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在过去的20多年中,无线技术应用呈现了爆发式增长,多种蜂窝标准的发展,对射频前端系统的输出功率和线性度方面有着更高的要求。射频前端能否实现高效率、小型化、低功耗成为占领市场的关键因素。将不同的射频前端器件集成在同一芯片上进行协同设计,可以减少器件数目,从而就可以使整个射频系统的体积和成本得到优化。通过整合分立元件的匹配电路和指标性能,可以减小分立情况下的损耗,提高效率。因此能够匹配各种不同的通信制式,工作在多个频段多种模式下的可重构射频前端在多通信系统趋向普遍化的未来将会成为主流。本文基于应用在4G长期演进(Long Term Evolution,LTE)不同频段上的可重构多频多模射频功率放大器(Multi-frequency Multi-mode RF Power Amplifier,MMPA)芯片的基础上,在芯片内部的基板上集成了声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)滤波器,实现了减少射频前端系统的器件数目、减小整个系统的体积和质量及降低成本的目的。整个芯片基板上的系统设计包括MMPA的驱动(driver)级、放大级、开关、SAW滤波器和匹配电路等。由于MMPA为窄带可调的功率放大器(Power Amplifier,PA),即可以通过开关切换到不同的频段,因此可以实现将两个甚至多个不同频段的SAW滤波器匹配至相对应的射频发射通路上。为实现协同设计中MMPA和SAW滤波器在连接界面端口的特性和功能整合,利用阻抗匹配原理对PA和SAW滤波器之间的匹配电路进行设计调试,以达到产品需求的线性、输出功率和效率指标。同时,在绘制基板过程中,运用版图设计原则以及电磁兼容原理,尽量保证对称性,降低工艺偏差和欧姆接触不匹配。在布局布线时防止PA和SAW滤波器及射频通路信号线之间的互相串扰,以达到理想的匹配集成设计性能。在芯片流片完成后,对芯片进行测试和基板上匹配电路的调试,以达到更优化的性能指标。同时进一步对芯片进行静电释放测试(ESD)、高温工作寿命测试(HTOL)、高低温循环测试(TCT)和无偏压高加速温度湿度应力测试(u HAST)等一系列可靠性测试,来验证芯片的设计和封装的可靠性影响。芯片的测试结果表明,集成后的芯片相比于分立元件,相邻频道泄漏比(Adjacent Channel Leakage Ratio,ACLR)中进化的UMTS陆地无线接入(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access,E-UTRA)优化了0.54d Bc,UMTS地面无线接入(Universal Terrestrial Radio Access,UTRA)优化了1.33 d Bc,效率PAE提高了0.55%,增益提高了0.32 d B。可靠性静电测试和老化测试均通过,满足生产要求。