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Peregrine智能整合UltraCMOS技術突破RF性能屏障

2015-05-09 10:11:29 未知

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伴隨著在2014年12月Murata對Peregrine半導體的收購完成，Murata成為Peregrine半導體的長期戰略性合作伙伴。通過將Peregrine完整的半導體供應鏈、RF硅片的專業技術，以及多元化的業務與Murata現有工藝的完美互補，Peregrine產品走上更高的高度。

在2015年電子設計創新會議上，Peregrine半導體的產品營銷總監Kinana Hussain向與會媒體介紹了基于UltraCMOS^®技術的系列產品的最新發展狀況。

射頻前端解決方案UltraCMOS Global1 PE56500

Peregrine半導體與村田制作所（Murata）共同宣布將啟動2015年UltraCMOS^® Global1的合作。通過這項新的合作，將把全CMOS射頻前端解決方案PE56500與村田制作所的濾波器緊密無間地整合在一起。UltraCMOS Global1技術促成了一個單一的全球通用的SKU──為4G LTE移動設備制造商節省了大量的時間和金錢。將加快LTE移動設備制造商過渡到可重構RFFE的設計，從而在一塊芯片上容納全世界40多個LTE頻帶。

“村田制作所在全世界表面聲波（SAW）濾波器市場的占有率在45％以上，在連接模塊市場的占有率在60％以上。”村田制作所通信事業部執行副總裁兼總監中島紀男說。“通過Peregrine半導體的UltraCMOS Global1解決方案與村田制作所提供業界領先的濾波器和模塊的能力的結合，我們能夠提供業界第一個完全集成的射頻前端解決方案，而且是由一家公司提供。”

PE56500是在Peregrine的UltraCMOS技術的基礎上研發而成的，它把Peregrine行之有效的射頻SOI開關和調諧器技術，與CMOS功放的新功能結合起來，性能與砷化鎵的性能相當。UltraCMOS Global1 PE56500是一個完全集成的、可重構3G/4G蜂窩射頻前端（RFFE）解決方案，其中包含多模式、多頻段（MMMB）功率放大器，功放調諧，功放后置開關和天線開關，全部裝在一個封裝中。它有三個單片MMMB線性功率放大器，分為低頻、中頻、高頻三路，其頻段分別是690MHz~915MHz、1710MHz~2100MHz和2300MHz~2700MHz。這三路中的每一路都包含一個級間調諧匹配網絡和最終調諧匹配網絡，在移動電話的操作頻帶上，對多模式功率放大器的性能，PE56500是通過MIPI RFFE V1.1標準數字接口進行配置的。因而能夠做到可調諧匹配和偏置的優化，從而在線性度和效率之間得到更佳選擇。可配置的射頻和偏置減少了由于模式、頻率和生產公差而造成手機的變化。

全CMOS射頻前端解決方案提供了在各個模式和頻段都易于使用的數字控制調整，高隔離度，解決了互操作性問題和可擴展性，從而可以輕而易舉地支持更多數量的頻段，而且可以調諧，開關損耗小。

40GHz射頻SOI開關UltraCMOS^® PE42524

UltraCMOS^®PE42524是工作頻率高達40GHz的射頻SOI開關，促使Peregrine的高頻產品陣容擴大到先前以砷化鎵（GaAs）技術為主的頻率。作為GaAs以外的另一種解決方案，PE42524在可靠性、線性度、隔離性能、過渡過程時間和靜電放電（ESD）保護性能等方面具有優勢，是用于測試和測量、微波回程、雷達和軍事通信設備的理想開關。

Peregrine的PE42524是單刀雙擲（SPDT）射頻開關裸片，它的頻率范圍寬，從10MHz至40GHz。它的端口與端口之間的隔離性能極好，插入損耗低，線性度優異。在30GHz時，開關的隔離性能是47分貝，插入損失為2.2分貝，在13.5GHz時的IIP3為50dBm。PE42524的開關時間為225ns，過渡過程時間很短，為840ns，所有引腳的人體放電模型（HBM）靜電放電保護電壓高達2000V。和砷化鎵的解決辦法不同，對于PE42524，在射頻端口如果沒有直流電壓，不需要阻斷電容器。PE42524可以以倒裝片裸片的方式提供，它的凸塊間距為500μm，從而根除了由于邦定線長度變化而引起的性能變化。

據悉，樣品、評估工具和量產件現在已經上市。PE42524的倒裝片裸片符合RoHS標準。

圖 40GHz射頻SOI開關UltraCMOS^® PE42524

UltraCMOS^®單片相位和幅度控制器

Peregrine宣布在大中華市場推出新系列UltraCMOS^®單片相位和幅度控制器（MPAC）。MPAC產品中集成了一個90度混合分離器、移相器、數字步進衰減器以及一個數字SPI接口，全部集成在一塊芯片上。與多芯片的砷化鎵（GaAs）解決方案比較，這種單片射頻控制器的線性度高，隔離性能好，能夠控制很大的功率，相位調諧靈活性極強，對于兩路動態負載調制放大器結構，例如多爾蒂（Doherty）功率放大器，是理想的射頻控制方案。

“Peregrine的MPAC系列產品的推出，為射頻系統設計人員帶來了靈活性和精確控制相位和幅度所需要的性能。”Peregrine半導體公司產品營銷總監Kinana Hussain說。“與同類解決方案不同，MPAC在一塊單一的芯片上集成了多個元件──這是GaAs技術永遠無法實現的。這種單片解決方案相當于為我們的客戶提供更可靠的可重復和更容易使用的解決方案。”

MPAC在無線基礎設施的應用

UltraCMOS MPAC系列是針對LTE和LTE-A無線基礎設施收發器市場而設計的產品。對于無線基礎設施中使用的多爾蒂放大器結構──例如宏單元、微單元和微微單元，每一個控制器都是提高系統的性能、降低材料（BOM）成本、提高可靠性以及提供更大的調諧靈活性的控制器。

在用于多爾蒂（Doherty）放大器的最優化時，MPAC通過更好的匹配和提高數字預失真（DPD）環路的效果，對于增加功率的效率、整個頻率范圍內的線性度、多爾蒂帶寬，都在性能方面帶來優勢。MPAC提高了昂貴的對稱或不對稱多爾蒂功率放大器組件的總合格率，從而降低了系統的材料成本。由于各路收發器之間的性能一致和可重復性，這種單片控制器提高了系統的可靠性和收發器的合格率。MPAC可以用于任何橫向擴散金屬氧化物半導體（LDMOS）或氮化鎵（GaN）多爾蒂放大器，并且可以通過數字接口進行遠程編程，以適應不同使用現場的要求。這樣，工程師能夠針對進操作和環境靈活地實時調整相位和振幅。

MPAC系列特性

MPAC系列在兩個方向的移相范圍寬、移相步長小、線性度高、功耗低。在功率的控制和端口之間的隔離方面的性能更好。由于MPAC產品是在UltraCMOS單芯片技術的基礎上設計的。MPAC的靜電放電保護性能優異，在所有射頻引腳上為1kV；溫度范圍很寬，能夠達到105℃；電源電壓范圍很寬，為2.7V～5.5V。

MPAC系列的第一個產品UltraCMOS PE46120，目前已經向部份客戶提供樣品。PE46120的頻率范圍是1.8GHz～2.2GHz，滿足3G頻帶1、2和3的需要。MPAC系列產品計劃覆蓋所有移動電話的頻率范圍。

直流射頻開關UltraCMOS^®PE42020

UltraCMOS^®PE42020是工作在直流（DC）即零赫茲的集成射頻開關。直流射頻開關PE42020能夠通過大功率，并且在直流達到8000MHz的頻率范圍上保持出色的射頻性能和線性度。PE42020是取代問題叢生的機械繼電器和微機電系統（MEMS）的可靠方案，是用于測試和測量（T＆M）和自動測試設備（ATE）的理想開關。

Peregrine公司的UltraCMOS技術促成了智能整合，也就是把射頻、數字和模擬功能集成在一塊單片芯片上的能力。直流射頻開關PE42020把高性能的射頻開關、模擬直流信號跟蹤和數字控制邏輯以及阻抗控制等功能整合在一塊芯片上。通過這些功能的整合，射頻工程師能體驗到更多好處，包括系統有更多功能、更好的性能、更小的外形尺寸、可靠性和靈活性。

Peregrine公司的PE42020配置成單刀雙擲（SPDT），頻率范圍很寬，從直流（零赫茲）直到8000MHz。PE42020可配置50Ω吸收電阻或開路反射，能夠通過很大功率，在零赫茲時為30dBm，在8GHz時為36dBm。它的線性度很好，在8GHz時，IIP3為62dBm。總諧波失真（THD）優異，為-84dBc，38dBm的高功率0.1分貝壓縮點。PE42020的開關速度達到10μs，過渡過程時間短至35μs，在所有引腳上的人體放電模型（HBM）靜電放電（ESD）保護電壓額定值為1000V。此外，它的射頻端口可以通過的直流電壓或交流電壓的峰值為+10V至-10V的范圍，通過有源射頻端口的直流電流高達80mA，PE42020符合RoHS標準。樣品、評估工具和量產產品現在已經上市，使用20引腳4mm×4mm的QFN封裝。