HF- und
HF- und Mikrowellentechnik Eine neue Generation hochleistungsfähiger GaN-RF-Power-Produkte Macom bietet ein großes Portfolio an High-Power- Halbleitern für HFund Mikrowellen- Anwendungen. Die aufgrund der Industrieanforderungen weiterentwickelten Gallium-Nitride- RF-Power-Produkte spielen dabei eine ganz besondere Rolle GaN RF Power Produkte • GaN on SiC Power Transistors pulsed • GaN on SiC Power Transistors CW • GaN on SiC Modules und Pallets • GaN Bias Modules • GaN on SiC Power Transistors linear Dabei trifft man auf applikationsspezifische wie auch Standard-Customer-Lösungen z.B. für Radar, Militär oder Kommunikationszwecke. Macoms GaN-Produkte umfassen sowohl unangepasste als auch intern angepasste Leistungstransistoren sowie voll angepasste Power Pallets und Module. Aufgrund des verwendeten High-Performance-GaN-HEMT-Prozesses, des patentierten Die-Layouts und einer hochentwickelten proprietären Layout- und Bestückungstechnologie zeichnen sich diese Produkte durch robustes thermisches Verhalten und exzellente RF Performance bezüglich Signalleistung, Verstärkung, Frequenzgang, Wirkungsgrad und mechanischer Robustheit für Applikationen bis 3,5 GHz aus. Macom´s High-Power-GaN-Produkte verwenden platzsparende Plastikgehäuse und eignen sich besonders für Anwendungen, wo SMT-Fertigung, Kompaktheit und geringes Gewicht gefordert werden. Die Transistoren sind in einem 3x6 mm großen DFN-Gehäuse untergebracht Bild 1: Gehäuseformen von GaN-Komponenten und in den Leistungs-Werten 10, 15, 50 und 90 W erhältlich. Diese DFN-Transistoren sind auch Bestandteile von voll angepassten Power-Modulen, die Kompaktheit mit hoher Verstärkung verbinden. Warum zu GaN übergehen? Macom´s GaN-RF-Transistoren machen das Handling von hoher Signalleistung und hohen Spannungen einfach, besonders zusammen mit LDMOS-Komponenten. Hohe Leistungen bei hohen Frequenzen lassen sich so optimal erreichen. Weiterhin werden Effizienz, mögliche Signalleistung, Packungsdichte und Bandbreite verbessert. Hier die Vorteile von GaN Punkt für Punkt: • hohe Durchbruchsspannung • herausragende Leistungsdichte • hohe HF-Effizienz und Verstärkung • herausragende Breitbandfähigkeit • sehr guter Hochfrequenzbetrieb • exzellentes thermisches Verhalten Dies sichert GaN besonders im Radar-Bereich z.B. vielseitige Anwendungsmöglichkeiten, sowohl im militärischen wie auch im kommerziellen Sektor. Flexibilität und Robustheit unterstützen diese multifunktionellen Fähigkeiten. GaN-Bauteile in Form von Plastik-SMT-Modulen ermöglichen SWAP-Verbesse- nach Informationen von Macom Technology Solutions Inc. www.macom.com Bild 2: Drei typische Radartechnik-Konzeptionen für 1,2...1,4-GHz-Line ups 22 hf-praxis 5/2015
HF- und Mikrowellentechnik Bild 3: Drei Beispiele von Line-ups für die Luftfahrelektronik im Bereich 960...1.215 MHz rungen und beschleunigen die Time-to-Market für die nächste Generation von AESA-Radar- Systemen. Dabei sind die Bausteine über hohe Bandbreiten völlig angepasst und verarbeiten komplexe Modulationsformen ebenso wie extreme Pulse. Die speziellen Eigenschaften der Transistoren hängen von der Leistungsklasse ab. In der Grafik am Anfang sind diese Eckdaten des wachsenden Bild 4: Blockdiagramme für MRI und SmallCell Portfolios der GaN-Power-Produkte von Macom zusammengestellt. Einsatzbereich Radar Macom´s Portfolio von GaN- Power-Modulen bietet Radar- System-Designern eine gemeinsame Plattform und Pinout- Architektur für Anwendungen in einem weiten Frequenzbereich. Diese fertig angepassten zweistufigen GaN-Power-Module mit Abmessungen von nur 14 x 24 mm liefern typisch 90 W Ausgangsleistung bei hervorragender Leistungs-Performance. Optimiert sowohl für die kommerzielle Flugsicherung als auch militärische Radar- Applikationen sind die neuen SMT-Module mit laminiertem Gehäuse. Diese GaN-Bauteile ermöglichen eine deutliche Steigerung der Design- und Produktionseffizienz. Sie passen zu allen Standard-SMT-Bauteilen und -Aufbautechniken, was sie besonders für die Massenproduktion interessant macht. Jedes zweistufige Modul ist bereits intern an 50 Ohm angepasst, so dass externe Anpassungs-Komponenten überflüssig sind. Die Module arbeiten mit Spannungen von 28 bis 50 V und haben eine hohe Verstärkung. Daher kann die Ansteuerleistung gering bleiben. Die Ausgangsleistung wird deutlich gesteigert, gleichzeitig wird die Kühlung vereinfacht und effizienter, und das in einem weiten Bereich von Betriebsspannungen. Diese Flexibilität bei den Spannungen macht es dem Systementwickler leicht, die Applikation für verschiedenste Leistungsansprüche oder Versorgungsverhältnisse kostengünstig zu optimieren. Avionik und Flugsicherung In diesen Anwendungsbereichen ermöglichen die GaN-Power- Produkte von Macom die Verbesserung und Leistungssteigerung bestehender Systeme. Der hohe Wirkungsgrad der Leistungs-Halbleiter vermindert dabei die zusätzlichen Anforderungen an die Stromversorgung. Mit GaN-Technik wird Elektronik für die Luftfahrt robuster und unempfindlicher gegen Umwelteinflüsse und Fehlbedienungen, sodass die Sicherheit des gesamten Systems profitiert. Die Fähigkeit dieser Power-Produkte, mit hohen Betriebsspannungen zu arbeiten, reduziert den Aufwand für Bias-Einstellungen und Anpassungen im Signalpfad. Höhere Performance, Robustheit, Effizienz und Flexibilität verspricht hier besonders die Technologie „GaN on SiC“. So wird z.B. Betrieb mit sehr hohen Pulsen bis zu 600 W für Luftfahrtelektronik-Applikationen im Bereich 960 bis 1.215 MHz und 1.030 bis 1.090 MHz möglich. Nimmt man die bestehenden LDMOS- oder Si-Bipolar-Technologien als Vergleich, so erreicht man mit der GaN- Technologie mehr Leistung und höhere Wirkungsgrade bei gleicher Größe und gleichem Foot- hf-praxis 5/2015 23
