Основные подходы к построению схем управления питанием GaN СВЧ-усилителей мощности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

СВЧ-усилители мощности на основе нитрида галлия являются ключевыми компонентами в телекоммуникационных системах, радарной технике и контрольно-измерительном оборудовании. Как известно, усилители мощности данного типа работают в режиме обеднения. Для обеспечения безопасной работы таких устройств и достижения максимальных выходных характеристик, необходимы специализированные схемы управления питанием. В статье рассмотрены принципы построения схем управления питанием GaN СВЧ-усилителей мощности, представлен обзор коммерчески доступных решений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Савченко

ООО «Центр инновационных разработок ВАО»

Email: planet209@mail.ru

кандидат технических наук, ведущий инженер

 

Россия, 107023, Москва

А. Мартынов

ООО «Центр инновационных разработок ВАО»

Email: smv@icvao.ru

президент компании

Россия, 107023, Москва

А. Першин

ООО «Центр инновационных разработок ВАО»

Email: smv@icvao.ru

начальник центра проектирования

Россия, 107023, Москва

М. Селиванов

ООО «Центр инновационных разработок ВАО»

Автор, ответственный за переписку.
Email: smv@icvao.ru

инженер 2 категории

Россия, 107023, Москва

Список литературы

  1. Савченко Е.М., Першин А.Д., Кузьмин А.Ю. СВЧ МИС широкополосных усилителей как универсальные компоненты современной радиоэлектронной аппаратуры // Инфокоммуникационные и радиоэлектронные технологии. 2020. Т. 3, № 1. С. 75–97.
  2. Савченко Е.М., Будяков А.С., Гаранович Д.И., Огурцова К.М. Состояние и перспективы развития интегральных схем программно-конфигурируемых радиочастотных приемопередатчиков // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2019. Т. 1. С. 15–20.
  3. Лебедев А.А., Будяков А.С., Савченко Е.М. Проектирование микроэлектронной аналоговой ЭКБ с улучшенными характеристиками в рамках синергетической парадигмы // Сборник материалов конференции «Микроэлектроника-2019». 2020. Т.1. С. 137–140.
  4. Lamarche M. The benefits and challenges of using GaN technology in AESA radar systems. Military Embedded Systems // https://militaryembedded.com/radar-ew/rf-and-microwave/the-benefits-and-challenges-of-using-gan-technology-in-aesa-radar-systems
  5. Yuk K., Branner G.R., Cui C. Future directions for GaN in 5G and satellite communications // Conference: 2017 IEEE 60th International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS)
  6. Switched active bias control and power-on sequencing circuit for an amplifier. Hittite Microwave Corporation, Chelmsford, USA: патент, 2012. US 8,319,560 B2
  7. Active bias control circuit for an amplifier and method of power up sequencing the same. Hittite Microwave Corporation, Chelmsford, USA: патент, 2012. US 8,319,559 B2
  8. GaN transistor with integrated drain voltage sense for fast overcurrent and short circuit protection. GaN Systems Inc., Ottawa, Canada: патент, 2021. US 11,082,039 B2
  9. Gate drivers and auto-zero comparators. Texas Instruments, Dallas. USA: патент, 2022. US 11,394,380 B2
  10. https://www.analog.com/en/index.html
  11. https://www.qorvo.com/
  12. https://www.macom.com/
  13. https://www.xsystor.com
  14. Савченко Е.М., Пронин А.А., Першин А.Д., Кузьмин А.Ю. Особенности применения СВЧ-усилителей средней мощности в импульсном режиме работы // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2018. Т. 18, № 3. С. 803–806.
  15. Kim H.J., Cho W.J., Kwon J.H., Lee J.W. An X-Band 100W GaN HEMT Power Amplifier Using a Hybrid Switching Method for Fast Pulse Switching. Progress In Electromagnetics Research B, Vol. 78. 1–14, 201.
  16. Dhanyal H.R., Ahmed A., Javed M., Javed T., Burney A., Ahsan N. Design & Development of 45 Watt GaN HEMT Power Amplifier with High Speed Gate Switching for Pulsed Radar Application. Conference: 2018 15th International Bhurban Conference on Applied Sciences and Technology (IBCAST). January, 2018.
  17. Kanto K., Satomi A., Asahi Y., Kashiwabara Y., Matsushita K., Takagi K. An X-band250W solid-state power amplifier using GaN power HEMTs // IEEE Radio and Wireless Symp., РР. 77–80, Jan. 2008.
  18. Shigematsu H., Inoue Y., Akasegawa A., Yamada M., Masuda S., Kamada Y., Yamada A. et al. C-band 340-W and X-band 100-W GaN power amplifiers with over 50% PAE // IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Dig., РР. 1265–1268, Jun. 2008.
  19. Mitani E., Aojima M., Sano S. A kW-class AlGaN/GaN HEMT pallet amplifier for S-band high power application // European Microwave Integrated Circuits Conf., РР. 176–179, Oct. 2007.
  20. https://www.ti.com/

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Пример схемы управления питанием

Скачать (105KB)
3. Рис. 2. Функциональные схемы вариантов контроллеров смещения

Скачать (120KB)
4. Рис. 3. Варианты схем модуляции: а – модуляция по цепи смещения; б – модуляция по цепи питания; в – модуляция по СВЧ-входу; г – комбинированная модуляция

Скачать (97KB)
5. Рис. 4. Линейка модуляторов Xsystor [11]

Скачать (119KB)

© Савченко Е., Мартынов А., Першин А., Селиванов М., 2024