多输入多输出（MIMO）收发器体系结构被广泛用于高功率RF无线通信系统的设计中。
作为进入5G时代的一步，目前正在城市地区部署覆盖蜂窝频段的大规模MIMO系统，以满足用户对高数据吞吐量和一系列新服务的新兴需求。
高度集成的单芯片RF收发器解决方案（例如ADI的新ADRV9008 / ADRV9009产品系列）的可用性为这一成就做出了贡献。
在此类系统的RF前端部分中仍需要进行类似的集成，以减少功耗（以改善热管理）和尺寸（以降低成本）以容纳更多的MIMO通道。
MIMO架构允许放宽对诸如放大器和开关之类的构建块的RF功率要求。
但是，随着并行收发器通道数量的增加，外围电路的复杂度和功耗也随之增加。
ADI公司采用硅技术的新型大功率开关是专门为简化射频前端的设计而开发的，从而消除了对外围电路的需求，并将功耗降低到可以忽略的水平。
ADI公司使用硅技术的新型大功率开关为RF设计人员和系统架构师提供了增加系统复杂度的灵活性，而又不会使RF前端成为其设计瓶颈。
在时分双工（TDD）系统中，天线接口具有开关功能，以隔离并保护接收器输入免受发射信号功率的影响。
开关功能可直接用于天线接口（在功率相对较低的系统中，如图1所示），或在接收路径中（对于功率较高的应用，如图2所示）使用，以确保正确连接至天线。
双工器。
在开关输出上设置并行分支将有助于提高隔离性能。
图1.天线开关。
图2. LNA保护开关。
基于PIN二极管的开关具有低插入损耗特性和高功率处理能力，并且一直是首选的解决方案。
但是，在大规模MIMO系统的设计中，它们需要高偏置电压以施加反向偏置（以提供隔离），并需要高电流以施加正向偏置（以实现低插入损耗）。
成为缺点。
图3显示了基于PIN二极管的开关及其外围设备的典型应用电路。
三个分立的PIN二极管由其偏置电源电路偏置，并由高压接口电路控制。
图3. PIN二极管开关。
ADI公司的新型大功率硅开关更适合大规模MIMO设计。
它们使用5 V单电源供电，偏置电流小于1 mA，并且不需要外部组件或接口电路。
图4显示了内部电路架构。
基于FET的电路可以在低偏置电流和低电源电压下工作，从而将功耗降低到可以忽略的水平，并有助于系统级的热管理。
除了易于使用之外，设备架构还可以提供更好的隔离性能，因为RF信号路径中包含更多的并行分支。
图4. ADRV9008 / ADRV9009硅开关。
图5并排比较了基于PIN二极管的开关和新的硅开关在单层PCB设计上的原始印刷电路板（PCB）图。
与基于PIN二极管的开关相比，硅开关仅占PCB面积的不到1/10。
它简化了电源要求，并且不需要大功率电阻器。
图5.基于PIN二极管的开关设计和硅开关的并排比较。
ADI公司的大功率硅开关可以处理高达80 W的RF峰值功率，足以满足大规模MIMO系统的峰均功率比要求，并留有余地。
表1列出了针对不同功率水平和各种封装类型而优化的ADI系列大功率硅开关。
这些器件继承了硅技术的固有优势，与替代解决方案相比，可以实现更好的ESD鲁棒性并减少零件之间的差异。
表1. ADI新推出的系列高功率硅开关大规模MIMO系统将继续发展，并且需要进一步改善集成度。
ADI公司的新型大功率硅开关技术非常适合多芯片模块（MCM）设计，该设计集成了LNA，可为TDD接收机的前端提供完整的单芯片解决方案。
此外，ADI还将增加新设计的频率，并将领导毫米波5G系统的类似解决方案。
随着ADI将其大功率硅开关产品线扩展到X波段频率和更高的通用频段，电路设计人员和系统架构师还将受益于ADI在其他应用领域的新型硅开关。
