Журнал "Новости Электроники", номер 16, 2008 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 16, 2008 год.Новые RF-транзисторы NXPВиктор Захаренко (НИИ средств автоматизации, г. Минск) В 2008 году компания NXP Semiconductors выпустила ряд новых мощных RF-транзисторов, созданных по LDMOS-технологии шестого поколения. Еще несколько новых образцов этой продукции, предназначенной для радиовещания, проводной и беспроводной связи, систем широкополосного доступа и микроволновых систем, увидят свет в ближайшее время.

Компания NXP Semiconductors - ключевой поставщик RF-компонентов в течении последних двадцати пяти лет. За последние четыре года по объему поставок на рынке LDMOS-компонентов компания занимает второе место, уступая по этому показателю лишь Freescale Semiconductor. Позиции компании по объему рыночной доли для отдельных приложений:

первое место по поставкам для радиопередачи, радиовещания (Broadcast) и WiMAX - мобильного широкополосного доступа;второе место по базовым станциям стандартов сотовой связи, включая GSM, CDMA, UMTS и др.;третье место по микроволновым применениям.

Новая линейка транзисторов также предназначена для указанных приложений.

В области производства транзисторов для радиопередачи, радио- и телевещания компания NXP (бывшая Philips Semiconductors) имеет богатую историю и превосходную репутацию. Новые изделия (серии BLF87x - для UHF-диапазона и серии BLF57x - для VXF-диапазона) подтверждают авторитет компании в этой области. Их целевое применение - не только в области радиопередачи и радиовещания, но и в промышленной, научной и медицинской областях. Характеристики транзисторов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики транзисторов

Наимено-
вание Диапазон
частот,
МГц Напря-
жение питания, В Выходная
мощность,
Вт Коэффициент
усиления, дБ/МГц КПД, % IMD3, dBc Класс BLF878 470...860 40 300 при PEP1),
75 при AVG2) 20/860 451), 322) -351), -322) AB BLF871 470...860 40 100 при PEP1),
24 при AVG2) 19,5/860 471), 302) -311), -322) AB BLF574 0...500 50 400 при CW3) 26/225 70 - AB BLF573 0...500 50 300 при CW3) 26/225 70 - AB BLF571 0...500 50 20 при CW3) 28/225 68 - AB Параметры в таблице приведены для тестовых сигналов:
1) - двухтоновый сигнал;
2) - OFDM;
3) - однотоновый сигнал.

 

Транзисторы BLF574 и BLF878 имеют сдвоенное (push-pull) исполнение.

Большая выходная мощность, высокие КПД и усиление, низкое тепловое сопротивление транзисторов позволяют реализовать усилительные устройства большой мощности с относительно низкими искажениями и небольшими размерами. Это подтверждают предлагаемые потребителям демонстрационные платы усилителей, информацию по которым можно найти на сайте компании Демонстрационный усилитель на транзисторе BLF578 (рис. 1) достигает выходной мощности 600 Вт в рабочей полосе частот 88...108 МГц. Коэффициент усиления - 27,5 дБ, КПД - 73%. Размер - 508х1016 мм.

 

 

Рис. 1. Демонстрационный усилитель на транзисторе BLF578

Усилитель спроектирован для работы в классе B и имеет энергетические показатели (выходная мощность и КПД) выше, чем приведенные в таблице 1 для транзистора BLF578. При работе в нормальном температурном режиме (температуре радиатора охлаждения не более 40°С) надежность устройства остается очень высокой. Показатель TTF (Time to Failure - время, в течение которого происходит отказ 0,1% устройств) составляет 50 лет. Усилитель доступен для тиражирования. Вместе с демонстрационной платой NXP может предоставить в составе документации gerber-файлы для PCB-проектирования.

BLF578 по КПД на 10-15% превосходит своих предшественников - LDMOS-транзистор второго поколения BLF369 и широко применявшиеся в телевизионных усилителях VDMOS-транзисторы BLF248 и BLF278. Невозможно недооценивать важность КПД для усилителя - это параметр, непосредственно влияющий на основные эксплуатационные характеристики усилителя: потребляемую мощность, габариты и вес системы охлаждения и усилителя в целом, температурный режим, надежность.

BLF878 - это первый в мире 300-ватный UHF-транзистор, разработанный по 40-вольтовой LDMOS технологии шестого поколения.

От сегодняшних передатчиков цифрового телевидения (DVB-T, DVB-H) требуется большая мощность в широкой полосе частот. Транзистор BLF878 позволяет это сделать с максимальным КПД, достигающим 55% в режиме CW и 32% в режиме OFDM. На транзисторах BLF871 и BLF878 реализуется усилитель стандарта DVB-T (рис. 2) с выходной мощностью 500 Вт в режиме OFDM.

 

 

Рис. 2. UHF-усилитель на 500 Вт стандарта DVB-T

Для радиовещательных применений в ближайших планах NXP - выпуск транзисторов BLF888 и BLF578. BLF888 - это 50-вольтовый LDMOS-транзистор UHF-диапазона с еще более высокой мощностью, чем у BLF878. В режиме OFDM выходная мощность планируемого к выпуску транзистора BLF888 должна составить 110 Вт (против 75 Вт у BLF878); КПД - не менее 30%; коэффициент усиления - не менее 20 дБ; CCDF 0,01% > 8 дБ; IMD - не более минус 30 dBc. BLF578 - транзистор VHF-диапазона с выходной мощностью 600 Вт в режиме CW и 1 кВт в импульсном режиме.

Операторы сотовой связи и изготовители базовых станций постоянно стараются достичь большей эффективности системы связи - по количеству соединений, которые могут быть обработаны, и по потребляемой мощности для поддержания этих соединений. В этом стремлении усилитель играет ключевую роль. Во первых, это та часть базовой станции, которая потребляет основную часть мощности; во вторых - линейность усилителя определяет какое количество запросов может быть надежно обработано, не создавая существенных помех на соседних каналах используемой полосы частот.

Сегодняшний путь к улучшению характеристик усилителя - с одной стороны, улучшение характеристик транзисторов, а с другой - применение передовых схемотехнических решений.

NXP производит транзисторы для усилителей базовых станций, работающих в различных диапазонах частот. Параметры транзисторов 6-го LDMOS-поколения диапазонов 1, 2, 2,2 ГГц приведены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры транзисторов LDMOS 6-го поколения Наименование Рабочий режим Напряжение питания, В Выходная
мощность, Вт Коэффициент усиления, дБ КПД, % ACLR, dBc Диапазон частот 800...1000 МГц BLF6G10S-45 2C-WCDMA 28 1 23 8 -48,5 BLF6G10-45 2C-WCDMA 28 1 22,5 7,8 -49 BLF6G10LS-135R 2C-WCDMA 28 26,5 20,2 27 -40 BLF6G10LS-160 2C-WCDMA 28 32 22 26 -42 BLF6G10LS-200 2C-WCDMA 28 40 20 27 -41 BLF6G10LS-200R 2C-WCDMA 28 40 20 27 -40 Диапазон частот 1800...2000 МГц BLF6G20S-45 2C-WCDMA 28 2,5 19,5 14 -49 BLF6G20-45 2C-WCDMA 28 2,5 19,2 14 -50 BLF6G20-75 GSM/EDGE 28 29,5 19 37,5 - BLF6G20LS-75 GSM/EDGE 28 29,5 19 37,5 - BLF6G20-110 2C-WCDMA 28 25 19 31 -40 BLF6G20LS-110 2C-WCDMA 28 25 19 31 -40 BLF6G20LS-140 2C-WCDMA 28 35,5 16,5 30 -40 BLF6G20LS-180 IS95 27 35,5 16,5 27 -36 BLF6G20-180PN 2C-WCDMA 32 50 18 27,5 -35 Диапазон частот 2000...2200 МГц BLM6G22-30(G) 2C-WCDMA 28 2 29,5 8,5 -51 BLF6G22S-45 2C-WCDMA 28 2,5 18,5 13 -49 BLF6G22-45 2C-WCDMA 28 2,5 18,5 13 -49 BLF6G22-75 2C-WCDMA 28 17 18 28 -43 BLF6G22LS-75 2C-WCDMA 28 17 18 28 -43 BLF6G22LS-100 2C-WCDMA 28 25 18 32 -40 BLF6G22LS-130 2C-WCDMA 28 30 17 28,5 -40 BLF6G22LS-180 IS95 27 40 16 27 - BLF6G22-180PN 2C-WCDMA 32 50 17,5 27,5 -35

О линейности транзисторов можно судить по коэффициенту утечки мощности по соседнему каналу ALCR (Adjacent Channel Leakade power Ratio). Для мощных транзисторов ALCR не хуже минус 35 dBc (тестовый сигнал 3GPP; модель 1; 64DPCH; PAR=7,5 дБ при CCDF 0,01%; разнос 5 МГц).

На диаграмме (рис. 3) показана эволюция технологии, схемотехнических решений и повышение эффективности усилителей.

 

 

Рис. 3. Эволюция технических характеристик усилителей 

Усилители с опережающей коррекцией (Feedforward) и цифровым предыскажением (Digital Predistortion) в классе АВ уступают место усилителям с цифровым предыскажением со схемой Doherty. Дальнейшее повышение эффективности связывается с технологией на нитриде галлия на быстрых электронах (GaN-pHEMT) и схемотехникой SMPA (Switching-Mode Power Amplifier).

NXP предлагает готовые технические решения усилителей по схеме Doherty. На рисунке 4 представлены схемы и фотографии демонстрационных плат симметричного и несимметричного усилителя Doherty для диапазона 2,00...2,20 ГГц.

 

 

 

Рис. 4. Демонстрационные платы симметричного и несимметричного усилителя Doherty

Симметричный усилитель выполнен на двух транзисторах BLC6G22-130, а несимметричный - на транзисторах BLC6G22-100 и BLC6G22-180P. Усилители имеют выходную пиковую мощность - 55 дБм (симметричный) и 56 дБм (несимметричный); КПД - 35% (симметричный) и 42% (несимметричный).

В таблице 3 приведены характеристики транзисторов, предлагаемых NXP для усилителей в WiMAX. Для WiMAX NXP также может предложить демонстрационные платы усилителей.

Основные новинки, представленные NXP для микроволновых приложений на основе 50-вольтовой LDMOS технологии, это:

BLAH0912-500: частотный диапазон от 0,960 до 1,215 ГГц, выходная мощность 500 Вт (импульсный режим, длительность импульса 128 мкс, скважность 10), коэффициент усиления 15 дБ, КПД 45%. Предназначен для применения в различных системах гражданской авиации (TCAS, TACAN, MODE-S и др.).BLLH1214-500: L-диапазон (1,20...1,40 ГГц), выходная мощность 500 Вт (импульсный режим, длительность импульса 100 мкс, скважность 10), коэффициент усиления 15 дБ, КПД 45%. Типовое применение - радары L-диапазона.BLS6G2933-120, BLS6G2933-190P, BLS6G2729-175, BLS6G2729-270P - для применения в радарах S-диапазона.

Для S-диапазона (2,70...3,50 ГГц) по 32-вольтовой LDMOS-технологии производятся:

BLSH2731-120: частотный диапазон от 2,70 до 3,10 ГГц, выходная мощность 120 Вт (импульсный режим, длительность импульса 200 мкс, скважность 10), коэффициент усиления 13,5 дБ, КПД > 48%. Применение - радары S-диапазона.BLSH3135-120: частотный диапазон от 3,10 до 3,50 ГГц, выходная мощность 120 Вт (импульсный режим, длительность импульса 300 мкс, скважность 10), коэффициент усиления 11 дБ, КПД > 43%. Применение - радары S-диапазона.

Ответственный за направление в КОМПЭЛе - Валерий Куликов

Получение технической информации, заказ образцов, поставка -
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript  

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.