О новых микросхемах фирмы pSemi

PDF версия
17 января 2018 года компания Peregrine Semiconductor, которой уже было посвящено несколько публикаций [1–5], объявила о смене своего названия на pSemi Corporation. Смена названия совпала с двумя знаковыми событиями: 30-летием продвижения технологии КНС (UltraCMOS) и выпуском 4-миллиардного чипа. Диапазон продукции компании расширился. Теперь он включает оптические приемопередатчики, микросхемы для управления питанием, датчики, СВЧ-усилители со встроенными переключателями. Данная статья посвящена некоторым из этих устройств.

Мы рассмотрим скоростные драйверы PE29101, PE29102 (уже в серийном производстве), а также микросхемы, которые находятся в стадии постановки в серию (доступны образцы): PE43508 — цифровой аттенюатор до 50 ГГц; PE436хх — семейство цифровых аттенюаторов до 6 ГГц; PE53х1х — семейство МШУ для 4G/4,5G беспроводных сетей; PE561221 — Wi-Fi-модуль, содержащий SP3/4T-переключатель, МШУ, УМ и детектор.

 

Скоростные GaN-драйверы PE29101/PE29102

Характеристики скоростных GaN-драйверов PE29101/PE29102 приведены в таблице 1. Они предназначены для использования в преобразователях напряжения AC/DC, DC/DC, в источниках питания с отслеживанием огибающей, беспроводных зарядных устройствах. Структурная схема PE29101 при включении в полумостовой схеме показана на рис. 1. PE29102 имеет небольшие отличия, о которых речь пойдет ниже. Выводы RDLH, RDHL у обеих микросхем используются для регулировки пауз между импульсами верхнего и нижнего плеч и наоборот. Это необходимо, поскольку силовые транзисторы открываются и закрываются с некоторой задержкой. Открытие же обоих силовых ключей в полумостовой схеме ведет к короткому замыканию и выходу их из строя.

Типовая схема включения PE29101 в преобразователе напряжения

Рис. 1. Типовая схема включения PE29101 в преобразователе напряжения

Таблица 1. Характеристики скоростных драйверов PE29101/PE29102
Наименование Напряжение
питания, В (max)
Напряжение
на затворе, В (max)
Вытекающий/
втекающий ток, А
Ширина
импульса, нс (min)
Задержка
распространения, нс
Нарастание/спад, нс (С = 1 нФ) Управляемая
пауза, нс
Дополнительно Приложение Корпус
PE29101 80 6 2/4 4 8 1/1 1–12
(несимметр.)
Ограничитель
напряжения
Преобразователь DC-DC 1,6×2,4 WLCSP
PE29102 60 6 2/4 4 8 1,3/1,3 1–12
(симметр.)
Аудиоусилитель класса D 1,6×2,4 WLCSP

Особенностью PE29101 является наличие вывода LSO, на него выводится импульс, который с задержкой в 4 нс далее будет передан на выход нижнего плеча. Также у микросхемы предусмотрен вывод VDDSYNC, обеспечивающий защиту транзистора верхнего плеча от перенапряжения. Осциллограммы напряжений на затворе и стоке при подаче импульса длительностью 4 нс показаны на рис. 2.

Осциллограммы переключения PE29101

Рис. 2. Осциллограммы переключения PE29101

Драйвер PE29102 с рабочей частотой до 40 МГц выпущен взамен PE29100 (33 МГц). Его применение в усилителе класса D показано на рис. 3. Особенностью PE29102 является наличие вывода PHCTL, управляющего инвертированием выходных сигналов внутри микросхемы. Это позволяет упростить схему и использовать один входной сигнал для обоих драйверов при условии, что PHCTL у них имеет разные логические уровни. При напряжении питания 60 В такой усилитель обеспечивает 100–120 Вт мощности на нагрузке 8 Ом при невысокой стоимости.

Типовая схема включения PE29102 в усилителе D класса

Рис. 3. Типовая схема включения PE29102 в усилителе D класса

Рассмотрим другие возможные практические применения для PE29102. Так, драйвер оптимально подходит в качестве формирователя парафазных управляющих сигналов ±3 В для 60‑ГГц скоростных переключателей PE42525/PE426525 [5]. Еще одно применение — подача/снятие питания в определенной последовательности, пример представлен на рис. 4. Так, для подачи питаний на нормально открытые полевые транзисторы требуется сначала подать запирающее напряжение на затвор, а только затем — силовое питание в цепь стока, иначе произойдет пробой транзистора. Снимать же питание необходимо в обратном порядке. PE29102 может также применяться в качестве драйвера матрицы лазерных диодов, что позволяет в 4 раза уменьшить количество управляющих линий для матрицы.

Использование PE29102 для подачи питания

Рис. 4. Использование PE29102 для подачи питания

 

Цифровой аттенюатор PE43508

Аттенюатор предназначен для работы в полосе частот 9 кГц – 50 ГГц, обеспечивает шаг 0,5/1 дБ и ослабление 31,5 дБ. Его начальные потери показаны на рис. 5, ослабление — на рис. 6. Он обладает высокой линейностью, IP3 = 50 дБм по входу, P1dB = 32 дБм. Время переключения аттенюатора составляет 350 нс, выпускается он в корпусе Flip-Chip. На рис. 7 представлена демонстрационная плата с номером для заказа EK43508-88. Существует также аналогичная плата на алюминиевой подложке, с номером для заказа EK43508-01.

Начальные потери аттенюатора PE43508

Рис. 5. Начальные потери аттенюатора PE43508

Характеристики ослабления аттенюатора PE43508

Рис. 6. Характеристики ослабления аттенюатора PE43508

 

Цифровые аттенюаторы семейства PE436xx до 6 ГГц

Новое семейство цифровых аттенюаторов разработано для рынка беспроводных технологий и отличается низким уровнем вносимых искажений. Их характеристики приведены в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики аттенюаторов семейства PE436xx
Микросхема Импеданс,
Ом
Рабочая частота, МГц Управление,
бит
Ослабление,
дБ
Начальные
потери, дБ
Линейность, дБм Время
переключения,
нс
Корпус
min max IP1dB IIP3
PE43620 50 50 3000 2 18 0,6 30 61 26 QFN-12
PE43650 50 0,009 6000 5 15,5 2,4 32 58 650 QFN-24
PE43660 50 1 4000 6 31,5 1,5 при 2,2 ГГц 34 52 1000 QFN-20
PE43665 75 1 2000 6 31,5 1,4 при 1,2 ГГц 34 52 1000 QFN-20
PE43670 50 0,009 4000 7 31,75 1,9 при 4 ГГц 32 59 650 QFN-32

Аттенюаторы PE43660/PE43665 предназначены для использования в кабельных сетях, последний из них соответствует стандартам DOCSIS 3.0/3.1.

 

МШУ семейства PE53x1x для 3G/4G/4,5G-сетей

Малошумящие усилители предназначены для работы в диапазонах частот 2,3–2,7 и 3,3–3,8 ГГц. Их характеристики приведены в таблице 3. Структурная схема одноканального усилителя PE53110 изображена на рис. 8. Схема двухканального усилителя PE53210 аналогична, только соответственно содержит два канала. Как показано на рисунке, в состав каждого канала входят антенный и шунтирующий переключатели. Их скорость переключения составляет 650 нс. Усилители имеют встроенную ESD-защиту 1 кВ HBM.

Демонстрационная плата EK43508-88

Рис. 7. Демонстрационная плата EK43508-88

Структурная схема одноканального МШУ PE53110

Рис. 8. Структурная схема одноканального МШУ PE53110

Таблица 3. Характеристики МШУ семейства PE53x1x
Микросхема Рабочая частота, МГц Число
каналов
Коэффициент шума, дБ Максимальное усиление, дБ Максимальная мощность
по входу, Вт
Линейность, дБм Потребление
по +5 В, мА
Корпус
min max OP1dB OIP3
PE53110 3,3 3,8 1 1,65 30 5 19 29 90 LGA-32
PE53111 2,3 2,7 1 1,45 30 5 20 30 90 LGA-32
PE53210 3,3 3,8 2 1,65 30 5 19 29 180 LGA-32
PE53211 2,3 2,7 2 1,45 30 5 20 30 180 LGA-32

 

PE561221 — Wi-Fi-модуль стандарта 802.11ax

Структурная схема модуля PE561221, изготовленного по технологии КНИ, показана на рис. 9, а его характеристика — на рис. 10. Коэффициент шума приемника составляет 2,2 дБ, усиление МШУ — 14 дБ, усиление УМ — 28 дБ, который обеспечивает выходную мощность +19 дБм при –40 дБ EVM (MSC9) и +20,5 дБм при –36 дБ EVM (MSC7). Модуль выпускается в корпусе LGA‑12 размером 2×2 мм. Преимуществом модуля является стабильность мощности выходного сигнала при длинных (до 4,5 мс) пакетах. Мощность проседает меньше чем на 0,05 дБм даже при температуре окружающей среды +85 °C.

Структурная схема модуля Wi-Fi PE561221

Рис. 9. Структурная схема модуля Wi-Fi PE561221

EVM модуля Wi-Fi PE56122

Рис. 10. EVM модуля Wi-Fi PE56122

Таким образом, компания pSemi (бывшая Peregrine Semiconductor) продолжает активно развиваться. Расширяются существующие линейки микросхем, в частности цифровые аттенюаторы и микросхемы управления питанием, осваиваются новые перспективные направления — микросхемы для 3G/4G/4,5G-сетей и Wi-Fi стандарта 802.11ax. Пожелаем же компании и ее технологии UltraCMOS дальнейшего развития!

Литература
  1. Горбатов К. UltraCMOS фирмы Peregrine Semiconductor: СВЧ-возможности КМОП-технологии.
  2. Горбатов К. UltraCMOS от Peregrine Semicon-ductor — новая технология создания смесителей на Si // СВЧ-электроника. 2016. № 1.
  3. Горбатов К. Фирма Peregrine Semiconductor: микросхемы для управления фазой, и не только! // Компоненты и технологии. 2016. № 8.
  4. Горбатов К. Многополюсные переключатели компании Peregrine Semiconductor // СВЧ-электроника. 2017. № 2.
  5. Горбатов К. О широкополосных СВЧ-переключателях фирмы Peregrine Semiconductor.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *