フリースケール、ワイヤレス基地局の性能を最適化するＬＤＭＯＳ ＲＦパワー・トランジスタを発表
ドハティー・アンプを利用してワイヤレス基地局の性能を最適化するフリースケールのＬＤＭＯＳ ＲＦパワー・トランジスタ
ピーク・アベレージ比の高い信号向けに最適化された７種類のデバイスを発表
フリースケール・セミコンダクタ・ジャパン株式会社（本社：東京都目黒区下目黒１－８－１、代表取締役社長：高橋恒雄）は、２００７年６月３日から８日までホノルルで開催された ２００７ ＩＥＥＥ ＭＴＴ－Ｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍにおいて、７種類の新しいＬＤＭＯＳ ＲＦパワー・トランジスタを発表しました。これらのトランジスタは、ドハティー・アンプ・アーキテクチャのポテンシャルをフルに引き出したＷＣＤＭＡおよびＣＤＭＡ２０００基地局用送信機の設計を可能にします。
業界スタンダードとして急速に普及しつつあるドハティー・アーキテクチャは、優れた効率を実現しますが、高効率と高リニアリティという相反する条件を克服するために、設計上の課題が残されています。このアーキテクチャに合わせて開発されたフリースケールの新しい７種類のトランジスタは、これらの課題をクリアし、従来のトランジスタ・デザインを利用した基地局と比較して消費電力を大幅に抑えた基地局の開発を可能にします。
７種類のうち、８６５～９６０ＭＨｚ帯域と１９３０～１９９０帯域で動作するデバイスがそれぞれ２種類ずつ、そして２１１０～２１７０ＭＨｚ帯域で動作するデバイスが３種類となっており、最も一般的な携帯電話の周波数帯域であるＰＣＳとＷＣＤＭＡをカバーします。
各デバイスの特長は以下の通りです。
＊ ＭＲＦＥ６Ｓ９２０５Ｈ／ＨＳ： ８６５～９６０ＭＨｚ、５８Ｗ平均出力、２０．５ｄＢゲイン、３４％効率、
－３８ｄＢｃ ＡＣＰＲ （５ＭＨｚオフセット、３．８４ＭＨｚチャネル）
＊ ＭＲＦＥ６Ｓ９１３５Ｈ／ＨＳ： ８６５～９６０ＭＨｚ、３９Ｗ平均出力、２０ｄＢゲイン、３４．５％効率、
－３８ｄＢｃ ＡＣＰＲ （５ＭＨｚオフセット、３．８４ＭＨｚチャネル）
＊ ＭＲＦ６Ｓ１９２００Ｈ／ＨＳ： １９３０～１９９０ＭＨｚ、５８Ｗ平均出力、１７．２ｄＢゲイン、２９．５％効率、
－３８ｄＢｃ ＡＣＰＲ （５ＭＨｚオフセット、３．８４ＭＨｚチャネル）
＊ ＭＲＦ６Ｓ１９１４０ＨＲ３／ＨＳＲ３： １９３０～１９９０ＭＨｚ、２９Ｗ平均出力、１６ｄＢゲイン、２７．５％効率、
－５１ｄＢｃ ＡＣＰＲ （８８５ｋＨｚオフセット、３０ｋＨｚチャネル）
＊ ＭＲＦ７Ｓ２１１７０ＨＲ３／ＨＳＲ３： ２１１０～２１７０ＭＨｚ、５０Ｗ平均出力、１６ｄＢゲイン、３１％効率、
－３７ｄＢｃ ＡＣＰＲ （５ＭＨｚオフセット、３．８４ＭＨｚチャネル）
＊ ＭＲＦ６Ｓ２１１９０ＨＲ６： ２１１０～２１７０ＭＨｚ、５４Ｗ平均出力、１６．４ｄＢゲイン、３０％効率、
－３８ｄＢｃ ＡＣＰＲ （５ＭＨｚオフセット、３．８４ＭＨｚチャネル）
＊ ＭＲＦ６Ｓ２１１４０ＨＲ３／ＨＳＲ３： ２１１０～２１７０ＭＨｚ、３０Ｗ平均出力、１５．５ｄＢゲイン、２７．５％効率、
－４１ｄＢｃ ＡＣＰＲ （５ＭＨｚオフセット、３．８４ＭＨｚチャネル）
これらのデバイスはすべてテープ＆リールで供給され、＋２８Ｖの電圧から動作し、ＥＳＤ保護回路を内蔵しています。また、５：１ ＶＳＷＲの破壊耐量を持ち、ＲｏＨＳ対応の熱伝導率に優れたエアキャビティ・セラミック・パッケージで供給されます。
フリースケールのＲＦディビジョン担当副社長兼ゼネラル・マネージャであるガビン・ウッズは、次のように述べています。「ドハティー・アンプ特有の高い効率により、他のアンプ形式と比較して基地局の年間電力コストを抑えることができます。 しかしながら、ドハティー・アンプは、そのニーズに合わせて設計されたＲＦパワー・デバイスを必要とするため、フリースケールは業界で初めてドハティーに合わせて最適化された高効率パワー・デバイスを開発し、このユニークなアンプ・アーキテクチャのポテンシャルをフルに引き出すことに成功しました。」
ドハティー・アンプの課題
ドハティー・アンプは、非常に高い効率を可能にする独特の特性を備えています。適切に設計すれば、従来のワイヤレス基地局送信機で利用されていた標準的なパラレルＣｌａｓｓ ＡＢアンプと比較して、効率を１１～１４％も向上させることができます。フリースケールは、２００７ ＩＥＥＥ ＭＴＴ－Ｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ＳｙｍｐｏｓｉｕｍのＩＭＳ ＴＨ３Ａ－０２セッションにおいて、フリースケールの最新デバイスであるＭＲＦ６ＥＳ９２０５Ｈを利用した９００ＭＨｚドハティー・アンプに関するプレゼンテーションを行いました。
ドハティー・アンプは、それぞれが大きく異なる条件で動作するキャリア・アンプとピーク・アンプから構成されます。ドハティー・アンプのＲＦパワー・トランジスタは、高いリニアリティと効率を保証するためにバックオフポイントで動作するキャリア・アンプのリニア動作条件と、ピーク・アンプが扱うピーク信号動作条件の両方で、優れた出力インピーダンス・マッチングを保証しなければなりません。７種類の新しいＬＤＭＯＳデバイスの開発において、フリースケールは、デバイス構造と出力インピーダンスのマッチングを最適化して、両方の信号コンディションに対応しつつ、ドハティー・アーキテクチャ自身のニーズを満足するという課題に直面しました。
ドハティー・アンプでは、ドハティー・アーキテクチャ特有の条件を満足するように最適化されていないＲＦパワー・デバイスを使用することも可能です。しかしながら、最大限の性能を引き出すためには、ドハティー・アンプのような高いピーク・アベレージ比のアプリケーションに合わせたデバイスを開発しなければなりません。フリースケールは、この困難なアプローチを選び、さまざまな課題をクリアして、業界のあらゆるＲＦパワー・デバイスの中で最適な、ドハティー・アンプに合わせた効率、リニアリティ、そしてインピーダンス・マッチングの組み合わせを実現しました。
供給
フリースケールの７種類の新しいＬＤＭＯＳデバイスは、すでにサンプル出荷が始まっています。また、評価用のデータシートとドハティー・リファレンス・デザインも供給されています。価格については、フリースケール・セミコンダクタ、お近くのフリースケール営業所、またはフリースケール製品の正規販売代理店にお問い合わせください。
フリースケール・セミコンダクタについて
フリースケール・セミコンダクタ・インクは、自動車用、民生用、産業用、ネットワーキングおよびワイヤレス・マーケット向け組込み用半導体のデザインと製造の世界的リーダーです。フリースケールは、テキサス州オースチンを本拠地に、世界３０カ国以上の国で、半導体のデザイン、研究開発、製造ならびに営業活動を行っています。フリースケールは世界的な大手半導体メーカーです。２００６年度の売上高は６４億ドル（ＵＳＤ）でした。詳細は、 http://www.freescale.com （英語）、または http://www.freescale.co.jp/ （日本語）をご覧ください。
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