BiFET功放的集成功率管理为3G手机省电多达25%(08-100)

　　消费者对数据和多媒体的需求促使全世界的电信运营商把2G升级至3G 或以上的网络。这种趋势给了移动设备设计传递了很强烈的信号。

　　3G手机除了提供有竞争力的价格,还必须传输更高的功率，更优的线性度及更好的效率。最重要的是，3G手机必须有更长的通话时间，因为 3G 用户需要耗费更多时间使用他们的手机。

　　尽管在过去几年中，电池技术不断改进，但是仍然落后于功能扩展的需求。设计师必须减少手机功耗来满足高功率输出和更长通话时间的需求,这必须靠手机的半导体设备上来实现。由于功率放大器 (PA) 是当前庞大需求的其中一个组件，着重于通过从功率控制来减少电流消耗是有意义的。

　　与此相对应，众多的功率控制功能可以集成到功放模块上。集成功率控制功能不仅仅强调当前功耗的问题，并提供了更有效的手机设计方法。芯片集成允许手机设计师不使用单独的DC/DC转换器和旁路电容,来优化功率管理和获取更长的通话时间，同时减少PCB板的复杂性。

　　优化低功率输出的需求

　　控制功放功耗的一种方式是在较宽的输出功率范围内提高效率。这可以通过评估 CDG(CDMA Development Group)或者 GSMA(GSM Association)在 3G 网络中的手机功率分布曲线图,优化功放效率来实现。图1为 3G 手机制造商使用的 GSMA的功率分布曲线。

　　图1 3G网络的GSMA 功率分布曲线

　　显而易见，手机大部分时间工作在低功率水平,大约在- 4dBm的功率级别。假设在 PA 和天线之间的电路损失大约为 3dB，那么 PA的输出功率大约为- 1dBm。

　　在低功率级别(低于 0dBm)， 功放主要消耗的是静态电流。- 1dBm输出功率时,功放的静态电流通常约为50mA。通过在低功率级别,减少静态电流提高功放效率，设计师可以大量的减少功率损耗。

　　然而直到最近，这都还不是可行的。用于手机的典型双状态的单链路PA的只能在最大额定功率下进行优化。这使得手机在低功率水平下工作时的效率很低。

　　当然，通过增加外部的 DC/DC 转换器和偏置电压控制可以优化单链路功放在低功率输出时的效率，以达到增长通话时间。但是就像上面所提到的，一个 DC/DC转换器也同时增加手机的尺寸及成本。此外，这将使设计变复杂，因为手机必须在不同的模拟控制状态下进行校准。