一、型號(hào)概述
CHA5659-98F/CHA5659-QXG是法國(guó)UMS公司推出的四級(jí)單片砷化鎵(GaAs)高功率放大器,專為36-43.5GHz毫米波頻段設(shè)計(jì)。該器件采用先進(jìn)的0.15μm pHEMT工藝制造,在K波段衛(wèi)星通信和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電系統(tǒng)中展現(xiàn)卓越性能。

二、主要特性
1.技術(shù)參數(shù)
參數(shù)項(xiàng) | 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(diào)點(diǎn) | 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(tài)電流 | 0.8 | A |
芯片尺寸 | 3.60×3.00×0.07 | mm |
2.電氣特性
參數(shù)項(xiàng) | 典型值 | 單位 |
---|---|---|
小信號(hào)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(diǎn)輸出功率 | 30 | dBm |
功率附加效率 | 15 | % |
3.可靠性指標(biāo)
參數(shù)項(xiàng) | 數(shù)值 | 單位 |
---|---|---|
工作溫度范圍 | -40~+85 | °C |
存儲(chǔ)溫度 | -55~+150 | °C |
氣密封裝等級(jí) | MIL-STD-883 | - |
三、四大技術(shù)亮點(diǎn)
1. 突破性功率密度
在不足4mm2的芯片面積上實(shí)現(xiàn)1.3W射頻功率輸出,功率密度達(dá)到325mW/mm2,比傳統(tǒng)硅基器件提升5倍以上。
2. 智能增益控制
通過(guò)柵極電壓調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)15dB動(dòng)態(tài)增益控制,配合內(nèi)置功率檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)功率管理,適應(yīng)復(fù)雜信道環(huán)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(wèi)星通信設(shè)備極端環(huán)境需求。
4. 系統(tǒng)集成優(yōu)勢(shì)
可與驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器CHA3398-98F級(jí)聯(lián),實(shí)現(xiàn)42dB總增益和30dB動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范圍,顯著降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度。
四、典型應(yīng)用場(chǎng)景
衛(wèi)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(shè)備核心放大模塊
雷達(dá)系統(tǒng):高分辨率成像雷達(dá)發(fā)射鏈路
科學(xué)儀器:太赫茲頻譜分析儀前端驅(qū)動(dòng)
五、S參數(shù)性能解析
全頻段散射參數(shù)實(shí)測(cè)
根據(jù)2019年7月晶圓級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù),該器件在0.5-50GHz寬頻范圍內(nèi)展現(xiàn)出優(yōu)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(cè)試條件:VDD=10V,IDD=1100mA,環(huán)境溫度+25℃)
關(guān)鍵參數(shù)解讀
增益穩(wěn)定性:在工作頻段36-43.5GHz內(nèi),S21參數(shù)保持-15.59dB±0.5dB波動(dòng),驗(yàn)證了四階放大結(jié)構(gòu)的增益平坦度
阻抗匹配:S11/S22在標(biāo)稱頻段內(nèi)優(yōu)于-20dB,配合內(nèi)置LC匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)>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(nèi),滿足QPSK/16QAM調(diào)制系統(tǒng)要求
六、設(shè)計(jì)應(yīng)用建議
建議在PCB布局時(shí)采用Rogers 4350B基板,介電常數(shù)3.48±0.05可確保阻抗連續(xù)性
供電系統(tǒng)需配置低噪LDO穩(wěn)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(lián)3dB定向耦合器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè),配合ALC電路可將功率波動(dòng)控制在±0.3dB內(nèi)
七、包裝信息
裸芯片型號(hào):CHA5659-98F/00(3.60×3.00mm)
QFN封裝型號(hào):CHA5659-QXG(5×6mm QFN36L)
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