8 to 21 GHz Output x2 Active Frequency Multiplier ADH561S：技术解析与应用指南

在电子工程领域，频率乘法器是实现频率转换和信号处理的关键组件。今天，我们将深入探讨Analog Devices公司的ADH561S——一款8至21 GHz输出的x2有源频率乘法器，为电子工程师们提供全面的技术解析和应用指导。

文件下载：ADH561S.pdf

一、规格概述

ADH561S的规格遵循MIL - PRF - 38534 class K标准，不过有部分内容在此文档中进行了修改。其制造流程参考了SPACE DIE BROCHURE，此数据手册详细介绍了该产品的太空级版本，而商业产品级别的更详细操作说明和完整数据手册可在https://www.analog.com/hmc561 - die查询。

二、产品信息

1. 产品型号

具体型号为ADH561 - 000C，是一款8至21 GHz输出的GaAs PHEMT MMIC x2有源频率乘法器。

2. 芯片信息

• 芯片尺寸与厚度：芯片尺寸为34.2 mils x 60.2 mils，厚度为4 mils，键合焊盘和背面金属化层材料为Au。

• 焊盘描述：	Pad Number	Function	Description	Interface Schematic
  2	RFIN	焊盘交流耦合并匹配到50欧姆
  3	Vgg	放大器增益控制，调节使Idd1 + Idd2 = 98 mA（典型值）
  4, 5	Vdd1, Vdd2	建议在每个焊盘上使用100 pF和0.1 µF的外部旁路电容，电源电压(+5 V ± 0.5 V)
  6	RFOUT	焊盘交流耦合并匹配到50欧姆
  1, 7, Die Bottom	GND	这些焊盘和芯片底部必须连接到RF/DC接地

三、产品规格

1. 绝对最大额定值

RF Input Power (Vdd1 = Vdd2 = +5 V)	+10 dBm
Supply Voltage (Vdd1, Vdd2)	+5.5 Vdc
Channel Temperature	175 °C
Thermal Resistance (Channel to die bottom)	116 °C/W
Storage Temperature Range	-65 °C to +150 °C
Operating Temperature Range (TA) (Performance)	-40 °C to +85 °C
Operating Temperature Range (TA)	-55 °C to +85 °C
ESD Sensitivity (HBM)	Class 0

2. 推荐工作条件

• 电源电压 (Vdd1 = Vdd2)：+4.5 Vdc至 +5.5 Vdc
• 驱动电平范围：0 dBm至 +6 dBm

3. 标称工作性能特性

Fo Isolation (with respect to output level)	158 dBc
3Fo Isolation (with respect to output level)	19 dBc
4Fo Isolation (with respect to output level)	15 dBc
Input Return Loss	15 dB
Output Return Loss	12 dB
SSB Phase Noise (100 kHz Offset)

4. 标称隔离性能特性

此部分规格适用于 (T_{A}=25^{circ} C)、(Vdd1 = Vdd2 = +3.5 Vdc)、+5 dBm驱动电平、Idd (Idd 1 + Idd 2)=98 mA 以及RFOUT频率范围为8 GHz至21 GHz的情况。

四、芯片鉴定

芯片鉴定遵循MIL - PRF - 38534的K类版本附录C表C - II，但有部分修改：

• 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次品。
• 不进行机械冲击或恒定加速度测试。
• 中期和老化后电气测试仅包括在 +25 °C下进行的筛选测试。

五、芯片电气特性

1. 芯片电气特性表I

Parameter	Symbol	Conditions	Limits	Unit
Min	Max
Output Power	POUT		14		dBm
Supply Current (Idd1 + Idd2)	Idd	No Drive level applied at RFIN		126	mA

2. 鉴定样品电气特性表II

此表给出了不同频率和温度条件下的输出功率和电源电流的限制。

3. 老化/寿命测试增量限制表III

Parameter	Symbol	Delta	Unit
Output Power	POUT	± 1	dB
Supply Current (Idd1 + Idd2)	Idd	± 10	%

六、芯片外形

详细给出了各个焊盘的尺寸和描述，同时对芯片的厚度、键合焊盘金属化、背面金属化等信息进行了说明。

七、应用说明

芯片应使用共晶混合物或导电环氧树脂直接连接到接地平面。推荐使用0.127 mm（5 mils）厚的氧化铝薄膜基板上的50 Ω微带传输线来传输射频信号。若使用0.254 mm（10 mils）厚的氧化铝薄膜基板，需将芯片抬高0.15 mm（6 mils），使芯片表面与基板表面共面。微带基板应尽可能靠近芯片，以减少键合线长度，典型的芯片与基板间距为0.076 mm至0.152 mm（3至6 mils）。

八、典型性能特性

所有典型性能特性在 (Vdd 1=Vdd 2=+5 Vdd)、(Idd1 + Idd2 = 98 mA)、+5 dBm驱动电平以及 (T_{A}=+25^{circ} C) 条件下适用，给出了输出功率与温度、电源电压、驱动电平的关系，以及隔离度与输出频率、温度的关系等图表。

九、芯片封装信息

标准封装为GP - 2（凝胶包装），若需要替代封装信息，可联系Analog Devices Inc。

十、总结

ADH561S作为一款高性能的8至21 GHz输出x2有源频率乘法器，具有明确的规格和性能特性。电子工程师在设计过程中，需要根据其绝对最大额定值、推荐工作条件等参数进行合理的电路设计和布局。同时，在应用过程中要注意芯片的安装方式和电气特性的测试，以确保产品的稳定性和可靠性。大家在实际应用中是否遇到过类似频率乘法器的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。