
虚假<-60dBm
-30 + 85℃
条件
随着在6V规定的负载
在最大输出
VPC < 0.2V
输出VSWR < 8 ： 1
操作
表1. RF2123性能概要
该RF2123 HBT GSM蜂窝功率放大器具有
开始引入RF Micro Devices公司。该放大器
提供任何集成的综合性能最好
PA在商业市场上。从一个单一的操作
正电源， 55 ％的效率和功率电平
4 -W是由一个16引脚SOIC表面实现
贴装封装在6V 。掉电和电源控制
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被集成在芯片上，无需额外的组件
所需。新的功率放大器可用于SIM-
化了手机的设计和改进操作，
以及显著降低整体成本。
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