Basis van draadloze communicatie
In de radioschakelingen van een smartphone is de transceiver met LNA, mixer, PLL enzovoort vaak op een CMOS-chip geïntegreerd, terwijl voor de PA aan de zendkant vaak verbindingshalfgeleiders zoals GaAs-HBT's worden gebruikt. Wat is daarvan de meest passende belangrijkste reden?
- ACMOS-transistors werken niet bij hoge frequenties in het GHz-gebied
- BGeschaalde CMOS-transistors hebben een lage doorslagspanning en kunnen moeilijk efficiënt een groot uitgangsvermogen leveren, terwijl GaAs-HBT's uitblinken in doorslagspanning en in uitgangsvermogen en rendement bij hoge frequenties
- CVerbindingshalfgeleiders zijn goedkoper te produceren en makkelijker in massa te produceren op grote wafers
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: B. Geschaalde CMOS-transistors hebben een lage doorslagspanning en kunnen moeilijk efficiënt een groot uitgangsvermogen leveren, terwijl GaAs-HBT's uitblinken in doorslagspanning en in uitgangsvermogen en rendement bij hoge frequenties
Geschaalde CMOS kan veel transistors goedkoop integreren en ook GHz-signalen verwerken; ze is daarom geschikt om LNA, mixer, PLL en zelfs de basisbandverwerking op één chip te combineren. Een PA moet daarentegen een vermogen van enkele honderden mW met hoog rendement en hoge lineariteit leveren, en geschaalde CMOS met haar lage doorslagspanning laat moeilijk grote spanningszwaaien toe, wat nadelig is voor rendement en uitgangsvermogen. Daarom worden voor PA's in smartphones vaak GaAs-HBT's gebruikt, en voor PA's met hoog vermogen, zoals in basisstations, GaN-HEMT's, die nog beter zijn in doorslagspanning en warmteafvoer. Wafers van verbindingshalfgeleiders zijn over het algemeen kleiner en duurder dan siliciumwafers, zodat ze alleen worden gebruikt waar dat nodig is.