英飛凌研制出創新混合信號電路

在舊金山召開的2005年IEEE國際固態電路會議上，英飛凌科技公司舉辦了多個技術講座，介紹其研發實驗室的最新技術成果，并舉行了兩次演講，專門介紹其位于奧地利菲拉赫的研發中心研制出的兩個創新電路。這些研究成果包括高性能數模轉換器和模數轉換器，適用于要求苛刻的新一代高帶寬產品的固線和無線通信功能。

“我們在2005年ISSCC上做的演講又一次顯示了英飛凌公司在開發面向新一代通信解決方案的電路元件方面的技術領袖地位，”位于菲拉赫的英飛凌研發中心主任Manfred Haas指出，“這個全新電路設計突破了標準CMOS組件的性能限制，使我們能夠利用成熟、經濟的生產工藝來制造高速低功耗芯片。這些創新電路設計也滿足了未來的通信產品在功耗和大量數據處理能力等方面的要求。”

特別針對下一代VDSL（甚高速率數字用戶線）系統開發了超高性能12位數模轉換器。VDSL要求極高的分辨率（12位）和高模擬帶寬（如，30MHz以上）。為此，英飛凌公司開發了一個全面集成的寬帶多位Delta-Sigma結構數模轉換器。基于新型電路架構（時間交織雙數據加權平均），可利用低成本的0.13微米標準CMOS工藝，高效地生產這個電源電壓為1.5V的轉換器。該轉換器的功耗僅為45mW，相當于常規數模轉換器的50％。

借助過采樣技術和噪聲功率頻譜成形技術，新的數模轉換器能夠在相應的信號頻率范圍（30MHz）內，實現12位高分辨率。此外，它還可保持極低的過采樣系數（過采樣率為6），從而為大幅度降低功耗提供了基礎。現代CMOS技術僅需極低的電源電壓，但這也降低了能夠實現的信號振幅，并且使得進一步發展這種類型的數模轉換器變得十分困難。英飛凌的解決方案基于一種優化電路技術，可最大限度地增強信號振幅，而不受低電源電壓的影響。從而能夠以較高線性度（76dB）處理寬帶信號（30MHz）。

面向移動通信應用，英飛凌推出了一個以0.13微米CMOS工藝制造的超高效率多位Delta-Sigma結構模數轉換器。該產品也同時具備高度過采樣技術和噪聲功率頻譜成形技術，因此能夠以相應的信號帶寬（2MHz），實現74dB（12.5位）高分辨率。這個高分辨率模數轉換器適用于在移動通信裝置所采用的接收器中部署應用。目前，正在研究如何利用數字電路（如信道濾波器或前置放大器）來替換盡可能多的至今仍基于模擬技術的功能模塊。這會提高模數轉換器的質量要求，但功耗也將降低。

近年來，通過實現速度更快的新型工藝，模數轉換器的性能已得到大幅提升，能夠滿足要求。然而，如今英飛凌的研發人員已在標準CMOS工藝的基礎上部署了一種新型電路架構，能夠在顯著提高性能的同時降低功耗。當電源電壓為1.5V，時鐘頻率為104MHz時，該模數轉換器的功耗為3mW。因此，這些創新電路的功耗比常規模數轉換器（4位閃存模數轉換器）的功耗要求降低了20％。基于這種新型模數轉換器而開發的低功耗數字轉換器還能夠延長手機的通話時間。