Wolfspeed CMPA2560025F:25W、2500 - 6000 MHz GaN MMIC功率放大器深度解析
在射頻功率放大器領(lǐng)域,氮化鎵(GaN)技術(shù)憑借其卓越性能逐漸嶄露頭角。Wolfspeed的CMPA2560025F就是一款基于GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)的單片微波集成電路(MMIC)功率放大器,下面我們將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)剖析。
文件下載:CMPA2560025F-AMP.pdf
產(chǎn)品概述
CMPA2560025F是一款工作在2500 - 6000 MHz頻段的GaN HEMT MMIC功率放大器。相較于傳統(tǒng)的硅(Si)或砷化鎵(GaAs),GaN具有更高的擊穿電壓、更高的飽和電子漂移速度以及更高的熱導(dǎo)率。這使得GaN HEMT能夠提供更高的功率密度和更寬的帶寬。該MMIC采用兩級(jí)電抗匹配放大器設(shè)計(jì),能夠在小尺寸的螺絲固定封裝中實(shí)現(xiàn)非常寬的帶寬,其封裝還配備了銅 - 鎢散熱片。
產(chǎn)品特性與應(yīng)用
特性
- 高增益:具備24 dB的小信號(hào)增益,能夠有效放大輸入信號(hào)。
- 高功率輸出:典型飽和輸出功率((P_{SAT}))為25 W,可滿足多種應(yīng)用場(chǎng)景的功率需求。
- 寬工作電壓范圍:可在高達(dá)28 V的電壓下工作,且具有高擊穿電壓,能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
- 高溫工作能力:可以在較高溫度環(huán)境下穩(wěn)定工作,保證了產(chǎn)品在復(fù)雜環(huán)境中的可靠性。
應(yīng)用
- 超寬帶放大器:適用于需要寬頻帶放大的應(yīng)用場(chǎng)景,如通信系統(tǒng)中的寬帶信號(hào)放大。
- 光纖驅(qū)動(dòng)器:為光纖通信系統(tǒng)提供穩(wěn)定的功率輸出,確保信號(hào)的可靠傳輸。
- 測(cè)試儀器:在各種測(cè)試設(shè)備中作為功率放大模塊,提供準(zhǔn)確的測(cè)試信號(hào)。
- 電磁兼容(EMC)放大器驅(qū)動(dòng):用于電磁兼容測(cè)試和干擾抑制等領(lǐng)域。
性能參數(shù)
典型性能(2.5 - 6.0 GHz,(T_{c}=25^{circ}C))
| 參數(shù) | 2.5 GHz | 4.0 GHz | 6.0 GHz | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 增益 | 27.5 | 24.3 | 23.1 | dB |
| 飽和輸出功率 (P_{SAT}) | 35.8 | 37.5 | 25.6 | W |
| 輸出功率為43 dBm時(shí)的功率增益 | 23.1 | 20.9 | 16.3 | dB |
| 輸出功率為43 dBm時(shí)的功率附加效率(PAE) | 31.5 | 32.8 | 30.7 | % |
絕對(duì)最大額定值(25 °C)
| 參數(shù) | 符號(hào) | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 漏源電壓 | (V_{DSS}) | 84 | V DC |
| 柵源電壓 | (V_{GS}) | -10, +2 | V DC |
| 存儲(chǔ)溫度 | (T_{STG}) | -65, +150 | °C |
| 工作結(jié)溫 | (T_{J}) | 225 | °C |
| 正向柵極電流 | (I_{G}) | 13 | mA |
| 螺絲扭矩 | (T) | 40 | in - oz |
| 結(jié)到外殼的熱阻 | (R_{θJC}) | 2.5 | °C/W |
電氣特性(頻率2.5 GHz - 6.0 GHz,(T_{c}=25^{circ}C))
| 電氣特性涵蓋直流特性和射頻特性,具體參數(shù)如下表所示: | 特性 | 符號(hào) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 直流特性 | |||||||
| 柵極閾值電壓 | (V_{(GS)TH}) | -3.8 | -3.0 | -2.3 | V | (V{DS}=10 V), (I{D}=20 mA) | |
| 柵極靜態(tài)電壓 | (V_{(GS)Q}) | – | -2.7 | – | V DC | (V{DD}=28 V), (I{D}=1200 mA) | |
| 漏源擊穿電壓 | (V_{BD}) | 84 | 100 | – | V | (V{GS}=-8 V), (I{D}=20 mA) | |
| 飽和漏極電流 | (I_{DC}) | 8.0 | 9.7 | – | A | (V{DS}=6.0 V), (V{GS}=2.0 V) | |
| 射頻特性 | |||||||
| 小信號(hào)增益 | (S_{21}) | 19.5 | 24 | – | dB | (V{DD}=28 V), (I{D}=1200 mA) | |
| 輸入回波損耗 | (S_{11}) | – | -8 | -5 | dB | (V{DD}=28 V), (I{D}=1200 mA) | |
| 輸出回波損耗 | (S_{22}) | – | -8 | -3 | dB | (V{DD}=28 V), (I{D}=1200 mA) | |
| 功率輸出(不同頻率) | (P_{OUT}) | 不同值 | 不同值 | – | W | 不同頻率條件下 (V{DD}=28 V), (I{D}=1200 mA), (P_{IN}=26 dBm) | |
| 功率附加效率(不同頻率) | (PAE) | 不同值 | 不同值 | – | % | 不同頻率條件下 (V{DD}=28 V), (I{D}=1200 mA), (P_{IN}=26 dBm) | |
| 功率增益(不同頻率) | (G_{P}) | 不同值 | 不同值 | – | dB | 不同頻率條件下 (V{DD}=28 V), (I{D}=1200 mA), (P_{IN}=26 dBm) | |
| 輸出失配應(yīng)力 | VSWR | – | – | 5 : 1 | Ψ | 無(wú)損壞,(V{DD}=28 V), (I{DQ}=1200 mA), (P_{IN}=26 dBm) |
器件信息
內(nèi)部結(jié)構(gòu)與連接
CMPA2560025F是一款兩級(jí)GaN HEMT MMIC功率放大器,其輸入和輸出內(nèi)部匹配到50歐姆。放大器需要從專用端口提供偏置,RF輸入和輸出都需要外部直流阻隔。由于內(nèi)部匹配元件的存在,直流電壓不應(yīng)施加到RF輸出引腳。兩個(gè)柵極引腳G1和G2內(nèi)部連接,因此只需對(duì)其中一個(gè)施加偏置即可。漏極引腳D1和D2都應(yīng)連接到漏極電源。該組件在柵極和漏極引腳分別具有1840 pF和920 pF的內(nèi)部直流去耦電容。
封裝與靜電放電(ESD)分類
| 該產(chǎn)品采用無(wú)引腳封裝形式,輸入和輸出連接采用鍍金處理,便于在后續(xù)組裝中進(jìn)行金線鍵合。其ESD分類如下: | 參數(shù) | 符號(hào) | 類別 | 測(cè)試方法 |
|---|---|---|---|---|
| 人體模型 | HBM | 1 A (> 250 V) | JEDEC JESD22 A114 - D | |
| 充電器件模型 | CDM | II (200 < 500 V) | JEDEC JESD22 C101 - C |
演示放大器電路與產(chǎn)品訂購(gòu)
演示放大器電路
| CMPA2560025F - AMP演示放大器電路包含了一系列組件,如連接器、電容、電阻等。其詳細(xì)的物料清單如下: | 設(shè)計(jì)代號(hào) | 描述 | 數(shù)量 |
|---|---|---|---|
| J1, J2 | 連接器,SMA,AMP1052901 - 1 | 2 | |
| J3 | 插頭,RT. PLZ. 1, CEN LK, 5 POS | 1 | |
| C1, C2, C3 | 電容,2400 pF,寬帶阻隔,C08BL242X - 5UN - X0T | 3 | |
| C4, C5, C6 | 電容,0.1 μF, +/- 10%, 0805 | 3 | |
| R1 | 電阻,0歐姆,1206 | 1 | |
| – | PCB,TACONIC,RF - 35 - 0100 - CH/CH | 1 | |
| Q1 | CMPA2560025F | 1 |
產(chǎn)品訂購(gòu)信息
| 訂單編號(hào) | 描述 | 計(jì)量單位 | 圖片 |
|---|---|---|---|
| CMPA25650025F | GaN HEMT | 個(gè) | |
| CMPA2560025F - AMP | 安裝有GaN HEMT的測(cè)試板 | 個(gè) |
總結(jié)
Wolfspeed的CMPA2560025F功率放大器憑借其基于GaN HEMT的先進(jìn)技術(shù),在寬頻帶、高功率輸出和良好的熱性能等方面表現(xiàn)出色。無(wú)論是在超寬帶放大器、光纖驅(qū)動(dòng)器還是測(cè)試儀器等應(yīng)用中,都能為工程師提供可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求,合理選擇和使用該產(chǎn)品,同時(shí)要注意其電氣特性和封裝要求。大家在使用這款放大器的過(guò)程中,有沒有遇到過(guò)什么特別的問題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)??歡迎在評(píng)論區(qū)分享。
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