射频功放Datasheet阅读

以NXP MW6S004N 为例，参考文章为番外1：射频功放晶体管的重要参数_input return loss-CSDN博客

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MW6S004N|1-2000 MHz 4 W 28 V LDMOS | NXP Semiconductors

1.总览

设计用于频率高达2000 MHz的A类或AB类基站应用。适用于模拟和数字调制以及多载波放大器应用。

Tow-tone 双音测试：

当给射频放大器输入单音信号（即单一频点的信号）时，放大器将输出基频及其谐波分量。这些谐波分量是由于放大器的非线性特性引起的，通常包含基频的二次谐波、三次谐波等。然而，当输入信号为双音或多音信号时，放大器的非线性效应变得更加复杂。此时，不同频率的信号会相互作用，产生新的频率分量，这些新频率分量被称为交调失真产物。

工作频率：
晶体管正常工作的频率范围，图中1-2000M。

最大输出功率：
晶体管正常工作时所能输出的最大功率（一般指的是连续波状态下），图中1-2000M。

Power Gain功率增益
晶体管对射频信号的功率放大倍数，正常单管放大倍数为10-20dB，图中最高19dB左右。

Drain Efficiency漏极效率
输出功率与直流消耗功率之比，可以简单理解为功放的效率，图中典型值33%。

功率附加效率PAE
输出功率先减去输入功率，而后与直流消耗功率的比值。实际设计中输出功率往往远大于输入功率，因此PAE近似漏极效率。但使用PAE描述功放效率更加准确，图中未提及，近似于百分之33。

IMD交调失真
主要考虑三阶交调。当两个信号频率f1和f2或多个信号频率同时通过同一个无缘射频传输系统时，由于传输系统的非线性影响，使基频信号之间产生非线性频率分量。这种现象被称为交调，或称互调。把非线性频率分量称为交调产物。这些交调产物如果落在接收频带内，又足够的强，则形成对基波信号频率的干扰，称这种干扰为无源交调干扰，或无源交调失真。

三阶交调是用来衡量射频器件非线性的重要指标，其大小用交调产物与主输出信号的比来表示，单位是dBc。

在选择射频器件时，三阶交调指标的绝对值越大越好。其值越大，说明交调产物相对主信号来说越小，对系统的干扰影响越小。

可以承受的输出失配能力
输出驻波比在一定范围内晶体管可承受，超过范围可能导致工作异常或晶体管烧毁，因此需要做好阻抗匹配，图中为5：1。 （VSWR：驻波系数，表征失配程度的一种。）
 

2.极限参数及热效应参数

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Drain-Source Voltage漏源电压
漏极和源级之间的极限电压，在一般设计中源级接地，因此可以理解为漏极电压。-0.5—+68V之间。

Gate-Source Voltage栅源电压
栅极和源级之间的极限电压，在一般设计中源级接地，因此可以理解为栅极电压，也就是晶体管的栅控制电压不可超过这个数值。Vgs>Vth MOSFET开启。

Storage Temperature Range储存温度
这个很好理解，晶体管宝宝需要一个温度适宜的家

Operating Junction Temperature工作结温范围
影响散热设计，散热设计非常重要，工作时芯片不能超过这个温度！！！

Thermal Characteristics热特性
热阻参数，一般的,接触热阻即：热交换的两个物体,当一个物体的热功率每变化1w,通过一定面积的热传导,而产生的物体温度的差值。在大功率设计中，热阻影响散热的设计，但是在一般设计中这个参数参考意义不大。

ESD静电保护就不写了

3.电气特性

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关断特性 Off Characteristics

Zero Gate Voltage Drain Leakage Current零栅压漏极电流
零栅压时晶体管处于关断状态，此时漏极电流应该为0。但是由于材料等影响因素无法达到理想状态，因此零栅压状态下晶体管漏极可能存在微小电流。零栅压漏极电流越小越好。

Gate-Source Leakage Current栅源电流
理想晶体管控制端栅极与源级断开而不会互相影响，但是现实中在栅源存在压降情况下会存在静态电流。栅源电流越小越符合理想状态。

导通特性On Characteristics

Gate Threshold Voltage开启电压
高于此电压晶体管导通，低于此电压晶体管关断。

Gate Quiescent Voltage栅极静态电压
建议将Vgs压差设置为2.7V

Fixture Gate Quiescent Voltage (1) 固定栅极静态电压
不太理解，但是影响不大。猜测是实测中的栅极静态电压范围。

Drain-Source On-Voltage漏源导通电压
栅极加压状态下，漏极与源极之间的电压大于此数值后导通，可近似理解为漏极与源极之间的压降。

动态特性 Dynamic Characteristics

Reverse Transfer Capacitance反向传输电容
在频率较低时可以看为反馈电容

Output Capacitance输出电容
在频率较低时可以看为输出的寄生电容，在频率较高时则要额外考虑封装的寄生电容

Input Capacitance输入电容
在频率较低时可以看为输入的寄生电容，在频率较高时则要额外考虑封装的寄生电容

4、典型应用时的特性

Input Return Loss回波损耗
回波损耗，又称为反射损耗。是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电路中特性阻抗发生变化的地方。

5.参考电路

微带线做匹配的测试电路，基板材质为Arlon CuClad 250GX-0300-55-22, 0.020″, εr = 2.5

实际使用中也需要根据自己的板材对其进行阻抗匹配。

6.重要图表

平均输出功率2W的双音带宽性能，给出了Gps：功率增益，IRL：回波损耗，IM3：三阶交调分量，η：漏极效率的曲线。

ID静态电流与增益的关系，静态电流越小越偏向C类，在功率增加时存在增益扩张。静态电流越大越偏向A类。

交调失真与功率的关系，个人认为高阶的交调不需要特别关注，看三阶就行了，在1W的输出功率时的性能比较好。

上图描述带宽与三阶交调特性的关系。输入两个单音信号，在两个单音信号的频率相差太大时会出现较高的互调。

上图为输出的1db、3db、6db压缩点，此图可以得出PA的线性度，设计时最大输出功率不应大于1db压缩点功率。

上图描述晶体管对CDMA信号进行放大时的邻道泄露比参数。邻信道功率比（ACPR）是用来衡量邻频率信道中的干扰量或功率量的标准。ACPR 常定义为邻频率信道（或偏移量）的平均功率和发射频率信道的平均功率之比。

温度对增益和漏极效率的影响。

Figure10是输出功率与功率增益的关系，可见在输出功率过大时功率增益会迅速下降。

Figure11是s11参数，s21参数。s11类似于回波，绝对值越大越好，s21类似于增益。

7.阻抗信息

给出了在28V供电，静态电流50mA，输出4W时候的输入输出阻抗。

datasheet后面给出了不同频率下的S参数表格，来辅助做阻抗匹配。

参考公式：

8.封装信息