Peregrine智能整合UltraCMOS技术突破RF性能屏障

2015-05-09 10:11:29 未知

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伴随着在2014年12月Murata对Peregrine半导体的收购完成，Murata成为Peregrine半导体的长期战略性合作伙伴。通过将Peregrine完整的半导体供应链、RF硅片的专业技术，以及多元化的业务与Murata现有工艺的完美互补，Peregrine产品走上更高的高度。

在2015年电子设计创新会议上，Peregrine半导体的产品营销总监Kinana Hussain向与会媒体介绍了基于UltraCMOS^®技术的系列产品的最新发展状况。

射频前端解决方案UltraCMOS Global1 PE56500

Peregrine半导体与村田制作所（Murata）共同宣布将启动2015年UltraCMOS^® Global1的合作。通过这项新的合作，将把全CMOS射频前端解决方案PE56500与村田制作所的滤波器紧密无间地整合在一起。UltraCMOS Global1技术促成了一个单一的全球通用的SKU──为4G LTE移动设备制造商节省了大量的时间和金钱。将加快LTE移动设备制造商过渡到可重构RFFE的设计，从而在一块芯片上容纳全世界40多个LTE频带。

“村田制作所在全世界表面声波（SAW）滤波器市场的占有率在45％以上，在连接模块市场的占有率在60％以上。”村田制作所通信事业部执行副总裁兼总监中岛纪男说。“通过Peregrine半导体的UltraCMOS Global1解决方案与村田制作所提供业界领先的滤波器和模块的能力的结合，我们能够提供业界第一个完全集成的射频前端解决方案，而且是由一家公司提供。”

PE56500是在Peregrine的UltraCMOS技术的基础上研发而成的，它把Peregrine行之有效的射频SOI开关和调谐器技术，与CMOS功放的新功能结合起来，性能与砷化镓的性能相当。UltraCMOS Global1 PE56500是一个完全集成的、可重构3G/4G蜂窝射频前端（RFFE）解决方案，其中包含多模式、多频段（MMMB）功率放大器，功放调谐，功放后置开关和天线开关，全部装在一个封装中。它有三个单片MMMB线性功率放大器，分为低频、中频、高频三路，其频段分别是690MHz~915MHz、1710MHz~2100MHz和2300MHz~2700MHz。这三路中的每一路都包含一个级间调谐匹配网络和最终调谐匹配网络，在移动电话的操作频带上，对多模式功率放大器的性能，PE56500是通过MIPI RFFE V1.1标准数字接口进行配置的。因而能够做到可调谐匹配和偏置的优化，从而在线性度和效率之间得到更佳选择。可配置的射频和偏置减少了由于模式、频率和生产公差而造成手机的变化。

全CMOS射频前端解决方案提供了在各个模式和频段都易于使用的数字控制调整，高隔离度，解决了互操作性问题和可扩展性，从而可以轻而易举地支持更多数量的频段，而且可以调谐，开关损耗小。

40GHz射频SOI开关UltraCMOS^® PE42524

UltraCMOS^®PE42524是工作频率高达40GHz的射频SOI开关，促使Peregrine的高频产品阵容扩大到先前以砷化镓（GaAs）技术为主的频率。作为GaAs以外的另一种解决方案，PE42524在可靠性、线性度、隔离性能、过渡过程时间和静电放电（ESD）保护性能等方面具有优势，是用于测试和测量、微波回程、雷达和军事通信设备的理想开关。

Peregrine的PE42524是单刀双掷（SPDT）射频开关裸片，它的频率范围宽，从10MHz至40GHz。它的端口与端口之间的隔离性能极好，插入损耗低，线性度优异。在30GHz时，开关的隔离性能是47分贝，插入损失为2.2分贝，在13.5GHz时的IIP3为50dBm。PE42524的开关时间为225ns，过渡过程时间很短，为840ns，所有引脚的人体放电模型（HBM）静电放电保护电压高达2000V。和砷化镓的解决办法不同，对于PE42524，在射频端口如果没有直流电压，不需要阻断电容器。PE42524可以以倒装片裸片的方式提供，它的凸块间距为500μm，从而根除了由于邦定线长度变化而引起的性能变化。

据悉，样品、评估工具和量产件现在已经上市。PE42524的倒装片裸片符合RoHS标准。

图 40GHz射频SOI开关UltraCMOS^® PE42524

UltraCMOS^®单片相位和幅度控制器

Peregrine宣布在大中华市场推出新系列UltraCMOS^®单片相位和幅度控制器（MPAC）。MPAC产品中集成了一个90度混合分离器、移相器、数字步进衰减器以及一个数字SPI接口，全部集成在一块芯片上。与多芯片的砷化镓（GaAs）解决方案比较，这种单片射频控制器的线性度高，隔离性能好，能够控制很大的功率，相位调谐灵活性极强，对于两路动态负载调制放大器结构，例如多尔蒂（Doherty）功率放大器，是理想的射频控制方案。

“Peregrine的MPAC系列产品的推出，为射频系统设计人员带来了灵活性和精确控制相位和幅度所需要的性能。”Peregrine半导体公司产品营销总监Kinana Hussain说。“与同类解决方案不同，MPAC在一块单一的芯片上集成了多个元件──这是GaAs技术永远无法实现的。这种单片解决方案相当于为我们的客户提供更可靠的可重复和更容易使用的解决方案。”

MPAC在无线基础设施的应用

UltraCMOS MPAC系列是针对LTE和LTE-A无线基础设施收发器市场而设计的产品。对于无线基础设施中使用的多尔蒂放大器结构──例如宏单元、微单元和微微单元，每一个控制器都是提高系统的性能、降低材料（BOM）成本、提高可靠性以及提供更大的调谐灵活性的控制器。

在用于多尔蒂（Doherty）放大器的最优化时，MPAC通过更好的匹配和提高数字预失真（DPD）环路的效果，对于增加功率的效率、整个频率范围内的线性度、多尔蒂带宽，都在性能方面带来优势。MPAC提高了昂贵的对称或不对称多尔蒂功率放大器组件的总合格率，从而降低了系统的材料成本。由于各路收发器之间的性能一致和可重复性，这种单片控制器提高了系统的可靠性和收发器的合格率。MPAC可以用于任何横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）或氮化镓（GaN）多尔蒂放大器，并且可以通过数字接口进行远程编程，以适应不同使用现场的要求。这样，工程师能够针对进操作和环境灵活地实时调整相位和振幅。

MPAC系列特性

MPAC系列在两个方向的移相范围宽、移相步长小、线性度高、功耗低。在功率的控制和端口之间的隔离方面的性能更好。由于MPAC产品是在UltraCMOS单芯片技术的基础上设计的。MPAC的静电放电保护性能优异，在所有射频引脚上为1kV；温度范围很宽，能够达到105℃；电源电压范围很宽，为2.7V～5.5V。

MPAC系列的第一个产品UltraCMOS PE46120，目前已经向部份客户提供样品。PE46120的频率范围是1.8GHz～2.2GHz，满足3G频带1、2和3的需要。MPAC系列产品计划覆盖所有移动电话的频率范围。

直流射频开关UltraCMOS^®PE42020

UltraCMOS^®PE42020是工作在直流（DC）即零赫兹的集成射频开关。直流射频开关PE42020能够通过大功率，并且在直流达到8000MHz的频率范围上保持出色的射频性能和线性度。PE42020是取代问题丛生的机械继电器和微机电系统（MEMS）的可靠方案，是用于测试和测量（T＆M）和自动测试设备（ATE）的理想开关。

Peregrine公司的UltraCMOS技术促成了智能整合，也就是把射频、数字和模拟功能集成在一块单片芯片上的能力。直流射频开关PE42020把高性能的射频开关、模拟直流信号跟踪和数字控制逻辑以及阻抗控制等功能整合在一块芯片上。通过这些功能的整合，射频工程师能体验到更多好处，包括系统有更多功能、更好的性能、更小的外形尺寸、可靠性和灵活性。

Peregrine公司的PE42020配置成单刀双掷（SPDT），频率范围很宽，从直流（零赫兹）直到8000MHz。PE42020可配置50Ω吸收电阻或开路反射，能够通过很大功率，在零赫兹时为30dBm，在8GHz时为36dBm。它的线性度很好，在8GHz时，IIP3为62dBm。总谐波失真（THD）优异，为-84dBc，38dBm的高功率0.1分贝压缩点。PE42020的开关速度达到10μs，过渡过程时间短至35μs，在所有引脚上的人体放电模型（HBM）静电放电（ESD）保护电压额定值为1000V。此外，它的射频端口可以通过的直流电压或交流电压的峰值为+10V至-10V的范围，通过有源射频端口的直流电流高达80mA，PE42020符合RoHS标准。样品、评估工具和量产产品现在已经上市，使用20引脚4mm×4mm的QFN封装。

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