スマートフォンの無線回路で、LNA・ミキサ・PLLなどを含むトランシーバはCMOSのチップに集積されることが多い一方、送信のPAにはGaAsのHBTなどの化合物半導体が使われることが多い。その主な理由として、最も適切なものはどれか。

正解：B. 微細なCMOSのトランジスタは耐圧が低く、大きな出力電力を効率よく取り出しにくい一方、GaAsのHBTは耐圧と高い周波数での出力・効率に優れるため

微細化したCMOSは、多数のトランジスタを安く集積でき、GHz帯の信号も扱えるので、LNA・ミキサ・PLL、さらにベースバンドの処理までを1チップにまとめるのに適しています。一方、PAは数百mW程度の電力を高い効率と線形性で出す必要があり、耐圧の低い微細なCMOSでは電圧の振幅を大きくしにくく、効率や出力の点で不利になります。そのため、スマートフォンのPAにはGaAsのHBTが、基地局のような高出力のPAには、耐圧と放熱の点でさらに優れるGaNのHEMTが多く使われています。化合物半導体のウエハは一般にシリコンより小さく高価なので、必要な部分だけに使い分けています。

• A. CMOSはGHz帯の信号も扱え、トランシーバの多くはCMOSでつくられています。
• B. 正しい。耐圧と出力・効率の点で、PAには化合物半導体が有利です。
• C. 化合物半導体のウエハは一般にシリコンより小さく高価で、費用の点ではシリコンが有利です。