在微波科技及技術研討會(MTTS)上,我參加了一場有關砷化鎵和CMOS用于RF電路設計的座談會,。依我看來,,GaAs陣營略占優(yōu)勢,。但當我在網絡上發(fā)表此一觀點的文章時,CMOS的支持者卻非常不高興,,他們認為我錯誤地描述了RF CMOS的情況,,并且質問我為何如此偏袒那些傳統(tǒng)的“老”技術。
因此,,我又重新采訪了許多認同CMOS技術的人士,,完成另一篇平衡報導。但老實說,在RF領域,,我還是沒有完全被CMOS技術所說服,。沒錯,CMOS晶體管很便宜,,使其適于系統(tǒng)級芯片的集成,,并可用于構建射頻組件,這些觀點都被座談會上的來賓所認同,;但對于將CMOS技術用來設計RF功率放大器(PA),,與會者卻未必贊成。
CMOS放大器可能會非常地龐大,,為了發(fā)送一個2GHz RF的載波,,你需要一些設計,使其能夠驅動一純凈的正弦波到天線,。能夠雙向傳導電流的多源GaAs異質結雙極型晶體管,,能夠相當有效地完成這一任務,其大量生產的成本不到70美分,。所以,,如果CMOS成本更高、上市時間更長,、可擴充性不佳,,而且從未達到超過55%的效率,那么為何還要拼命掙扎于采用CMOS技術呢,?
如果CMOS真的能夠取代以前的雙極電路功能,,而我們卻偏偏不愿接受這個事實,那真的是愚蠢無比,。但關鍵在于,,要了解將CMOS技術應用到模擬設計中,到底有什么好處,。記得,,在今年度的國際固態(tài)電路會議上,許多場研討會中都提到,,重點在于過采樣(oversample),,這里可以舉出兩個例子,而這兩個例子都根本改變了我們設計的方式,。
一個是delta-sigma轉換,,其中過采樣有效地修正了測量交流電信號振幅對時間變化的機制。平常,,如果你進行奈奎斯特采樣(兩倍于所要捕獲信號的最大頻率),,你需要解決最大與最小信號振幅之間的巨大差距。
用256倍過采樣,一次取樣與下一個振幅之間對時間軸的差異會變得非常小,。事實上,,它小得足夠在一個時間間隔內被捕獲一位。將此觀念延伸到磁帶(或其它儲存設備),,或透過開關電容播放(充電和放電交替),,串行資料串流能以24位解讀交流電訊號。這種組件如今廣泛用于公路過磅站的音頻訊號記錄及播放,,如果德州儀器認同,還可用于精密測量(參照直流電壓設計),。這種情況下用CMOS實現(xiàn)很容易,。
另外一個CMOS將雙極技術擠出市場的例子是磁盤驅動器讀取信道。較高儲存容量的關鍵是提升數據傳輸率,。但位域間隔如此密集,,以至于區(qū)分一位訊號的上升沿與另一個訊號的下降沿變得幾乎不可能。因此,,采樣技術從雙極輸入電路測量振幅的模擬峰值檢測機制,,轉移到捕獲大量信號轉換的數字過采樣機制,并依賴DSP來估計實際的資料串流,。
當Marvell Semiconductor公司開始談論CMOS讀取信道時曾遭到質疑,,因此最初該公司只是保守地揭露部分技術細節(jié)。但當它成為領先的高性能2.5英寸硬盤讀取信道供貨商時,,Marvell變得暢所欲言,。它公布了采用8階Butterworth濾波器,部分原因是消除CMOS開關噪音,,但表示該設計將再進行擴充,。
也許這個教訓對在MTTS上聲稱用0.13微米CMOS技術制造出RF PA的Axiom Microdevices公司及其它有類似項目的公司而言,只有當事實真正能被認可時,,反對者才會閉口,。