■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 科技微波小課堂_GAN和LDMOS的優(yōu)劣勢(shì)

眾所周知，現(xiàn)在針對(duì)3G／HSPA和LTE基站市場(chǎng)的PA主要有基于硅的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體 （LDMOS）和砷化鎵（GaAs）兩種，但LDMOS PA的帶寬會(huì)隨著頻率的增加而大幅減少，僅在不超過約3．5GHz的頻率范圍內(nèi)有效，GaAs PA是現(xiàn)在市場(chǎng)主流，出貨占比占9成以上。隨著通訊頻段向高頻遷移，基站和通信設(shè)備需要支持高頻性能的PA，GaN射頻器件相比LDMOS和GaAs優(yōu)勢(shì)逐步突顯。

5G帶動(dòng)GaN崛起

由于5G需要大規(guī)模MIMO和Sub-6GHz部署，需要使用毫米波（mmWave）頻譜。

GaN技術(shù)可以在sub-6GHz 5G應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，有助于實(shí)現(xiàn)更高數(shù)據(jù)速率等目標(biāo)。高輸出功率、線性度和功耗要求正在有助于基站和網(wǎng)絡(luò)OEM部署的PA從使用LDMOS技術(shù)轉(zhuǎn)換到GaN。GaN為5G sub-6GHz大規(guī)模MIMO基站應(yīng)用給予了多種優(yōu)勢(shì)：

1.更低的導(dǎo)通電阻，從而實(shí)現(xiàn)更低的傳導(dǎo)損耗

2.更快速開關(guān)的器件可以實(shí)現(xiàn)更低的開關(guān)損耗

3.更小的電容在對(duì)器件進(jìn)行充電及放電時(shí)，可實(shí)現(xiàn)更低的損耗

4.需要更少的功率來驅(qū)動(dòng)電路

5.更細(xì)小的器件可以減小解決方案于印刷電路板上的占板面積

GAN的缺點(diǎn)

線性 。Doherty功率放大器結(jié)構(gòu)因?yàn)楦呋赝诵识粡V泛采用，但由于其引入非線性失真，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)放大的失真問題。這可以順利獲得數(shù)字預(yù)失真(DPD)來修正，但實(shí)踐表明，碳化硅基氮化鎵器件實(shí)現(xiàn)DPD優(yōu)化相當(dāng)困難。碳化硅中的電荷捕獲效應(yīng)被認(rèn)為是由于其硅結(jié)構(gòu)中的晶格缺陷所致，最終導(dǎo)致功率放大器的線性化困難。

價(jià)格高。

LDMOS依然有優(yōu)勢(shì)

以雷達(dá)應(yīng)用為例，在選擇工藝時(shí)必須考慮不同晶體管技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。而對(duì)于大功率應(yīng)用，關(guān)鍵是要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求來決定了使用的工藝技術(shù)，而LDMOS就是這些技術(shù)之一。

高功率放大器（HPA）通常用于國(guó)防、航空航天和氣象雷達(dá)等，從早期的分立或集成RF功率晶體管開始，不斷到現(xiàn)在，已經(jīng)有好幾種有源器件半導(dǎo)體技術(shù)用于放大脈沖和陸續(xù)在波（CW）信號(hào)，從HF / VHF / UHF到L-，S-，C-和X-波段的頻率。

而用于RF /微波HPA的晶體管包括傳統(tǒng)的硅雙極和硅VDMOS等功率晶體管，以及更新近的LDMOS和氮化鎵等技術(shù)，另外還有碳化硅（SiC或GaN-on-SiC）高電子遷移率晶體管（HEMT）。根據(jù)頻率、帶寬和其他要求，每種晶體管技術(shù)都可以在輸出功率、增益和性能方面給予各自的性能優(yōu)勢(shì)。

其中，LDMOS是一種比雙極晶體管更新的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于高線性通信以及寬帶CW放大器，也是L波段脈沖應(yīng)用的絕佳選擇。

LDMOS非常適合長(zhǎng)脈沖和高占空比應(yīng)用，因?yàn)樗哂蟹浅５偷拿客咛責(zé)嶙?，這也提升了其出色的VSWR耐受特性。然而，與雙極和GaN HEMT功率管相比，LDMOS的最大不足之處就是功率效率較差。

但是，與LDMOS相比，GaN HEMT的一個(gè)最大缺點(diǎn)就是：它是耗盡型器件，這意味著它不僅需要電壓供應(yīng)，還必須在漏極電壓之前施加?xùn)艠O電壓。

選擇正確的晶體管技術(shù)

應(yīng)該根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，例如波形類型、頻率、帶寬和輸出功率水平等來選定功率放大器所需的類型。

如在S波段及以上，SIC基的GaN HEMT真的是唯一選擇，而介于兩者之間的話，主要挑戰(zhàn)就是平衡成本與性能，這方面做起來很難。下圖總結(jié)了三種晶體管的優(yōu)缺點(diǎn)，以及在雷達(dá)應(yīng)用中選擇時(shí)的考量因素。

雖然GaN來勢(shì)洶洶，但LDMOS仍然有強(qiáng)勁的應(yīng)用需求，而相應(yīng)的新產(chǎn)品也在不斷涌現(xiàn)，如恩智浦的MRFX系列高功率產(chǎn)品就是其中之一，MRFX系列基于65-LDMOS技術(shù)，該公司稱該技術(shù)具有許多優(yōu)勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)

LDMOS要“死”了嗎？答案很響亮：“不”。雖然受到了以GaN為代表的新技術(shù)的挑戰(zhàn)與沖擊，使得LDMOS可能沒有它曾經(jīng)擁有的輝煌了，但在可預(yù)見的未來，該技術(shù)仍然會(huì)存活下去，而且還會(huì)活得很好。

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