CMPA0060025D 25 W、20 MHz - 6.0 GHz GaN MMIC功率放大器 Cree的CMPA0060025D是一款基于单片微波集成电路 (MMIC) 的氮化 镓 (GaN) 高电子迁移率晶体管(HEMT)。与硅或砷化镓相比，GaN具有更加优 良的性能，比如说，更高的击穿电压、更高的饱和电子漂移速度以及更高的导 热性。与Si和GaAs晶体管相比，GaN HEMT还可以提供更大的功率密度和更 宽的频带。该MMIC能够实现极宽的频带。 部件号：CMPA 0060025D 在1.0-6.0 GHz频率（TC = 25˚C）下的典型性能 参数 1.0 GHz 2.0 GHz 3.0 GHz 4.0 GHz 5.0 GHz 6.0 GHz 单位 增益 18.0 18.0 18.5 18.0 17.0 17.0 dB 输出功率 @ PIN 32 dBm 34 38 42 29 30 31 W 相关增益 @ PIN 32 dBm 13.3 13.9 14.2 12.6 13.1 12.9 dB 54 45 46 33 34 33 % PAE @ PIN 32 dBm 注意：VDD = 50 V，ID = 500 mA 应用 • 小信号增益：18 dB • 超宽带放大器 • PSAT典型值：30 W • 测试仪器 • 最大工作电压：50 V • EMC放大器驱动电源 • 高击穿电压 • 高工作温度 • 尺寸：0.157 x 0.094 x 0.004英寸 修订版本1.2— —2012年4月 特点 若有更改，恕不另行通知。 www.cree.com/wireless 1 25˚C时的绝对最大额定值（非同时出现） 参数 符号 额定值 单位 漏源电压 VDSS 84 VDC 栅源电压 VGS -10、+2 VDC 储存温度 TSTG -65、+150 ˚C TJ 225 ˚C 最大正向栅极电流 IGMAX 12 mA 热阻，结点到表面（封装）1 RθJC 3.3 ˚C/W PIN 36 dBm 工作结温 2 输入功率 注1 共晶芯片粘接通过80/20 AuSn焊料接合到40 mil厚的铜钨载体上。 注2 仅限内部电阻。此水平下可能会超过耗散功率。 电气特性（除非另行说明，否则频率 = 20 MHz - 6.0 GHz；TC = 25˚C） 规格参数表 符号 最小值 典型值 最大值 栅极阈值电压1 V(GS)TH 栅极静态电压 V(GS)Q 饱和漏极电流2 单位 条件 -3.8 -3.0 -2.7 V – -2.7 – VDC VDD = 50 V，IDQ = 500 mA IDS – 12 – A VDS = 12.0 V，VGS = 2.0 V 小信号增益 S21 – 18 – dB VDD = 50 V，IDQ = 500 mA 输入回波损耗 S11 – 9 – dB VDD = 50 V，IDQ = 500 mA 输出回波损耗 S22 – 7 – dB VDD = 50 V，IDQ = 500 mA 输出功率1 POUT1 17 29 – W VDD = 50 V，IDQ = 500 mA， PIN = 32 dBm，频率 = 4.0 GHz 输出功率2 POUT2 23 30 – W VDD = 50 V，IDQ = 500 mA， PIN = 32 dBm，频率 = 5.0 GHz 输出功率3 POUT3 23 31 – W VDD = 50 V，IDQ = 500 mA， PIN = 32 dBm，频率 = 6.0 GHz 功率附加效率1 PAE1 18 33 – % VDD = 50 V，IDQ = 500 mA， PIN = 32 dBm，频率 = 4.0 GHz 功率附加效率2 PAE2 23 34 – % VDD = 50 V，IDQ = 500 mA， PIN = 32 dBm，频率 = 5.0 GHz 功率附加效率3 PAE3 22 33 – % VDD = 50 V，IDQ = 500 mA， PIN = 32 dBm，频率 = 6.0 GHz GP – 13 – dB VDD = 50 V，IDQ = 500 mA， PIN = 32 dBm VSWR – – 5：1 Y 所有相角均无损坏， VDD = 50 V，IDQ = 500 mA， PIN = 32 dBm DC特性 VDS = 20 V，∆ID = 6 mA 射频特性 功率增益 输出失配应力 注： 1 由于其内部电路结构，该设备将在夹断后吸收约55-70 mA的电流。 2 根据PCM数据按比例缩放而得。 3 所有脉冲数据均在脉宽 = 10µS、占空比 = 1%的条件下产生。 3 数据是在最大回波损耗条件下在15 dB的输出负载中测得。 版权所有© 2009-2012 Cree, Inc.保留所有权利。本文件中的信息若有更改，恕不另行通知。Cree和Cree徽标是Cree, Inc.的注册商标。其他商标、 产品和公司名称均为其各自所有者的财产，并不意味着特定的产品和／或供应商的认可、赞助或关联。 2 CMPA0060025D Rev 1.1 Cree, Inc. 4600 Silicon Drive Durham, North Carolina, USA 27703 美国电话：+1.919.313.5300 传真：+1.919.869.2733 www.cree.com/wireless 芯片尺寸（以微米为单位） 射频输出 测试焊盘 射频输入 栅极终端 芯片外形尺寸：3990 x 2400 (+0/-50)微米，芯片厚度：100 (+/-10)微米。 所有栅极和漏极焊盘的电气连接必须使用线焊。 焊盘编号 功能 描述 焊盘尺寸（微米） 射频输入焊盘。50 Ω匹配。需要通过外部Bias-T器件向栅极施加-2.3 V 到-3.8 V的电压。 150 x 200 1 RF IN1 2 栅极终端 栅极的芯片外终端。需要安装直流阻断器。 200 x 150 3 RF OUT 射频输出焊盘。50 Ω匹配。需要通过外部Bias-T器件向漏极供电 （最大50 V，2.0 A）。 150 x 200 1 注： 1 RF In和RF Out焊盘的接地-信号-接地配置中存在75微米的间距。 芯片装配说明： • 建议使用AuSn (80/20)焊料进行焊接。请参考Cree网站上的共晶芯片焊接程序应用说明， 网址为：www.cree.com/wireless。 • 拿取时首选真空夹头。 • 芯片背面是源接点（接地）。 • 芯片背面镀金厚度至少5微米。 • 连接时首选热超声球焊或楔焊。 • 连接时必须使用金线。 • 测试焊盘必须接地。 • 确保芯片标签(XX-YY)方向正确。 版权所有© 2009-2012 Cree, Inc.保留所有权利。本文件中的信息若有更改，恕不另行通知。Cree和Cree徽标是Cree, Inc.的注册商标。其他商标、 产品和公司名称均为其各自所有者的财产，并不意味着特定的产品和／或供应商的认可、赞助或关联。 3 CMPA0060025D Rev 1.1 Cree, Inc. 4600 Silicon Drive Durham, North Carolina, USA 27703 美国电话：+1.919.313.5300 传真：+1.919.869.2733 www.cree.com/wireless 功能方框图 此设备采用了宽频放大器拓扑结构。栅极安装了内部终端，该终端可在1.0-6.0 GHz下正常运行。如果工作频率低于1.0 GHz，则需要 安装外部终端。此终端需要安装直流阻断器，安装后可承受最大2 W的RF功率。（如需详细了解本数据手册中LF终端的相关信息，请参 考“参考设计”一节）。该电路还需要通过外部宽频Bias-T器件向栅极和漏极供压。需要在漏极上设计一个Bias-T器件，用于处理50 V 的电压和最高2.0 A的电流。 Vd 3 Vg 射频输出 2 1 RF DC DC RF 2 偏置器 3 2 DC & 1 RF DC & RF 射频输入 1 1 2 2 偏置器 1 栅极终端 图1. 版权所有© 2009-2012 Cree, Inc.保留所有权利。本文件中的信息若有更改，恕不另行通知。Cree和Cree徽标是Cree, Inc.的注册商标。其他商标、 产品和公司名称均为其各自所有者的财产，并不意味着特定的产品和／或供应商的认可、赞助或关联。 4 CMPA0060025D Rev 1.1 Cree, Inc. 4600 Silicon Drive Durham, North Carolina, USA 27703 美国电话：+1.919.313.5300 传真：+1.919.869.2733 www.cree.com/wireless 外部终端参考设计 以下只是芯片增益曲线图的一部分（包括有/没有RC参考电路两种情况）。 CMPA0060025 Gain with and without LF termination 35 30 无低频终端 参考射频终端 增益 (dB) 25 20 15 10 5 0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 频率 (GHz) 注： 1 需要通过芯片外终端减少在低频段的高增益峰值。 2 芯片外终端的设计应尽量降低对MMIC高频段性能的影响。 RC参考电路 如下所示，该参考电路由串联电容和电阻组成。 C = 2200pF RG = 5 图2. 电阻需要承受2.0 W功率。 版权所有© 2009-2012 Cree, Inc.保留所有权利。本文件中的信息若有更改，恕不另行通知。Cree和Cree徽标是Cree, Inc.的注册商标。其他商标、 产品和公司名称均为其各自所有者的财产，并不意味着特定的产品和／或供应商的认可、赞助或关联。 5 CMPA0060025D Rev 1.1 Cree, Inc. 4600 Silicon Drive Durham, North Carolina, USA 27703 美国电话：+1.919.313.5300 传真：+1.919.869.2733 www.cree.com/wireless 典型性能 输出功率与频率之间的关系 PINOutput = 32 dBm Power vs Frequency 功率增益与频率之间的关系 Associated Frequency PIN =Gain 32vsdBm PIN = 32 dBm 15 PIN = 32 dBm 47 \ 50V 14 13 40V 45 输出功率 (dBm) 增益 (dB) 50V 46 40V 12 11 44 43 10 42 9 41 8 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 40 7.0 0.0 1.0 2.0 3.0 频率 (GHz) 4.0 5.0 6.0 7.0 频率 (GHz) 增益及回波损耗与频率之间的关系 VDD = 50 V，I =Response, 500 mA CMPA0060025D Small DQ Signal 功率附加效率与频率之间的关系 PIN = 32 dBm VDD=50V, IDQ=500mA Power Added Efficiency vs Frequency PIN = 32 dBm 60 25 25 20 20 55 15 50V 10 40V 10 S11 S22 S21 (dB) 45 PAE(%) 15 S21 40 35 30 5 5 0 0 -5 -5 -10 -10 -15 -15 -20 -20 25 20 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 频率 (GHz) 7.0 -25 -25 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 频率 (GHz) 静电放电（ESD）分类 参数 符号 类别 测试方法 人体模型 HBM 1A (> 250 V) JEDEC JESD22 A114-D 充电设备模型 CDM II (200 < 500 V) JEDEC JESD22 C101-C 版权所有© 2009-2012 Cree, Inc.保留所有权利。本文件中的信息若有更改，恕不另行通知。Cree和Cree徽标是Cree, Inc.的注册商标。其他商标、 产品和公司名称均为其各自所有者的财产，并不意味着特定的产品和／或供应商的认可、赞助或关联。 6 CMPA0060025D Rev 1.1 Cree, Inc. 4600 Silicon Drive Durham, North Carolina, USA 27703 美国电话：+1.919.313.5300 传真：+1.919.869.2733 www.cree.com/wireless S11 (dB), S22 (dB) 50 免责声明 本文所列规格随时可能出现更改，恕不另行通知。Cree, Inc.相信本数据手册中所含的信息是准确、可靠的。然而，如若使用此信息导致 侵犯第三方的专利或其他权利，Cree对此不承担任何责任。Cree并未就其专利或专利权授予默示许可或其他形式的许可。Cree对于其产 品针对任何特定用途的适用性不作任何担保、表示或保证。所给出的“典型”参数是Cree对大量产品预计的平均值，此数据仅供参考。 在不同的应用中，这些数值会与表中所列数据有所不同，实际性能也会随着时间的推移而变化。所有工作参数均应由客户的技术专家针 对每项具体应用进行验证。Cree产品无意用作也未授权用作以下应用中的部件，事实上也未针对类似应用而设计：植入人体的外科植入 物或者用于支撑或延续生命的应用；Cree产品故障会导致人员伤亡的应用；以及规划、建设、维护或直接运作核设施的应用。CREE和 CREE徽标是Cree, Inc.的注册商标。 有关详细信息，请联系： Cree, Inc. 4600 Silicon Drive Durham, North Carolina, USA 27703 www.cree.com/rf Sarah Miller 市场与出口 Cree射频组件 1.919.407.5302 Ryan Baker 市场营销 Cree射频组件 1.919.407.7816 Tom Dekker 销售总监 Cree射频组件 1.919.407.5639 版权所有© 2009-2012 Cree, Inc.保留所有权利。本文件中的信息若有更改，恕不另行通知。Cree和Cree徽标是Cree, Inc.的注册商标。其他商标、 产品和公司名称均为其各自所有者的财产，并不意味着特定的产品和／或供应商的认可、赞助或关联。 7 CMPA0060025D Rev 1.1 Cree, Inc. 4600 Silicon Drive Durham, North Carolina, USA 27703 美国电话：+1.919.313.5300 传真：+1.919.869.2733 www.cree.com/wireless