向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

GaN:适合5G应用的高频衬底材料(2)

时间:2018-11-20 作者:Busy Blogger 阅读:
GaN材料是一种较新的衬底,非常适合高性能的电子应用,特别是在高频方面,比如5G应用。由于这种材料具有优异的性能,因此用GaN器件来设计电子电路会非常有吸引力:利用GaN作为高频功率放大器的衬底,可以为电源管理带来更高的效率并实现更宽的宽带。

GaN(氮化镓)材料是一种较新的衬底,非常适合高性能的电子应用,特别是在高频方面,比如5G应用。由于这种材料具有优异的性能,因此用GaN器件来设计电子电路会非常有吸引力:利用GaN作为高频功率放大器的衬底,可以为电源管理带来更高的效率并实现更宽的宽带。这种方法在效率和线性度方面是一种非常好的解决方案,正如最近的一篇文章指出:WVrednc

“宽带、线性、高效输出回退模式的RF功率放大器(RFPA)的设计方法,强调了最小化设计不确定性的重要性。采用这种方法,通过首次设计即可实现建模和测量性能之间的良好一致性。对频率范围从1.5到2.8GHz的线性RFPA的需求,推动了在输出回退模式下工作的宽带、线性和高效RFPA的新设计方法。提高PA效率一直是设计人员面临的挑战,部分原因在于谐波负载阻抗控制不佳。在微波频率下测量波形的难度,使得是否能达到最佳波形整形难以确定。当较低工作频率的谐波位于工作频段时,宽带设计会带来额外的挑战。这些固有的困难再加上不精确的设计,使得问题变得更为复杂,会导致多次耗时、昂贵的重复迭代。使用商用的分立式10W SiC基GaN封装,采用0.25μm工艺制造的高电子迁移率晶体管(Qorvo的T2G6000528)和20mil的RO4350B印制电路板,即可证明这种设计方法的有效性。据此设计和制造的RFPA在其工作带宽上,实现了大于40dBm的峰值功率和高于54%的峰值漏极效率。在回退模式下,当采用2.0-2.5GHz频带的2.5MHz、9.5dB峰均比(PAPR)的COFDM信号驱动时,RFPA可以达到30dBc的未校正线性度,以及34%或更高的漏极效率。”(来源:《Microwave Journal(微波杂志)》)WVrednc

gan2-1.pngWVrednc

图1:使用GaN材料构建的RF功率放大器的“分布式负载网络损耗和匹配(a),以及换能器和工作功率增益与频率的关系(b)”。(来源:《Designing A Broadband, Highly Efficient, GaN RF Power Amplifier(设计一种宽带、高效率的GaN射频功率放大器)》,作者:英国利兹SARAS技术公司J. Brunning和R. Rayit)WVrednc

在电子应用中使用GaN衬底不仅适用于RF应用,最近AEC标准规范也选择将该材料用于汽车应用:WVrednc

“加拿大初创公司GaN Systems在今年的PCIM展会上宣布与罗姆(ROHM)达成合作协议,这引起了业界极大的关注。Nick Flaherty与该公司首席执行官Jim Witham的交谈如下:WVrednc

“......几家供应商现已宣布GaN器件达到AEC认证标准。‘我们为所有汽车制造商提供了详细的AEC Q+测试流程,他们都有测试结果。’Witham说道。然而,GaN是一种使能技术,从消费类设计领域的无线充电器到数据中心的高效转换器,需要广泛的产品组合支持。‘我们采取的方法是,针对从25W至25kW的任何电源系统设计开发基本的构件。’他表示。”(来源:GaN Systems)WVrednc

汽车环境对IC的性能和稳健性要求很高。GaN材料的性能及其与硅和SiC材料在通态电阻与击穿电压关系方面的比较如图2所示。WVrednc

gan2-2.pngWVrednc
图2:“硅基功率晶体管将要达到电力电子行业的工作频率、击穿电压和功率密度的极限,而GaN的性能开始大放异彩。硅绝不会灭绝,但能源需求会不断增加,因此需要研究/使用新的方法和材料来满足这些需求(来源:Transphorm)。WVrednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
  • 5G在抗击新冠疫情中起了那些作用? 在抗疫中我们看到的一些5G用例都是零散的,没有系统性地描绘出5G对整体抗疫能发挥多大价值。这让很多人如同“盲人摸象”,对5G抗疫和5G智慧医疗的认识很片面,甚至还有人认为这不过是噱头而已,并没有多大实用价值。那么,5G到底能为抗疫做点啥呢?
  • uMCP储存为5G手机“超前部署” 装置制造商究竟要先为5G网络推出准备就绪的硬件?还是最好等到5G被广泛采用之后?
  • 没有刘海的苹果iPhone 12来了?还支持5G 近日外媒Svetapple.sk报道称,有网友在挖掘iOS4开发包代码的时候,意外发现了一张iPhone 12的SIM卡安装示意图,最引人注目的地方在于该示意图当中的iPhone 12图例是完全没有刘海的。
  • 欧洲专利局:2019年华为欧洲专利申请量排名第一 日前,欧洲专利局发布2019年专利指数,中国企业表现亮眼,尤其是华为,以3524件专利申请量成为本次欧洲专利申请量中排名第一的企业,三星、LG分别以2858件和2817件位列第二和第三。
  • 美国侦察机用了北斗导航系统,飞行员:比GPS更好用! 近日,美国空军作战司令部司令詹姆斯·霍姆斯透露,美军U-2侦察机已将中国的北斗卫星导航系统作为备用系统,供飞机在GPS失灵时使用。甚至还有美军飞行员发出:中国北斗比GPS更好用的感叹。
  • 如何通过带内管理使UCPE部署更轻松、更具成本效益 您需要多少个NIC才能管理使用服务链式VNF的uCPE? 答案是:一个用于WAN数据,另一个用于每个VNF,一个用于平台?错了! 使用带内管理,可以让所有管理接口和数据流量共享同一物理接口……
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告