东芝电子元件及存储装置株式会社面向智能手机低噪声射频放大器推出实现低噪声系数的SOI工艺
2018年01月26日
东芝电子元件及存储装置株式会社
东京-- 东芝电子元件及存储装置株式会社今日宣布研发出新一代TarfSOITM（东芝先进的RF SOI[1]）工艺——“TaRF10”，该工艺经优化适用于智能手机应用中的低噪声放大器（LNA）。
近年来，移动数据通信的快速发展使得射频开关和滤波器在移动设备模拟前端中得到了广泛应用。从而导致天线与接收器电路之间的信号损耗增加，使得接收器灵敏度下降，而低噪声系数[2](NF)的LNA成为补偿信号损耗和提高接收信号完整性的关键。
东芝电子元件及存储装置株式会社已利用其全新的TaRF10工艺成功研发出LNA原型机，该原型机可在1.8GHz频率下实现0.72dB的卓越噪声系数和16.9dB的增益[3]。
移动设备在接收器电路中使用大量射频开关和LNA，因此需减少电路尺寸来减少对基板面积的占用。目前，LNA通常使用硅锗碳（SiGe:C）双极晶体管，这使得在同一芯片上集成采用不同工艺制造的LNA和射频开关非常困难。
由于TaRF10新工艺与制造射频开关的TaRF8和TaRF9工艺高度兼容，可确保卓越的射频特性，因此可在单一芯片上实现LNA、控制电路和射频开关的集成。与TaRF8相比，TaRF9实现了更低的插入损耗和信号失真。如今，东芝电子元件及存储装置株式会社计划将搭载集成射频开关的LNA投放市场。
东芝电子元件及存储装置株式会社依托旗下子公司Japan Semiconductor Corporation采用新的SOI-CMOS技术成功研发出射频IC，公司有能力实施从射频工艺技术研发到设计和制造的全部生产流程，可确保产品快速上市。
该公司将继续利用尖端技术进一步改进TarfSOITM工艺特性并研发射频IC，以满足下一代5G智能手机的市场需求。
表1.LNA的主要规格
| 模式 | 采用TaRF 10 工艺的LNA | 单位 | |
|---|---|---|---|
| 芯片尺寸 | - | 0.70×0.43 | Mm |
| 频率 | - | 1.8 | GHz |
| 电源电压 | - | 1.8 | V |
| 电源电流 | 增益模式 | 7.4 | mA |
| 旁路模式 | 50 | μA | |
| 控制电压 | 增益模式 | 1.8 | V |
| 旁路模式 | 0 | V | |
| 增益 | 增益模式 | 16.9 | dB |
| 旁路模式 | -1.6 | dB | |
| NF | 增益模式 | 0.72 | dB |
| 回波损耗（输入） | 增益模式 | 8.4 | dB |
| 回波损耗（输出） | 增益模式 | 12.1 | dB |
| 反向隔离 | 增益模式 | 26.5 | dB |
| IP1dB | 增益模式 | -8.9 | dBm |
| IIP3 | 增益模式 | 4.3 | dBm |
注：
[1] TarfSOI™ （东芝先进的RF SOI）：东芝独一无二的绝缘硅互补金属氧化物半导体(SOI-CMOS)前端工艺
[2] 噪声系数：输出端信噪比和输入端信噪比的比值。噪声系数越低，放大器自身噪声则越低，因此噪声系数越低越好。
[3] 增益：放大器输出功率与输入功率的比值，用dB表示
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