Перевод Ю. Потапова

SiGe и CMOS переходят в радиодиапазон

Возможности биполярной, BiCMOS, CMOS и SiGe технологий вс╦ более и более расширяются. Постепенно они внедряются в область высокочастотных приложений, где традиционно используется арсенид галлия. Последние достижения в SiGe-технологии демонстрируют возможности е╦ применения в беспроводной связи, а также интеграции функциональных возможностей систем GPS и Bluetooth.

По заявлению представителей компании SiGe Microsystems (Оттава, Канада), недавно открывшей производство в Кембридже (Великобритания), технология SiGe перемещается в область создания маломощных, малошумящих, высоколинейных СВЧ-устройств, где традиционно преобладала GaAs-технология. Определ╦нные успехи достигнуты также в области построения усилителей мощности и интегральных микросхем оптического диапазона.

Компания SiGe Microsystems разработала методы, позволяющие снизить остаточные фазовые шумы, оптимизировать потребляемую мощность и улучшить входную чувствительность статических предварительных делителей частоты, выполненных по SiGe-технологии. Входной коэффициент чувствительности является наиболее важным для приложений беспроводной связи параметром и критерием отличия SiGe-устройств от аналогичных, выполненных по другим технологиям.

Низкие фазовые шумы позволяют передать через стандартные радиоканалы большие объ╦мы данных за сч╦т использования сложных видов модуляции и снизить количество ошибок при╦ма данных. Другим преимуществом является совместимость с интегральными синтезаторами частоты с фазовой автоподстройкой частоты. Улучшенная входная чувствительность предварительных SiGe-делителей частоты положительно сказывается на рабочих характеристиках устройств, используемых в самых различных беспроводных приложениях. Более высокая чувствительность подразумевает также снижение связи с генератором, расширение допусков изменения параметров и температуры.

Статический предварительный делитель частоты D602 производства компании SiGe Microsystems демонстрирует уровень остаточных фазовых шумов ≈ 145 dBc/Гц при отстройке на частоту 1 кГц. Устройство требует одного униполярного напряжения питания в диапазоне 2,7√5,5 В и потребляет ток менее 100 нА. Потребляемая мощность в нормальном режиме работы составляет 48 мВт. Данное устройство предназначено для применения в синтезаторах частоты и генераторах, использующих фазовую автоподстройку частоты.

Bluetooth

На проходившей недавно в Эдинбурге конференции по системам Bluetooth компания Conexant представила СВЧ-микросхемы CX 72303, которые выполнила по оригинальной SiGe BiCMOS- технологии. Микросхема CX 72303 является однокристальным устройством, соответствующим требованиям Class 2 и Class 3 Bluetooth.

Новая микросхема объединяет в себе ГУН, синтезатор с дробным коэффициентом деления, выходной усилитель и фильтр ПЧ. Наличие распредел╦нной структуры АРУ позволяет отказаться от использования фильтра в системе для подавления зеркального канала. Низкое рабочее напряжение питания (1√1,8 В) позволяет использовать только одну батарею. Управление питанием полностью автоматизировано и соответствует требованиям спецификации Bluetooth.

AGC

Здесь используется глобальная архитектура при╦мника со связью впер╦д,что позволяет реализовать чрезвычайно быструю схему АРУ и фильтрацию без ограничения сигналов. Микросхема включает также комплексную систему демодуляции на базе ФАПЧ, позволяющую оптимизировать выходной коэффициент побитовых ошибок как в идеальных, так и в неидеальных условиях, и включающую быструю схему выбора порога дискретизации.

CMOS

Технология CMOS, ранее применявшаяся главным образом для цифровых схем управления, сейчас также начинает использоваться в высокочастотных устройствах, например, в модулях видеообработки и демодуляции. Среди самых последних разработок можно отметить синтезаторы частоты с системой ФАПЧ компании Conexant.

Эти устройства предназначены для использования в новейших мобильных телефонах, системах спутниковой связи, двунаправленного пейджинга и локальных беспроводных сетях, где позволяют значительно сократить число компонентов, задействованных в высокочастотных трактах.

Гибкость

Проблемы электромагнитной совместимости беспроводных сетей, работающих в диапазоне 2,5 и 3 ГГц, с существующими системами мобильной связи накладывают определ╦нные требования на используемое оборудование. ФАПЧ синтезаторы с дробным коэффициентом деления частоты компании Conexant могут быть использованы как в существующих системах, так и в системах нового поколения, где потребуется поддержка разных диапазонов частот, разных полос сигнала и обратной связи с базовой станцией. Эти устройства могут быть легко перепрограммированы для работы в нужном диапазоне с требуемым шагом. Потребляемая мощность устройств снижена до 14 мВт.

В линию продуктов компании Conexant также входят несколько изделий компании Philsar, слияние с которой произошло в начале прошлого года (например, CX 74039).

Технология 0,18 микрон

Тайваньская компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) внедрила у себя CMOS-технологию с топологическими нормами 0,18 микрон для производства устройств обработки высокочастотных и смешанных сигналов. Первые кремниевые ГУН и МШУ диапазона 2,4 ГГц были переданы пользователям для тестирования уже в конце 2000 года, сейчас готовится к выпуску партия смешанных устройств.

Кроме того, компания также выпустила комплект для проектирования интегральных схем обработки ВЧ и смешанных сигналов, включающий библиотеки моделей, соответствующие базы данных, а также методики проектирования.

Устройства, выполненные по технологии компании TSMC, могут быть использованы в различных телекоммуникационных системах, например, коммутаторах, при╦мопередатчиках, при╦мниках кабельного телевидения и Bluetooth-устройствах как альтернатива существующим BiCMOS и GaAs-микросхемам. Новая технология полностью совместима с традиционным 0,18-мкм процессом для изготовления цифровых устройств, и имеет напряжение питания 1,8 В и напряжение входа/выхода 3,3 В. Смешанные устройства с каналом n-типа имеют верхнюю граничную частоту 62 ГГц, а специальная опция позволяет получить развязку между соседними элементами схемы на 25 дБ лучшую, чем в устройствах, выполненных по традиционной технологии.

MEE, ноябрь 2000 г.