HMC373LP3 / 373LP3E：700 - 1000 MHz GaAs PHEMT MMIC低噪声放大器深度解析

在通信系统的设计中，低噪声放大器（LNA）扮演着至关重要的角色，特别是在基站接收机等对信号质量要求极高的应用场景中。今天，我们就来深入探讨一下Analog Devices推出的HMC373LP3 / 373LP3E这款GaAs PHEMT MMIC低噪声放大器。

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一、产品概述

HMC373LP3 / 373LP3E是一款多功能、高动态范围的GaAs MMIC低噪声放大器，它在芯片上集成了低损耗LNA旁路模式。该放大器适用于工作在700 - 1000 MHz频段的GSM和CDMA蜂窝基站前端接收机，能够提供0.9 dB的噪声系数、14 dB的增益以及+35 dBm的IP3，仅需+5V@90 mA的单电源供电。并且，其输入和输出回波损耗分别为28 dB和12 dB，LNA只需极少的外部组件就能优化RF输入匹配、RF接地和直流偏置。通过对单条控制线呈现开路或短路状态，LNA可以切换到低损耗（2.0 dB）的旁路模式，此时电流消耗可降低至10 µA。如果应用需要更低的噪声系数，可考虑HMC668LP3(E)。

二、关键特性

（一）电气性能

• 噪声系数：低至0.9 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。
• 输出IP3：高达+35 dBm，保证了放大器在处理大信号时的线性度，减少失真。
• 增益：达到14 dB，可对微弱信号进行有效放大。
• 低损耗LNA旁路路径：在不需要放大时，可切换到旁路模式，降低功耗。
• 单电源供电：仅需+5V@90 mA，简化了电源设计。
• 50欧姆匹配输出：方便与其他50欧姆系统进行连接。

（二）不同模式下的参数表现

参数	LNA模式			旁路模式			单位
	最小值	典型值	最大值	最小值	典型值	最大值
频率范围	810 - 960	700 - 1000	700 - 1000	MHz
增益	11.5	13.5	10.5	14	-2.8	-2.0	dB
增益随温度变化	0.008	0.015	0.008	0.015	0.002	0.004	dB / °C
噪声系数	0.9	1.3	1.0	1.4	dB
输入回波损耗	28	25	30	dB
输出回波损耗	12	11	25	dB
反向隔离	20	19	dB
1dB压缩点功率（P1dB）*	18	21	17	20	30	dBm
饱和输出功率（Psat）	22.5	22	dBm
三阶截点（IP3）*	35.5	35	50	dBm
电源电流（Idd）	90	90	0.01	mA

注：* P1dB和IP3在LNA模式下参考RFOUT，在旁路模式下参考RFIN。

三、典型应用

HMC373LP3 / 373LP3E非常适合以下基站接收机应用：

• GSM、GPRS & EDGE：在这些第二代和2.5代移动通信系统中，保证信号的低噪声放大，提高通信质量。
• CDMA & W - CDMA：为码分多址通信系统提供稳定的信号放大，确保系统的正常运行。
• 专用陆地移动无线电：满足专业通信场景下对信号质量和可靠性的要求。

四、绝对最大额定值

参数	详情
漏极偏置电压（Vdd）	+8.0 Vdc
RF输入功率（RFIN）（Vdd = +5.0 Vdc）	LNA模式：+15 dBm；旁路模式：+30 dBm
通道温度	150 °C
连续功耗（T = 85 °C）（85 °C以上每升高1 °C降额13.5 mW）	0.878 W
热阻（通道到接地焊盘）	74.1 °C/W
存储温度	-65至+150 °C
工作温度	-40至+85 °C

五、封装信息

该放大器采用16引脚引线框架芯片级封装（LFCSP），尺寸为3 mm × 3 mm，封装高度为0.85 mm（HCP - 16 - 1）。不同型号的封装信息如下：	部件编号	封装主体材料	引脚镀层	MSL等级[1]	封装标记[2]
HMC373LP3E	符合RoHS标准的低应力注塑塑料	100%哑光锡	MSL3	373 XXXX
HMC373LP3ETR	符合RoHS标准的低应力注塑塑料	100%哑光锡	MSL3	373 XXXX

注：[1] 最大峰值回流温度为260 °C；[2] 4位批号XXXX。

六、引脚描述

引脚编号	功能描述	接口示意图
1, 3, 5, 8, 10, 12, 13, 15, 16	N/C，无需连接，这些引脚可连接到RF/DC接地
2	RFIN，该引脚通过一个19 nH的电感器接地，匹配到50欧姆，具体见应用电路
4	Vctl，直流接地返回。当通过外部开关将此引脚短路时，LNA处于高增益模式；当引入开路时，LNA处于旁路模式
6	ACG，需要一个0.01µF的外部电容器接地，用于低频旁路，具体见应用电路
7, 14	GND，这些引脚必须连接到RF/DC接地
9	Vdd，电源电压，需要扼流电感器和旁路电容器，具体见应用电路
11	RFOUT，该引脚交流耦合并匹配到50欧姆

七、应用电路注意事项

（一）低频旁路电容选择

选择电容C1用于低频旁路，建议使用0.01 µF ±10%的电容器。

（二）LNA模式切换

引脚4（Vctl）是电路的直流接地返回。通过外部开关将此引脚短路时，LNA处于高增益模式；引入开路时，LNA处于旁路模式。在实际应用中，可通过一个与2欧姆电阻串联的两位DIP开关（J5）进行切换，以考虑电子开关的导通电阻。

（三）元件布局

L1、L2和C1应尽可能靠近引脚放置，以减少信号传输过程中的损耗和干扰。

八、总结

HMC373LP3 / 373LP3E低噪声放大器凭借其出色的电气性能、灵活的旁路模式以及适用于多种通信系统的特点，为基站接收机等应用提供了一个优秀的解决方案。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，合理选择元件参数和布局，以充分发挥该放大器的性能优势。你在使用类似低噪声放大器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。