CHA5659-98F/CHA5659-QXG：毫米波通信領域的砷化鎵高功率放大器
一、型號概述
CHA5659-98F/CHA5659-QXG是法國UMS公司推出的四級單片砷化鎵（GaAs）高功率放大器，專為36-43.5GHz毫米波頻段設計。該器件采用先進的0.15μm pHEMT工藝制造，在K波段衛星通信和點對點無線電系統中展現卓越性能。
CHA5659-98F/CHA5659-QXG二、主要特性
1.技術參數
| 參數項 | 典型值 | 單位 |
|---|---|---|
| 工作頻率范圍 | 36.0-43.5 | GHz |
| 飽和輸出功率 | 31 | dBm |
| 三階交調點 | 38 | dBm |
| 增益 | 22 | dB |
| 增益控制范圍 | 15 | dB |
| 直流偏置電壓 | 6.0 | V |
| 靜態電流 | 0.8 | A |
| 芯片尺寸 | 3.60×3.00×0.07 | mm |
2.電氣特性
| 參數項 | 典型值 | 單位 |
|---|---|---|
| 小信號增益 | 22 | dB |
| 溫度增益變化 | ±0.04 | dB/°C |
| 飽和輸出功率 | 31 | dBm |
| 輸出IP3 | 38 | dBm |
| 1dB壓縮點輸出功率 | 30 | dBm |
| 功率附加效率 | 15 | % |
3.可靠性指標
| 參數項 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|
| 工作溫度范圍 | -40~+85 | °C |
| 存儲溫度 | -55~+150 | °C |
| 氣密封裝等級 | MIL-STD-883 | - |
三、四大技術亮點
1. 突破性功率密度
在不足4mm2的芯片面積上實現1.3W射頻功率輸出，功率密度達到325mW/mm2，比傳統硅基器件提升5倍以上。
2. 智能增益控制
通過柵極電壓調節可實現15dB動態增益控制，配合內置功率檢測器實現閉環功率管理，適應復雜信道環境。
3. 可靠性
采用氣密封裝工藝，工作溫度范圍覆蓋-40℃至+85℃，滿足衛星通信設備極端環境需求。
4. 系統集成優勢
可與驅動級放大器CHA3398-98F級聯，實現42dB總增益和30dB動態調節范圍，顯著降低系統設計復雜度。
四、典型應用場景
衛星通信：K波段（18-27GHz）星間鏈路功率放大
5G基站：毫米波中繼回傳設備核心放大模塊
雷達系統：高分辨率成像雷達發射鏈路
科學儀器：太赫茲頻譜分析儀前端驅動
五、S參數性能解析
全頻段散射參數實測
根據2019年7月晶圓級測試數據，該器件在0.5-50GHz寬頻范圍內展現出優異的射頻特性：
| 頻率(GHz) | S11(dB) | 相位(°) | S21(dB) | 相位(°) | S22(dB) | 相位(°) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | -0.2 | 176.04 | -73.11 | -119.43 | -0.18 | 178.48 |
| 1.0 | -0.16 | 172.72 | -76.23 | 135.02 | -0.13 | 176.79 |
| 1.5 | -0.21 | 169.29 | -87.56 | -143.58 | -0.15 | 175.37 |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| 50.0 | -1.7 | -96.19 | -15.59 | -159.1 | -2.94 | -117.75 |
（測試條件：VDD=10V，IDD=1100mA，環境溫度+25℃）
關鍵參數解讀
增益穩定性：在工作頻段36-43.5GHz內，S21參數保持-15.59dB±0.5dB波動，驗證了四階放大結構的增益平坦度
阻抗匹配：S11/S22在標稱頻段內優于-20dB，配合內置LC匹配網絡實現>95%的能量傳輸效率
相位一致性：S21相位偏差控制在±5°范圍內，滿足QPSK/16QAM調制系統要求
六、設計應用建議
建議在PCB布局時采用Rogers 4350B基板，介電常數3.48±0.05可確保阻抗連續性
供電系統需配置低噪LDO穩壓器，紋波控制<10mVpp以維持相位噪聲<-110dBc/Hz@1MHz偏移
建議在輸出端串聯3dB定向耦合器實現實時功率監測，配合ALC電路可將功率波動控制在±0.3dB內
七、包裝信息
裸芯片型號：CHA5659-98F/00（3.60×3.00mm）
QFN封裝型號：CHA5659-QXG（5×6mm QFN36L）
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