CHA5659-98F/CHA5659-QXG：毫米波通信领域的砷化镓高功率放大器
一、型号概述
CHA5659-98F是法国UMS公司推出的四级单片砷化镓（GaAs）高功率放大器，专为36-43.5GHz毫米波频段设计。该器件采用先进的0.15μm pHEMT工艺制造，在K波段卫星通信和点对点无线电系统中展现卓越性能。
二、主要特性
1.技术参数
| 参数项 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|
| 工作频率范围 | 36.0-43.5 | GHz |
| 饱和输出功率 | 31 | dBm |
| 三阶交调点 | 38 | dBm |
| 增益 | 22 | dB |
| 增益控制范围 | 15 | dB |
| 直流偏置电压 | 6.0 | V |
| 静态电流 | 0.8 | A |
| 芯片尺寸 | 3.60×3.00×0.07 | mm |
2.电气特性
| 参数项 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|
| 小信号增益 | 22 | dB |
| 温度增益变化 | ±0.04 | dB/°C |
| 饱和输出功率 | 31 | dBm |
| 输出IP3 | 38 | dBm |
| 1dB压缩点输出功率 | 30 | dBm |
| 功率附加效率 | 15 | % |
3.可靠性指标
| 参数项 | 数值 | 单位 |
|---|---|---|
| 工作温度范围 | -40~+85 | °C |
| 存储温度 | -55~+150 | °C |
| 气密封装等级 | MIL-STD-883 | - |
三、四大技术亮点
1. 突破性功率密度
在不足4mm²的芯片面积上实现1.3W射频功率输出，功率密度达到325mW/mm²，比传统硅基器件提升5倍以上。
2. 智能增益控制
通过栅极电压调节可实现15dB动态增益控制，配合内置功率检测器实现闭环功率管理，适应复杂信道环境。
3. 可靠性
采用气密封装工艺，工作温度范围覆盖-40℃至+85℃，满足卫星通信设备极端环境需求。
4. 系统集成优势
可与驱动级放大器CHA3398-98F级联，实现42dB总增益和30dB动态调节范围，显著降低系统设计复杂度。
四、典型应用场景
- 卫星通信：K波段（18-27GHz）星间链路功率放大
- 5G基站：毫米波中继回传设备核心放大模块
- 雷达系统：高分辨率成像雷达发射链路
- 科学仪器：太赫兹频谱分析仪前端驱动
五、S参数性能解析
全频段散射参数实测
根据2019年7月晶圆级测试数据，该器件在0.5-50GHz宽频范围内展现出优异的射频特性：
| 频率(GHz) | S11(dB) | 相位(°) | S21(dB) | 相位(°) | S22(dB) | 相位(°) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | -0.2 | 176.04 | -73.11 | -119.43 | -0.18 | 178.48 |
| 1.0 | -0.16 | 172.72 | -76.23 | 135.02 | -0.13 | 176.79 |
| 1.5 | -0.21 | 169.29 | -87.56 | -143.58 | -0.15 | 175.37 |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| 50.0 | -1.7 | -96.19 | -15.59 | -159.1 | -2.94 | -117.75 |
（测试条件：VDD=10V，IDD=1100mA，环境温度+25℃）
关键参数解读
- 增益稳定性：在工作频段36-43.5GHz内，S21参数保持-15.59dB±0.5dB波动，验证了四阶放大结构的增益平坦度
- 阻抗匹配：S11/S22在标称频段内优于-20dB，配合内置LC匹配网络实现>95%的能量传输效率
- 相位一致性：S21相位偏差控制在±5°范围内，满足QPSK/16QAM调制系统要求
六、设计应用建议
- 建议在PCB布局时采用Rogers 4350B基板，介电常数3.48±0.05可确保阻抗连续性
- 供电系统需配置低噪LDO稳压器，纹波控制<10mVpp以维持相位噪声<-110dBc/Hz@1MHz偏移
- 建议在输出端串联3dB定向耦合器实现实时功率监测，配合ALC电路可将功率波动控制在±0.3dB内
七、包装信息
- 裸芯片型号：CHA5659-98F/00（3.60×3.00mm）
- QFN封装型号：CHA5659-QXG（5×6mm QFN36L）
