HMC517：17 - 26 GHz GaAs PHEMT MMIC低噪声放大器详解

在高频电子领域，低噪声放大器（LNA）扮演着至关重要的角色，它能够在放大微弱信号的同时，尽可能减少噪声的引入。今天要给大家介绍的HMC517，就是一款性能出色的GaAs PHEMT MMIC低噪声放大器，下面将从多个方面对它进行详细剖析。

文件下载：HMC517.pdf

一、典型应用场景

HMC517凭借其优秀的性能，在多个领域都有广泛的应用：

• 通信领域：适用于点对点无线电、点对多点无线电以及VSAT（甚小口径终端）系统，为信号的稳定传输提供可靠保障。
• 测试与传感领域：可用于测试设备和传感器，确保测量结果的准确性。
• 军事与航天领域：其高性能和稳定性使其能够满足军事和航天等对可靠性要求极高的应用场景。

二、产品特性

基本参数

• 噪声系数：低至2.2 dB，能够有效降低信号在放大过程中的噪声干扰，提高信号质量。
• 增益：达到19 dB，可对微弱信号进行有效的放大。
• 输出三阶交调截点（OIP3）：大于 +24 dBm，保证了在高功率信号输入时的线性度。
• 电源：采用单电源 +3V 供电，电流为65 mA，功耗较低。
• 阻抗匹配：输入/输出均匹配50 Ohm，方便与其他设备进行连接。
• 芯片尺寸：仅为2.14 x 1.32 x 0.1 mm，体积小巧，易于集成到混合或MCM组件中。

电气规格

不同频率范围下，HMC517的电气性能有所差异，具体如下表所示（测试条件：$T_{A}=+25^{circ} C$，Vdd 1, 2,3=+3V）：	Parameter	Min.	Typ.	Max.	Min.	Typ.	Max.	Units
Frequency Range	17 - 22			22 - 26			GHz
Gain	16	19		15	18		dB
Gain Variation Over Temperature		0.015	0.025		0.015	0.025	dB/°
Noise Figure		2.2	2.7		2.4	2.9	dB
Input Return Loss		17			15		dB
Output Return Loss		10			10		dB
Output Power for 1 dB Compression (P1dB)	8	11		9.5	12.5		dBm
Saturated Output Power (Psat)		15			15		dBm
Output Third Order Intercept (IP3)		23			24		dBm
Supply Current (ldd)(Vdd = +3V)		65	88		65	88	mA

从这些数据中我们可以看出，HMC517在不同频率范围内都能保持相对稳定的性能，并且在增益、噪声系数等关键指标上表现出色。

三、绝对最大额定值

在使用HMC517时，需要注意其绝对最大额定值，以避免对芯片造成损坏：	参数	数值
漏极偏置电压 (Vdd1, Vdd2, Vdd3)	+5.5 Vdc
RF输入功率 (RFIN)(Vdd = +3.0 Vdc)	+19 dBm
通道温度	175℃
连续功耗 (T = 85°)（85°以上每升高1°C降额18 mW）	1.65 W
热阻（通道到芯片底部）	54.6°C/W
存储温度	-65 至 +150°
工作温度	-55 至 +85℃
ESD敏感度（HBM）	Class 1A

四、引脚描述

HMC517的引脚功能明确，各引脚的具体描述如下：	Pad Number	Function	Description	Interface Schematic
1	RFIN	该引脚为交流耦合，匹配50 Ohms	RFINOT -
2,3,4	Vdd1,2,3	放大器的电源电压，需要外部旁路电容（100 pF和0.1 uF）	OVdd1,2,3
5	RFOUT	该引脚为交流耦合，匹配50 Ohms	-|ORFOUT
6,7,8	Vgg3, Vgg2, Vgg1	这些引脚必须连接到RF/DC地，以确保正常工作
Die Bottom	GND	芯片底部必须连接到RF/DC地	GND

五、安装与键合技术

芯片安装

• 直接连接：芯片应直接通过共晶或导电环氧树脂连接到接地平面。推荐使用0.127mm（5 mil）厚的氧化铝薄膜基板上的50 Ohm微带传输线来传输RF信号。
• 基板选择：如果必须使用0.254mm（10 mil）厚的氧化铝薄膜基板，则需要将芯片抬高0.150mm（6 mils），使其表面与基板表面共面。一种可行的方法是将芯片附着在0.150mm（6 mil）厚的钼散热片上，然后再将散热片连接到接地平面。

键合技术

• 微带基板：应尽量将微带基板靠近芯片，以减少键合线的长度。典型的芯片到基板间距为0.076mm至0.152 mm（3至6 mils）。
• 键合线选择：推荐使用宽度为0.075 mm（3 mils）的金带进行RF键合，DC键合则推荐使用直径为0.025 mm（1 mil）的键合线。键合时应尽量缩短键合线长度，小于12 mils（0.31 mm）。

六、使用注意事项

存储

所有裸片应放置在基于华夫或凝胶的ESD保护容器中，然后密封在ESD保护袋中进行运输。一旦打开密封的ESD保护袋，所有芯片应存放在干燥的氮气环境中。

清洁

应在清洁的环境中处理芯片，避免使用液体清洁系统清洁芯片。

静电防护

遵循ESD预防措施，防止芯片受到静电冲击。

瞬态抑制

在施加偏置时，应抑制仪器和偏置电源的瞬态信号。使用屏蔽信号和偏置电缆，以减少感应拾取。

芯片处理

使用真空吸头或锋利的弯头镊子沿芯片边缘进行操作，避免触摸芯片表面，因为芯片表面的空气桥较为脆弱。

七、总结

HMC517作为一款高性能的GaAs PHEMT MMIC低噪声放大器，凭借其低噪声系数、高增益、良好的线性度以及小巧的尺寸等优点，在多个领域都有广泛的应用前景。在实际应用中，我们需要根据具体的需求合理选择和使用该芯片，并严格遵循安装、键合和使用注意事项，以确保其性能的稳定发挥。大家在使用过程中有没有遇到过类似芯片的问题呢？欢迎在评论区分享交流。

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