現(xiàn)在手機中的射頻信號通道越來越擁擠。蜂窩電話已經(jīng)從雙頻向三頻甚至四頻快速發(fā)展。這些復雜手機還需要處理來自外圍無線設備的各種信號，如藍牙、Wi-Fi和GPS。而隨著WiMAX和LTE(4G)的加入，這種復雜度將越來越高。在移動電話中，天線開關控制著天線接入所有這些無線信號，實質(zhì)上起著網(wǎng)守的作用。

多頻手機設計面臨著很大的挑戰(zhàn)，因為所有這些信號工作在不同的帶寬，而且它們都需要接入天線。為了取得最優(yōu)的性能和外形尺寸，它們最好能通過單個射頻開關接入天線。對開關制造商來說，這意味著從單刀四擲(SP4T)相應發(fā)展到SP7T甚至SP9T配置才能處理越來越多的信號。這種先進的開關需要能夠處理由寬帶CDMA(WCDMA)和低功率I/O無線設備帶來的額外移動通信頻段的接入。

可以預期的是，手機復雜性會越來越高，要求能夠處理更多頻段的信號。市場將至少標準化七個頻段，并且要留出一個空間給第八個頻段(LTE)使用。即使今后發(fā)生合并，射頻電路中由于合并留出的空間也會很快被越來越流行的、也需要接入天線的外圍無線電設備和功能所擠占。

為了支持互聯(lián)網(wǎng)、多媒體和視頻，3G移動手機市場已經(jīng)轉向WCDMA。相應的GSM也演變成GSM/WCDMA雙模技術。為了滿足全球需求，目前的GSM手機最多有4個發(fā)送(Tx)和4個接收(Rx)通道。增加WCDMA后每個新的頻段都要增加另外一個Tx/Rx通道。目前的移動手機設計傾向于采用4xGSM(850、900、1800、1900MHz)和3xWCDMA(850、1900、2100MHz)前端。因此，手機復雜度已經(jīng)達到空前的水平。

多頻手機中的任何設計折中都要求滿足或超過所有標準提到的性能等級。一般情況下，多模多頻的移動手機使用單個功放模塊來處理四頻GSM/EDGE信號。另一方面，每個WCDMA頻段需要使用它自己的獨立功放。因此，具有一個WCDMA頻段的四頻GSM手機至少需要一個單刀六擲(SP6T)開關來管理所有的信號通道。當然，設計師也可以使用一個雙工器和兩個SP3T(流行的GaAs配置)，但與使用單個SP6T開關相比這種方法將產(chǎn)生較高的插入損耗。

射頻設計師需要特別關注插入損耗，因為它直接影響功放的功率附加效率(PAE)。GSM功放的最大飽和功率一般是3W，平均PAE是55%。必需達到這個效率水平才能確保較長的電池使用時間，因為手機總電流的一半用在功放上。鑒于此，設計師需要將保持功放的PAE定在最高優(yōu)先等級。一些早期的多頻WCDMA/GSM手機使用獨立的WCDMA和GSM信號鏈，并采用獨立的天線和無線設計。盡管這種方案在原型和第一代設計中非常有效，但市場需要具有更高性價比且節(jié)省空間的方案。顯然，業(yè)界要求集成式ASM能夠處理7個甚至9個信號。

針對這個需求，業(yè)界開發(fā)出了SP7T開關來支持具有1個WCDMA和4個GSM頻段的手機架構。例如PE42672就是采用UltraCMOS工藝技術開發(fā)的單片SP7T，它能提供+68dBm的三階交調(diào)截取點(IP3)，這個線性度性能值可以滿足3GPP IMD3規(guī)范兼容的手機設計和高效的射頻前端要求。IP3與設備的三階交調(diào)失真(IMD3)性能相互關聯(lián)，這些相位上的指標如圖1所示。

SP6T開關是開關架構方面的最新成果之一。經(jīng)過配置它可以處理多個頻段的WCDMA、GSM和外圍無線設備。例如圖2所示的開關可以處理三頻段的WCDMA，并提供到雙工器和3個功放模塊的通道(每個WCDMA頻段要求使用自己的功放和雙工器)。這個開關還能處理只有單個功放模塊與之相連的四頻GSM/EDGE(包含2個功放芯片)。從實際效果看，這個設備必須通過受簡單解碼器控制的單個開關傳送5個高功率信號。

隨著多頻段架構的普及，對功放和相關濾波器的數(shù)量提出了嚴格的要求。事實上，對功放的技術要求沒有變化，但手機設計需要使用更多的功放。因此真正改變的是需要一個特別高效的方法將所有射頻信號傳送給天線-單片開關。

手機中增加的頻段越多，對開關的技術要求就越高，而且WCDMA的線性度和諧波要求對器件性能也帶來了很大的壓力。通過利用UltraCMOS制造工藝的線性優(yōu)勢，圖2中的單片PE42693 SP6T可以保持其前代SP7T開關+68dBm的IP3，而且IMD3性能超過業(yè)界標準的-105dBm(圖1)。