Wolfspeed CGHV35150：S波段雷达系统的理想GaN HEMT

在电子工程师的日常工作中，选择合适的晶体管对于设计高性能的雷达系统至关重要。Wolfspeed的CGHV35150 GaN HEMT（高电子迁移率晶体管）就是一款专为S波段雷达放大器应用设计的出色产品。下面，我们就来详细了解一下这款晶体管。

文件下载：CGHV35150F-AMP.pdf

一、产品概述

CGHV35150是一款氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管，具有高效率、高增益和宽带宽的特点，非常适合2.9 - 3.5 GHz的S波段雷达放大器应用。它采用陶瓷/金属法兰和药丸封装，有440193 / 440206两种封装类型，对应的产品编号为CGHV35150F / CGHV35150P。

二、典型性能

在3.1 - 3.5 GHz的频率范围内（(T_{c}=85^{circ} C)），CGHV35150表现出了良好的性能。具体数据如下：	Parameter	3.1 GHz	3.2 GHz	3.3 GHz	3.4 GHz	3.5 GHz	Units
Output Power	180	180	180	170	150	W
Gain	13.5	13.5	13.5	13.3	12.7	dB
Drain Efficiency	50	49	50	49	48	%

这些数据是在CGHV35150 - AMP应用电路中测量得到的，测量条件为300μs脉冲宽度、20%占空比、(P_{IN }=39 dBm)。

三、产品特点

1. 额定功率：在(T_{CASE }=85^{circ} C)时，额定功率为150 W。
2. 工作频率：2.9 - 3.5 GHz，满足S波段雷达系统的需求。
3. 瞬态性能：在100μsec - 300μsec、20%占空比的瞬态条件下表现良好。
4. 功率增益：在(T_{CASE }=85^{circ} C)时，功率增益为13 dB。
5. 漏极效率：典型漏极效率在(T_{CASE }=85^{circ} C)时可达50%。
6. 输入匹配：具备良好的输入匹配特性。
7. 脉冲幅度下垂：脉冲幅度下垂小于0.3 dB。
8. 模型支持：提供适用于ADS和MWO的大信号模型，方便工程师进行设计和仿真。

四、绝对最大额定值

在使用CGHV35150时，需要注意其绝对最大额定值，以确保安全可靠的运行。以下是部分重要参数：	Parameter	Symbol	Rating	Units	Conditions
Drain - Source Voltage	V DSS	150		25ºC
Gate - to - Source Voltage	V GS	-10, +2	V
Storage Temperature	T STG	-65, +150	ºC
Operating Junction Temperature	T J	225
Maximum Forward Gate Current	I GMAX	30	mA	25ºC
Maximum Drain Current 1	I DMAX	12	A
Soldering Temperature 2	T S	245	ºC
Screw Torque	τ	40	in - oz
Pulsed Thermal Resistance, Junction to Case 3	R θJC	0.81		300µsec, 20%, 85ºC
Pulsed Thermal Resistance, Junction to Case 4	0.86	ºC/W
Case Operating Temperature	T C	-40, +150	ºC

需要注意的是，不同封装类型（CGHV35150P和CGHV35150F）在脉冲热阻的测量上有所不同，具体可参考文档中的注释。

五、电气特性

1. 直流特性（(T_{C} = 25ºC)）

• 栅极阈值电压（(V_{GS(th)})）：范围在 - 3.8 V到 - 2.3 V之间，典型值为 - 3.0 V。
• 栅极静态电压（(V_{GS(Q)})）：典型值为 - 2.7 V。
• 饱和漏极电流（(I_{DS})）：最小值为18.7 A，典型值为26.8 A。
• 漏源击穿电压（(V_{BR})）：最小值为125 V。

2. RF特性（(T{C} = 25ºC)，(F{0} = 3.1 - 3.5 GHz)）

• 输出功率：在3.1 GHz时，输出功率典型值为170 W；在3.5 GHz时，典型值为135 W。
• 增益：在3.1 GHz时，增益典型值为13.3 dB；在3.5 GHz时，典型值为12.3 dB。
• 漏极效率：在3.1 GHz时，漏极效率典型值为47%；在3.5 GHz时，典型值为44%。
• 幅度下垂：典型值为 - 0.3 dB。
• 输出失配应力：最大电压驻波比（VSWR）为5:1，在所有相位角下无损坏。

这些电气特性是在特定条件下测量得到的，具体测量条件可参考文档中的注释。

六、典型性能图表

文档中还提供了多个典型性能图表，包括典型S参数、典型RF结果、输出功率与输入功率的关系、增益和漏极效率与输入功率的关系等。这些图表可以帮助工程师更直观地了解CGHV35150在不同条件下的性能表现。

七、静电放电（ESD）分类

CGHV35150的人体模型（HBM）和充电设备模型（CDM）的分类级别待定，测试方法分别遵循JEDEC JESD22 A114 - D和JEDEC JESD22 C101 - C标准。

八、功率耗散降额曲线

文档中给出了CGHV35150的功率耗散降额曲线，工程师可以根据该曲线了解在不同条件下晶体管的功率耗散情况，从而合理设计散热方案。

九、应用电路

1. 物料清单

CGHV35150 - AMP应用电路的物料清单详细列出了所需的各种元件，包括电阻、电容、连接器等。例如，需要1个511 OHM、+/- 1%、1/16W、0603的电阻R1，3个10pF、+/- 1%、250V、0805的电容C1、C7、C8等。

2. 电路原理图和轮廓

文档还提供了CGHV35150 - AMP应用电路的原理图和轮廓图，方便工程师进行电路设计和布局。

十、产品尺寸

文档给出了CGHV35150F（封装类型440193）和CGHV35150P（封装类型440206）的产品尺寸，包括各部分的最小和最大尺寸，单位分别为英寸和毫米。工程师在进行PCB设计时，需要参考这些尺寸信息，确保晶体管能够正确安装和使用。

十一、产品编号系统

产品编号系统明确了CGHV35150的相关参数，如上限频率为3.5 GHz，功率输出为150 W，封装类型F表示法兰，P表示药丸。同时，文档还给出了频率代码的对应关系，方便工程师理解和识别产品编号。

十二、产品订购信息

CGHV35150有CGHV35150F、CGHV35150P和CGHV35150F - AMP三种订购选项，分别对应GaN HEMT、GaN HEMT和安装有GaN HEMT的测试板。

十三、注意事项

在使用CGHV35150时，需要注意以下几点：

1. 规格可能会在没有通知的情况下发生变化。
2. “典型”参数是Wolfspeed在大量生产中预期的平均值，仅用于参考。
3. Wolfspeed产品不保证或授权用于医疗、救生、维持生命的应用或其他可能导致严重人身伤害或死亡的应用。
4. Wolfspeed不承担因使用本文信息而导致的任何第三方专利或其他权利侵权的责任。

总之，Wolfspeed的CGHV35150 GaN HEMT以其出色的性能和丰富的特性，为S波段雷达系统的设计提供了一个优秀的选择。电子工程师在设计雷达系统时，可以充分考虑这款晶体管的特点和优势，结合实际需求进行合理的设计和应用。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。