硅器件彌補(bǔ)性能差距

盡管砷化鎵有上述公認(rèn)的缺點(diǎn)，但與硅器件相比其卓越的噪聲系數(shù)和三階截取(IP3)線性度會(huì)勝過(guò)這些不足。然而，隨著當(dāng)今新技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)逐漸克服傳統(tǒng)的局限，硅器件已經(jīng)是GaAs較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，可以提供更經(jīng)濟(jì)和更可靠的解決方案。

IDT公司的F2912等新一代RF開(kāi)關(guān)采用SOI技術(shù)，可以在或靠近PA裝配線的非常高的溫度環(huán)境下可靠地工作。這些新的硅基開(kāi)關(guān)在溫度高達(dá)+120℃時(shí)仍具有卓越的性能(0.4dB插入損耗，+65dBm IP3，60dB隔離度)。

類似于IDT F1240等新一代硅中頻(IF)可變?cè)鲆娣糯笃魍ㄟ^(guò)集成FlatNoise 技術(shù)已經(jīng)使信噪比(SNR)實(shí)現(xiàn)了突破性改進(jìn)。 即使在增益降低時(shí)，F(xiàn)latNoise技術(shù)可確保噪聲系數(shù)保持很低(圖2b)。而過(guò)去，伴隨著增益每1dB的降低，工程師就不得不接受1dB噪聲系數(shù)的降低。其結(jié)果是，該系統(tǒng)的SNR可以實(shí)現(xiàn)最多2dB的改善，同時(shí)仍然保持非常高的線性度。

線性度是最近在硅器件中得到顯著改善的另一個(gè)重要參數(shù)。 IDT公司的F0480硅基RF VGA采用了全新的Zero-DistortionTM(零失真)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)大于40dBm的OIP3，2000MHz帶寬，以及在只有100 mA靜態(tài)電流下的23dB調(diào)整范圍?？傮w而言，提高VGA的線性度和帶寬使設(shè)計(jì)師在實(shí)現(xiàn)接收系統(tǒng)時(shí)具有更高的靈活性。

IDT公司通過(guò)開(kāi)發(fā)Glitch-Free(無(wú)干擾)技術(shù)還克服了一個(gè)影響數(shù)字步進(jìn)衰減器的重要缺陷。Glitch-Free技術(shù)降低了眾所周知發(fā)生在MSB態(tài)從10dB轉(zhuǎn)變到0.5dB時(shí)出現(xiàn)的瞬態(tài)過(guò)沖。在發(fā)射器等精密電平設(shè)置環(huán)境下，該技術(shù)可確保增益平滑地過(guò)渡到相鄰的設(shè)置。從歷史經(jīng)驗(yàn)看，較大的10dB干擾(glitch)已經(jīng)能夠損害下游的功率放大器。此外，傳統(tǒng)的DSA需要很長(zhǎng)的時(shí)間實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，這可降低時(shí)域雙工(TDD)系統(tǒng)的處理性能(turnaround performance)。通過(guò)近乎消除這種過(guò)沖，Glitch-Free技術(shù)顯著提高了系統(tǒng)的可靠性，并允許實(shí)現(xiàn)更靈活的TDD系統(tǒng)。

結(jié)論

GaAs放大器和開(kāi)關(guān)所特有的高線性度和良好的噪聲特性使得這項(xiàng)技術(shù)成為以往高性能射頻設(shè)備設(shè)計(jì)師的默認(rèn)選擇。盡管硅基器件在可靠性、集成度和成本等方面有優(yōu)秀表現(xiàn)，但GaAs在某些方面的優(yōu)良性能使其建立了先入為主的市場(chǎng)地位。最近，硅基器件的可靠性、集成度和成本因素變得越來(lái)越重要，使人們對(duì)于硅器件重新產(chǎn)生了興趣。由于采用了SOI、Zero-Distortion、Glitch-Free和其他新技術(shù)，硅基器件在噪聲性能和線性度方面有了很大改進(jìn)，這種技術(shù)目前已經(jīng)是一個(gè)非常有吸引力的替代砷化鎵方案。