功率放大器模块及其在5G设计中的作用

5G 是无线通信市场领域有史以来十分重要的强大技术之一。与 4G 相比，5G 在数据速率、延迟和容量方面都有显著提升，有望成为行业乃至全球真正的变革性技术。

然而，这些根本性的性能改进也对底层射频 (RF) 硬件产生了更大的压力，并提出了更严格的要求。功率放大器 (PA) 是射频硬件中非常重要的部件之一，随着 5G 的普及，它的重要性不断提升。为了帮助缓解为 5G 设计射频放大器的挑战，近年来，功率放大器模块 (PAM) 已成为一个重要的工具。

在这篇博文中，我们将讨论功率放大器及其在 5G 中的作用，以及 Qorvo 如何利用功率放大器模块来帮助支持未来的 5G 基础设施。

什么是功率放大器？

在处理射频信号时，特别是在 5G 的高频段，电压电平可能非常低。这是一个挑战，因为电磁 (EM) 信号在较低的振幅下更容易受到系统级噪声的影响（即，信噪比降低）。除此之外，较低电压信号通常缺乏驱动下游威廉希尔官方网站 或天线所需的强度。

为了解决这些挑战，开发人员使用了功率放大器。射频功率放大器是一个威廉希尔官方网站 模块，用于增加射频信号的振幅、功率输出或驱动能力。一般来说，射频功率放大器位于系统天线附近，为发射天线提供高功率信号。

使用功率放大器的目的是增强信号，同时保持从输入到输出的高保真度。因此，线性度、效率和输出功率是功率放大器的几个重要规格参数。

功率放大器设计挑战

过去，功率放大器及其周围的威廉希尔官方网站 是采用板载分立式元件设计。虽然这种方法在行业内使用了很多年，但由于出现了一些非常大的设计挑战，这种方法的有效性受到质疑。

其中一个挑战是如何在面积、成本、性能和功耗之间做一个权衡。一般来说，这些规格参数往往是相互冲突的，设计人员必须知道如何优化其威廉希尔官方网站 ，以便针对特定应用尽可能兼顾这些权衡因素。在使用分立式元件时，由于零件选择、元件互用性和布局等都会影响性能，要在这些因素之间取得平衡变得越来越困难。

采用功率放大器模块 (PAM) 的解决方案

为了应对这些挑战，Qorvo 开始使用 PAM。

PAM 是一种电子元件，它将功率放大器中的分立元件及其周围的威廉希尔官方网站 整合到单个封装解决方案中。例如，在 5G 基站应用中，PAM 可以将驱动放大器和末级放大器集成到单个封装中，而不是将它们用作分立威廉希尔官方网站 模块。通过将整个功率放大器系统集成到单个模块中，我们可以获得许多重要的结果（图 1）。

图 1：Qorvo QPA4501 PAM 采用 Doherty 末级来实现高功率和高效率。

首先，PAM 使射频系统（比如基站）的设计明显比分立方案更容易实施。设计人员无需选择元件和设计分立威廉希尔官方网站 ，而是可以选择适合其需求的模块，并将其作为一个整体在系统中实现。

除此之外，与非模块解决方案相比，PAM 还可以实现更好的性能和空间布局。通过元件集成，可以尽量减少寄生等布局问题，从而提高性能和效率。Qorvo PAM 还为设计人员解决了阻抗匹配等问题，确保尽可能实现更高性能。

最后，这种集成设计可实现更小的系统，有助于用户减少最终系统的重量和占用面积。

Qorvo 的 PAM 专业知识

Qorvo 提供种类齐全、具有创意的 GaN-on-SiC 产品组合，帮助用户显著提升效率和工作带宽。该公司的 GaN-on-SiC 产品具有高功率密度、小尺寸、增益出色、高可靠性和工艺成熟的特点。Qorvo 认识到 PAM 在未来 5G 系统设计中的重要性，正在努力为市场带来各种先进的解决方案。Qorvo 的 PAM 旨在实现功率、效率、尺寸和成本的平衡，同时使用户的设计尽可能地简单。

审核编辑：郭婷