Многополюсные переключатели компании Peregrine Semiconductor

№ 2’2017
PDF версия
Фирма Peregrine Semiconductor уже более 25 лет специализируется на развитии обладающей повышенной радиационной стойкостью технологии КНС (кремний‐на‐ сапфире), которая в терминологии компании называется Ultra‐CMOS. Фирма продолжает активно развивать ассортимент выпускаемой продукции, недавно она выпустила на рынок многополюсные СВЧ‐переключатели на 6, 8 и 12 полюсов.

Семейства переключателей

Поглощающие переключатели Peregrine Semiconductor производятся по улучшенной технологии Ultra-CMOS HaRP, обеспечивающей превосходную линейность и низкий уровень гармоник. При выключенном питании все выводы терминированы на 50 Ом. Типовая схема переключателя на примере PE42562 [1] показана на рис. 1.

Структурная схема переключателя SP6T PE42562

Рис. 1. Структурная схема переключателя SP6T PE42562

При отсутствии постоянной составляющей на входе переключатели не требуют блокировочных конденсаторов. Благодаря наличию входа LS возможен зеркальный выбор портов в зависимости от управляющего слова, что полезно при использовании двух переключателей. Типичным подобным приложением является переключение банка фильтров, как показано на рис. 2 [2].

Включение двух PE42412 для переключения банка фильтров

Рис. 2. Включение двух PE42412 для переключения банка фильтров

Переключатели можно классифицировать по трем семействам, каждое из которых содержит в себе переключатели SP6T, SP8T и SP12T:

  • первое семейство, включающее PE42462, PE42482 и PE42412, предназначено для беспроводной инфраструктуры, оно характеризуется полосой рабочих частот 10 МГц–8 ГГц и диапазоном температур –40…+105 °C;
  • второе семейство, включающее PE42562, PE42582 и PE42512, предназначено для измерительного оборудования. Семейство имеет расширенную полосу рабочих частот 9 кГц–8 ГГц и диапазон температур –40…+105 °C. Особенностью данного семейства является внешний вывод VSS (рис. 1), который или подключается к «чистому» внешнему источнику отрицательного напряжения, или заземляется. В последнем случае отрицательное напряжение генерируется внутри микросхемы, что приводит к появлению небольшой импульсной помехи. Для требовательных приложений такое включение не рекомендуется;
  • третье семейство включает PE426462, PE426482 и PE426412, оно отличается от первого расширенным диапазоном температур –55…+125 °C и подходит для военных и ответственных применений.

 

Переключатели SP6T

Многополюсные переключатели с числом полюсов 6 и более на мировом рынке выпускают лишь несколько компаний. Поэтому выбор для сравнения небольшой, и по полосе частот микросхемы не всегда совпадают. Сравнение параметров переключателей SP6T Peregrine Semiconductor с аналогичными переключателями компаний ADI (Hittite), Qorvo и Skyworks даны в табл. 1. К достоинствам переключателей Peregrine Semiconductor по сравнению с конкурентами можно отнести низкие потери при широкой полосе, высокую изоляцию и линейность, расширенный диапазон температур –55…+125 °C.

Таблица 1. Сравнительные характеристики переключателей SP6T

Производитель / Микросхема

Peregrine / PE42562

Peregrine / PE42462

Peregrine / PE426462

   ADI / HMC252A

Qorvo / QPC6064

Skyworks / SKY13416

Технология

UltraCMOS®

UltraCMOS®

UltraCMOS®

SOI

SOI

SOI

Порт

Поглощающий

Поглощающий

Поглощающий

Поглощающий

Поглощающий

Отражающий

Диапазон частот, ГГц

0,000009–8

0,01–8

0,01–8

0–3

0,05–6

0,1–3,8

Потери на проход, дБ

на 2 ГГц

0,9

0,9

0,9

1

1,18

0,45

на 4 ГГц

1

1

1

1,41

на 6 ГГц

1,2

1,2

1,2

2,02

на 8 ГГц

1,3

1,3

1,3

Изоляция (RFC–RFX), дБ

на 2 ГГц

48

48

48

45

50

29

на 4 ГГц

40

40

40

52

на 6 ГГц

34

34

34

48

на 8 ГГц

31

31

31

Обратные потери, дБ

на 2 ГГц

20

20

20

20

27

25

на 6 ГГц

15

15

15

10

на 8 ГГц

13

13

13

2 гармоника, дБн

–92

3 гармоника, дБн

–94

IP2 по входу, дБм

105

105

105

117

IP3 по входу, дБм

60

60

60

47

59

70

P0.1dB, дБм, на 2 ГГц

37,5

37,5

37,5

37,5

P1dB, дБм, на 2 ГГц

40

40

40

28

36

Максимальная постоянная мощность, дБм

33

33

31

29,8

32

37,5

Максимальная импульсная мощность, дБм

35

35

33

Фронты по СВЧ (10/90% RF), нс

100

100

100

25

Время установления, нс

560

560

560

1000

Время переключения (50% Ctrl to 10/90% RF), нс

210

210

210

90

150

1750

Напряжение питания (Vdd), В

2,3–5,5

2,3–5,5

2,3–5,5

3–5

2,7–5,5

2,5–4,8

Ток потребления (Idd), мкА

120

120

120

7000

90

40

ESD HBM, В

1000

1000

1000

250

2000

500

Рабочие температуры, °C

–40…+105

–40…+105

–55…+125

–40…+85

–40…+105

–40…+85

Корпус

QFN-24

QFN-24

QFN-32

QSOP-24

QFN-24

QFN-14

Размеры, мм

4×4

4×4

5×5

8,65×6

4×4

2×2

 

Переключатели SP8T

Сравнительные характеристики переключателей SP8T даны в табл. 2. В этом классе достоинства переключателей Peregrine Semiconductor те же: низкие потери при широкой полосе, высокая изоляция и линейность, расширенный диапазон температур –55…+125 °C. Из особенностей следует отметить, что микросхемы PE42482 и PE42582 совместимы по выводам с HMC321ALP4E и HMC322ALP4E и могут заменять последние без переделки печатной платы. К недостаткам переключателя QPC6082 следует отнести определенную последовательность подачи и снятия питания. При ее несоблюдении микросхема может выйти из строя.

Таблица 2. Сравнительные характеристики переключателей SP8T

Производитель / Микросхема

Peregrine / PE42582

Peregrine / PE42482

Peregrine / PE426482

ADI / HMC321ALP4E

ADI / HMC322ALP4E

Qorvo / QPC6082

Skyworks / SKY13418

Технология

UltraCMOS

UltraCMOS

UltraCMOS

GaAs MESFET

GaAs MESFET

CMOS

SOI

Порт

Поглощающий

Поглощающий

Поглощающий

Поглощающий

Поглощающий

Поглощающий

Отражающий

Диапазон частот, ГГц

0,000009–8

0,01–8

0,01–8

0–8

0–8

0,05–6

0,1–3,8

Потери

на проход, дБ

на 2 ГГц

1

1

1

1,7

1,8

0,6

0,65

на 4 ГГц

1,1

1,1

1,1

1,8

2

1,2

на 6 ГГц

1,3

1,3

1,3

2

2,2

2,6

на 8 ГГц

1,5

1,5

1,5

2,2

2,5

Изоляция (RFC–RFX), дБ

на 2 ГГц

48

48

48

50

50

30

25

на 4 ГГц

40

40

40

40

45

21

на 6 ГГц

35

35

35

30

40

18

на 8 ГГц

31

31

31

28

35

Обратные потери, дБ

на 2 ГГц

20

20

20

14

17

23

18

на 6 ГГц

15

15

15

10

17

8

на 8 ГГц

16

16

16

15

15

2 гармоника, дБн

–92

90

3 гармоника, дБн

–79

93

IP2 по входу, дБм

105

105

105

117

IP3 по входу, дБм

60

60

60

38

40

68

66

P0.1dB, дБм, на 2 ГГц

37,5

37,5

37,5

23

21

36,5

37,5

P1dB, дБм, на 2 ГГц

40

40

40

26

26

37

Максимальная постоянная мощность, дБм

33

33

31

26

26,5 (24 поглощающий)

32

37,5

Максимальная импульсная мощность, дБм

35

35

33

Фронты по СВЧ (10/90% RF), нс

100

100

100

25

25

2000

Время установления, нс

870

870

870

Время переключения (50% Ctrl to 10/90% RF), нс

227

227

227

150

150

1500

Напряжение питания (Vdd), В

2,3–5,5

2,3–5,5

2,3–5,5

5

–5

2,4–4,5

2,5–4,8

Ток потребления (Idd), мкА

120

120

120

3900

5000

80

40

ESD HBM, В

1000

1000

1000

250–500

250–500

1000–2000

1000

Рабочие температуры, °C

–40…+105

–40…+105

–55…+125

–40…+85

–40…+85

–30…+90

–40…+90

Корпус

QFN-24

QFN-24

QFN-32

QFN-24

QFN-24

QFN-14

QFN-14

Размеры, мм

4×4

4×4

5×5

4×4

4×4

2×2

2×2

 

Переключатели SP12T

Сравнительные характеристики переключателей SP12T даны в табл. 3. В этом классе у Peregrine Semiconductor лишь один конкурент — компания Skyworks, причем серийно выпускается только SKY13455, на SKY13488 доступны лишь предварительные данные. Оба переключателя используют для конфигурации последовательный интерфейс MIPI (CLK, SDATA), что затрудняет их самостоятельное применение. Они обладают меньшими потерями, гораздо более узкополосны, ориентированы на часть телекоммуникационного рынка. Достоинства переключателей Peregrine Semiconductor в этом классе — высокая изоляция, малое время переключения, выбор порта параллельным кодом, высокая пропускаемая мощность и расширенный до –55…+125 °C диапазон температур.

Таблица 3.Сравнительные характеристики переключателей SP12T

Производитель / Микросхема

Peregrine / PE42512

Peregrine / PE42412

Peregrine / PE426412

Skyworks / SKY13455

Skyworks / SKY13488

Технология

UltraCMOS

UltraCMOS

UltraCMOS

SOI

SOI

Порт

Поглощающий

Поглощающий

Поглощающий

Отражающий

Отражающий

Диапазон частот, ГГц

0,000009–8

0,01–8

0,01–8

0,4–2,7

0,4–3,8

Потери

на проход, дБ

на 2 ГГц

1,2

1,2

1,2

0,7–1,15

0,65–0,9

на 4 ГГц

1,3

1,3

1,3

1,2

1,2

на 6 ГГц

1,6

1,6

1,6

на 8 ГГц

2,1

2,1

2,1

Изоляция (RFC–RFX), дБ

на 2 ГГц

46

46

46

30

30

на 4 ГГц

39

39

39

на 6 ГГц

34

34

34

на 8 ГГц

30

30

30

Обратные потери, дБ

на 2 ГГц

14

14

14

14

14

на 6 ГГц

13

13

13

на 8 ГГц

15

15

15

IP2 по входу, дБм

105

105

105

110

IP3 по входу, дБм

60

60

60

P0.1dB, дБм, на 2 ГГц

37,5

37,5

37,5

P1dB, дБм, на 2 ГГц

40

40

40

Максимальная постоянная мощность, дБм

33

33

31

31

31

Максимальная импульсная мощность, дБм

35

35

33

Фронты по СВЧ (10/90% RF), нс

100

100

100

Время установления, нс

870

870

870

Время переключения (50% Ctrl to 10/90% RF), нс

232

232

232

2000

2000

Напряжение питания (Vdd), В

2,3–5,5

2,3–5,5

2,3–5,5

2,5 – 3,3

2,5 – 6

Ток потребления (Idd), мкА

120

120

120

35

45

ESD HBM, В

1000

1000

1000

Рабочие температуры, °C

 –40…+105

–40…+105

–55…+125

–30…+90

–30…+90

Корпус

QFN-24

QFN-24

QFN-32

MCM-22

MCM-20

Размеры, мм

4×4

4×4

5×5

3,2×2,5

2,5×2,5

Многополюсные переключатели находят широкое применение в радарном, телекоммуникационном, измерительном, тестовом оборудовании и многоканальных системах радиосвязи. Все микросхемы имеют демонстрационные платы с номерами для заказа:

  • SP6T: EK42462–02, EK42562–02, EK426462–02;
  • SP8T: EK42482–02, EK42582–02, EK426482–02;
  • SP12T: EK42412–02, EK42512–02, EK426412–02.

Они позволяют с минимальными затратами времени определить применимость данной микросхемы для вашего приложения. Интерфейсная плата позволяет подключать демонстрационные платы через USB-порт к ПК, поэтому их можно использовать как готовое тестовое решение. Внешний вид демо-плат и платы интерфейса показан на рис. 3.

Демонстрационные платы

Рис. 3. Демонстрационные платы

Литература
  1. PE42562 Data Sheet.
  2. AN68 Simultaneous Path Selection in a Dual-Switch Configuration.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.