MMIC 26 - 32GHz 三平衡混频器芯片 ADH1015S 设计详解

在当今的射频和微波应用中，混频器是至关重要的组件。今天，我们来深入了解一款高性能的 MMIC 三平衡混频器芯片——ADH1015S，它工作在 26 - 32GHz 频段，适用于空间级应用。

文件下载：ADH1015S.pdf

一、规格概述

本规格书详细规定了符合 MIL - PRF - 38534 类 K 标准的空间级芯片的要求，但有部分内容在此处做了修改。同时，《SPACE DIE BROCHURE》中描述的制造流程也被视为本规格书的一部分。这里重点介绍的是该产品的空间级版本，若想了解商业级产品的更详细操作说明和完整数据手册，可访问 www.analog.com/HMC1015。

二、产品编号

本规格书对应的完整产品编号为 HMC8805，其描述为“MMIC 三平衡混频器 26 - 32GHz 芯片”。

三、芯片信息

3.1 芯片尺寸

芯片尺寸为 43.3 密耳 x 44.9 密耳，厚度为 4 密耳 ± 0.5 密耳，键合焊盘和背面金属化材料为金（Au）。

3.2 芯片引脚及连接说明

芯片有三个主要引脚：

• RF（交流耦合，匹配到 50 欧姆）
• IF（交流耦合，匹配到 50 欧姆）
• LO（交流耦合，匹配到 50 欧姆） 背面必须连接到 RF/DC 地，未标记的键合焊盘无需连接。

  3.3 绝对最大额定值

  参数	数值
  RF/IF 输入（LO = +18dBm）	+15.5 dBm
  LO 驱动	+20 dBm
  最大结温	150°C
  连续功耗（TA = 85°C，85°C 以上以 2.5mW/°C 降额）	79 mW
  热阻（结到芯片底部）	392°C/W
  环境工作温度范围（TA）	-40°C 到 +85°C
  存储温度	-65°C 到 +125°C

需要注意的是，超过绝对最大额定值的应力可能会对器件造成永久性损坏，在最大水平下长时间运行可能会降低性能并影响可靠性。

四、芯片鉴定

芯片鉴定按照 MIL - PRF - 38534 的 K 类版本、附录 C、表 C - II 进行，但有以下修改：

• 芯片鉴定前需要进行预筛选测试，以去除所有与组装相关的不合格品。
• 不进行机械冲击或恒定加速度测试，芯片鉴定在开放式载体中进行。
• 中间和老化后的电气测试仅包括在 +25°C 下进行的静态测试。

4.1 芯片电气特性

参数	符号	条件	50Ω 系统	极限最小值	极限最大值	单位
转换损耗	CL	RF = 26 - 32 GHz，IF = 16 - 22 GHz，LO = 7 - 11 GHz			13	dB
LO 到 RF 隔离度	IsoLO - RF	RF = 26 - 32 GHz，IF = 16 - 22 GHz，LO = 7 - 11 GHz		30		dB
LO 到 IF 隔离度	IsoLO - IF	RF = 26 - 32 GHz，IF = 16 - 22 GHz，LO = 7 - 11 GHz		28		dB
2LO 到 IF 隔离度	Iso2LO - IF	RF = 26 - 32 GHz，IF = 16 - 22 GHz，LO = 7 - 11 GHz		41		dB
RF 到 IF 隔离度	IsoRF - IF	RF = 26 - 32 GHz，IF = 16 - 22 GHz，LO = 7 - 11 GHz		29		dB

这些极限值仅适用于 +25°C，且仅作为上变频器进行测试。S 参数数据需要按照特定频率进行扫描和列表记录。

4.2 鉴定样品电气特性

在 - 40°C ≤ TA ≤ 85°C（除非另有说明）的 50 欧姆系统中，还对鉴定样品的多个参数进行了规定，包括转换损耗、各种隔离度、输入三阶截点和输入 1dB 压缩点等。预老化和老化后的电气测试仅需要进行 S 参数测试，最终电气测试需要纳入功率测试，且仅最终电气测试需要进行温度测试。同样，S 参数数据和 IP3、P1dB 数据也需要按照特定频率进行扫描和列表记录。

4.3 端点和增量极限（+25°C）

对于转换损耗，在子组 4 中，端点最大值为 13dB，增量为 ±1.0dB。同时要注意，表 II 的极限值不会被超过，240 小时老化和 C 组端点电气参数的增量在 TA = 25°C 下进行。

五、芯片外形

芯片的引脚连接和前面所述一致，需要注意的是所有尺寸单位为英寸（毫米），芯片厚度为 0.004 英寸，背面金属为接地，未标记的键合焊盘无需连接，整体芯片尺寸公差为 ±0.002 英寸。

通过对 ADH1015S 芯片的详细了解，我们可以看到它在 26 - 32GHz 频段具有良好的性能和严格的规格要求。在实际设计中，工程师们需要根据这些参数和要求，合理选择和使用该芯片，以满足不同应用场景的需求。你在使用类似芯片时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。