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