重庆应用射频功率放大器检测技术 能讯通信科技供应

PA）用量翻倍增长：PA是一部手机关键的器件之一，它直接决定了手机无线通信的距离、信号质量，甚至待机时间，是整个射频系统中除基带外重要的部分。手机里面PA的数量随着2G、3G、4G、5G逐渐增加。以PA模组为例，4G多模多频手机所需的PA芯片为5-7颗，预测5G手机内的PA芯片将达到16颗之多。5G手机功率放大器（PA）单机价值量有望达到：同时，PA的单价也有提高，重庆应用射频功率放大器检测技术，2G手机用PA平均单价为，3G手机用PA上升到，而全模4G手机PA的消耗则高达，预计5G手机PA价值量达到。载波聚合与MassivieMIMO对PA的要求大幅增加。一般情况下，2G只需非常简单的发射模块，3G需要有3G的功率放大器，4G要求更多滤波器和双工器载波器，载波聚合则需要有与前端配合的多工器，上行载波器的功率放大器又必须重新设计来满足线性化的要求。5G无线通信前端将用到几十甚至上百个通道，重庆应用射频功率放大器检测技术，要求网络设备或者器件供应商能够提供全集成化的解决方案，这增加了产品设计的复杂度，无论对器件解决方案还是设备解决方案提供商都提出了很大技术挑战。GaAs射频器件仍将主导手机市场5G时代，GaAs材料适用于移动终端，重庆应用射频功率放大器检测技术。GaAs材料的电子迁移率是Si的6倍，具有直接带隙，故其器件相对Si器件具有高频、高速的性能。发射机的前级电路中调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，必须必采用高增益大功率射频功率放大器。重庆应用射频功率放大器检测技术

    RFMDWiFiPA产品线型号非常多，几乎可以满足所有WiFi产品的射频需求。P/NMinFreqMaxFreqGainPOUTEVM(%)Vcc(V)TxIcc(mA)RFRFRFRF018120RFRFRFRF018120RFRF02810355RFRFRFRF03018395RFRF0345800RF02851000RF03051450RF018120RFPA0265545RFPA0255670RFPA0335470RFPA5201E875RFPASTA-5063Z352STA-6033(Z)83165SZA-2044(Z)300SZA-3044(Z)45340SZA-5044(Z)15330SZA-6044(Z)5165SZM-2066Z583SZM-2166Z76878SZM-3066Z65730SZM-3166Z7900SZM-5066Z55800RFPA55124900MHz5850MHz33dB11ac-?23dBm11n–25dBm11ac––3%5VRFPA0RFPA55225180MHz5925MHz33dB23dBm-35dB5V285mARFPA033RFPA5542B在这些产品中，**令笔者震撼的就是RFPA5201E，其性能好到没朋友。笔者此前开发一款10W（11nHT20MCS7）超大功率放大器时，曾经选用了RFMDRFPA5201E作为驱动级。RFPA5201E测试数据与Datasheet中描述完全一致，如下图。当然，RFPA5201E的功耗也是不容小觑的，达到了可怕的1000mA，这可能也是很多厂商望而却步的原因。Richwave立积电子(RichwaveTechnologyCorp.)成立于2004年，是专业的IC设计公司。公司的主要技术在开发与设计世界前列的无线射频(RF)集成电路，公司的主要目标是在无线射频。广东射频功率放大器设备对于AM．AM失真，它与晶体管是否工作于饱和区密切相关。为减小 AM—AM失真，应降低工作点，常称为增益回退。

被公认为是很合适的通信用半导体材料。在手机无线通信应用中，目前射频功率放大器绝大部分采用GaAs材料。在GSM通信中，国内的紫光展锐和汉天下等芯片设计企业曾凭借RFCMOS制程的高集成度和低成本的优势，打破了采用国际厂商采用传统的GaAs制程完全主导射频功放的格局。但是到了4G时代，由于Si材料存在高频损耗、噪声大和低输出功率密度等缺点，RFCMOS已经不能满足要求，手机射频功放重新回到GaAs制程完全主导的时代。与射频功放器件依赖于GaAs材料不同，90%的射频开关已经从传统的GaAs工艺转向了SOI（Silicononinsulator）工艺，射频收发机大多数也已采用RFCMOS制程，从而满足不断提高的集成度需求。5G时代，GaN材料适用于基站端。在宏基站应用中，GaN材料凭借高频、高输出功率的优势，正在逐渐取代SiLDMOS；在微基站中，未来一段时间内仍然以GaAsPA件为主，因其目前具备经市场验证的可靠性和高性价比的优势，但随着器件成本的降低和技术的提高，GaNPA有望在微基站应用在分得一杯羹；在移动终端中，因高成本和高供电电压，GaNPA短期内也无法撼动GaAsPA的统治地位。全球GaAs射频器件被国际巨头垄断。全球GaAs射频器件市场以IDM模式为主。

    70年代末研制出了具有垂直沟道的绝缘栅型场效应管，即VMOS管，其全称为V型槽MOS场效应管，它是继MOSFET之后新发展起来的高效功率器件，具有耐压高，工作电流大，输出功率高等优良特性。垂直MOS场效应晶体管（VMOSFET）的沟道长度是由外延层的厚度来控制的，因此适合于MOS器件的短沟道化，从而提高器件的高频性能和工作速度。VMOS管可工作在VHF和UHF频段，也就是30MHz到3GHz。封装好的VMOS器件能够在UHF频段提供高达1kW的功率，在VHF频段提供几百瓦的功率，可由12V,28V或50V电源供电，有些VMOS器件可以100V以上的供电电压工作。横向扩散MOS（LDMOS）横向双扩散MOS晶体管（LateralDouble-diffusedMOSFET，LDMOS）：这是为了减短沟道长度的一种横向导电MOSFET，通过两次扩散而制作的器件称为LDMOS，在高压功率集成电路中常采用高压LDMOS满足耐高压、实现功率控制等方面的要求，常用于射频功率电路。与晶体管相比，LDMOS在关键的器件特性方面，如增益、线性度、散热性能等方面优势很明显，由于更容易与CMOS工艺兼容而被采用。LDMOS能经受住高于双极型晶体管的驻波比，能在较高的反射功率下运行而不被破坏；它较能承受输入信号的过激励，具有较高的瞬时峰值功率。阻抗匹配，关系到功率放大器的稳定性、增益；输出功率、带内平坦度、噪声、谐波、驻波、线性等一系列指标 。

    AB类放大器可以确保其谐波/失真性能足够满足EMC领域的需求，也就是它的线性度能满足商业电磁兼容测试标准IEC61000-4-3和IEC61000-4-6的需求。AB类放大器为了线性度与B类放大器相比了一点效率，但相比A类放大器则具有高效率（理论上可达60%到65%）。AB类放大器的优点：与A类放大器相比，功率效率提高。AB类放大器的设计可以使用比A类更少的器件，对于相同的功率等级和频率范围，体积更小，价格更便宜。使用风冷，比A类放大器的冷却器要轻。AB类放大器的缺点：产生的谐波需要注意具体产品给出的指标，尤其是二次谐波，AB类放大器可以通过仔细调整偏置的设置和采用推挽拓补结构将谐波明显抑制。C类放大器C类放大器的晶体管偏置设置使得器件在小于输入信号的半个周期内导通，在没有输入信号时不消耗电源电流，因此效率很高，可高达90%左右。C类放大器在通常的商业EMC测试中很少使用，因为它们不能对连续波进行放大。它们在窄带、脉冲应用中得到了应用，比如汽车电子ISO11452-2中的雷达波测试，DO-160以及MIL-464中的HIRF高脉冲场强测试等。C类放大器的工作原理图如图6所示。图6：C类放大器的工作原理图C类放大器相当于工作在饱和状态而不是线性区，也就是输入如果是正弦信号。目前功率放大器的主流工艺依然是GaAs，GAN和LDMOS工艺。山东大功率射频功率放大器系列

线性：由非线性分析知道，功率放大器的三阶交调系数时与负载有关的。重庆应用射频功率放大器检测技术

因此在宽带应用中的使用并不。新兴GaN技术的工作电压为28V至50V，优势在于更高功率密度及更高截止频率(CutoffFrequency，输出讯号功率超出或低于传导频率时输出讯号功率的频率)，拥有低损耗、高热传导基板，开启了一系列全新的可能应用，尤其在5G多输入输出(MassiveMIMO)应用中，可实现高整合性解决方案。典型的GaN射频器件的加工工艺，主要包括如下环节：外延生长-器件隔离-欧姆接触（制作源极、漏极）-氮化物钝化-栅极制作-场板制作-衬底减薄-衬底通孔等环节。GaN材料已成为基站PA的有力候选技术。GaN是极稳定的化合物，具有强的原子键、高的热导率、在Ⅲ-Ⅴ族化合物中电离度是高的、化学稳定性好，使得GaN器件比Si和GaAs有更强抗辐照能力，同时GaN又是高熔点材料，热传导率高，GaN功率器件通常采用热传导率更优的SiC做衬底，因此GaN功率器件具有较高的结温，能在高温环境下工作。GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）凭借其固有的高击穿电压、高功率密度、大带宽和高效率，已成为基站PA的有力候选技术。GaN射频器件更能有效满足5G的高功率、高通信频段和高效率等要求。相较于基于Si的横向扩散金属氧化物半导体（SiLDMOS。重庆应用射频功率放大器检测技术

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