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5G-Leistungsverstärker

LDMOS plus GaN sorgt für hohen Wirkungsgrad

29. Juni 2021, 09:29 Uhr   |  WEKA FACHMEDIEN, Newsdesk

LDMOS plus GaN sorgt für hohen Wirkungsgrad
© NXP Semiconductors

Die neuen HF-Verstärker-Multi-Chip-Module für 5G-Basisstationen von NXP sind mit GaN-MOSFETs bestückt.

Einen um acht Prozentpunkte höheren Wirkungsgrad erreichen die neuen GaN-Multi-Chip-Module (MCM) für 5G-Sender von NXP. Sie sind kleiner und haben eine geringere Masse als ihre LDMOS-Vorgänger.

Multi-Chip-Module (MCM) für HF-Leistungsverstärker mit integrierten GaN-Leistungstransistoren hat NXP Semiconductors für Massive-MIMO-Anwendungen (Multiple Input Multiple Output) entwickelt. Damit kombiniert NXP erstmals den hohen Wirkungsgrad von GaN mit der kompakten MCM-Bauform.

Der Einsatz von GaN in Multi-Chip-Modulen erhöht den Wirkungsgrad auf 52 % bei 2,6 GHz, das sind acht Prozentpunkte mehr als bei der vorherigen auf LDMOS (Laterally-Diffused Metal-Oxide Semiconductor) basierenden Modulgeneration des Unternehmens. Zusätzlich hat NXP die Leistung mit einer proprietären Kombination aus LDMOS und GaN in einem einzigen Bauelement weiter verbessert. Dadurch wird eine Bandbreite von 400 MHz erreicht, die es ermöglicht, Breitband-Funksender mit einem einzigen Leistungsverstärker zu entwickeln.

Die neue Reihe von GaN-Multi-Chip-Module für 5G-Sender erlaubt es HF-Entwicklern, die Größe und die Masse von Funkeinheiten zu reduzieren. Das wiederum hilft Mobilfunknetzbetreibern, die Kosten für den Einsatz von 5G auf Mobilfunkmasten und Dächern zu senken. Die MCM-Module enthalten einen mehrstufigen Verstärker, 50-Ω-Anpassungsnetzwerke an den Ein- und Ausgängen und einen HF-Kombinator für den Doherty-Verstärker in einem einzigen Gehäuse – und NXP fügt nun auch eine Bias-Steuerung mit seiner neuesten SiGe-Technik hinzu.

Wie die vorherige LDMOS-Modulgeneration sind die neuen GaN-MCMs Pin-zu-Pin-kompatibel. So können HF-Ingenieure einen Leistungsverstärkerentwurf schnell für mehrere Frequenzbänder und Leistungsstufen hinweg anpassen.

RapidRF-Modul von NXP
© NXP Semiconductors

Das RapidRF-Modul von NXP für die 5G-Basisstationen enthält einen linearen Vortreiber, einen HF-Leistungsverstärker, einen rauscharmen Empfangsverstärker (Rx-LNA) mit Sende-/Empfangs-Umschalter, einen Zirkulator und einen Bias-Controller.

Die neuen 5G-Multi-Chip-Module von NXP werden in NXPs GaN-Fabrik in Arizona, der modernsten Fabrik für HF-Verstärker in den USA, gefertigt und sollen im 3. Quartal als Muster verfügbar sein. Die Serienproduktion beginnt noch in diesem Jahr. Für seine GaN-MCMs bietet NXP ebenfalls passende Referenzmodule der RapidRF-Serie an, mit denen sich 5G-Systemen schnell entwickeln lassen.

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