Freescale MRF8S21140HS

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для усилителя мощности Freescale (NXP) MRF8S21140HS.

Описание

MRF8S21140HS — это высокоэффективный транзистор для усиления мощности в диапазоне UHF, выполненный по технологии LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Он предназначен для приложений, требующих высокой линейности и надежности.

Ключевые особенности и назначение:

• Класс работы: Основное применение — в линейных режимах (Class AB) для финальных каскадов усиления в системах, где критично низкое уровень интермодуляционных искажений (IMD).
• Диапазон частот: Оптимизирован для работы в диапазоне 2110 – 2170 МГц, что делает его идеальным для инфраструктуры сотовой связи 3G (UMTS/WCDMA) и 4G (LTE) в полосе Band 1 (UL).
• Высокая линейность: Обеспечивает высокую выходную мощность при отличных характеристиках линейности (ACLR, NPR), что необходимо для современных цифровых модуляций.
• Внутренняя согласованность: Устройство частично согласовано по входу и выходу для упрощения проектирования ВЧ-тракта.
• Повышенная надежность: Технология LDMOS обеспечивает высокую устойчивость к рассогласованию нагрузки по КСВ (VSWR) и перегрузкам.
• Корпус: Выполнен в прочном и теплоэффективном керамино-металлическом корпусе с фланцем (Flange package), предназначенном для монтажа на радиатор.

Технические характеристики (основные)

Параметры приведены для типового режима в целевом частотном диапазоне (2110-2170 МГц) при условии оптимального согласования и питании Vdd = 28 В.

| Параметр | Значение | Условия / Примечания | | :--- | :--- | :--- | | Диапазон частот | 2110 – 2170 МГц | Основное целевое назначение | | Выходная мощность (Pout) | 140 Вт (51.5 dBm) | Средняя мощность при работе с сигналом WCDMA | | КПД (Drain Efficiency) | ~ 45% | При номинальной выходной мощности | | Усиление (Gain) | ~ 17 дБ | При номинальной мощности | | Линейность (ACLR) | < -50 dBc | Для сигнала WCDMA, двухтональный тест | | Напряжение питания (Vdd) | 28 В | Стандартное для LDMOS транзисторов базовых станций | | Напряжение смещения затвора (Vgs) | Около +2.8 – +3.2 В | Типично для Class AB, требуется точная настройка | | Ток покоя (Idq) | ~ 1200 мА | Требует установки при настройке | | Термическое сопротивление (Rth) | ~ 0.3 °C/Вт | Корпус-фланец, критично для расчета системы охлаждения | | Класс надежности (MTTF) | > 10^7 часов | При температуре корпуса 25°C, демонстрирует высокую надежность |

Парт-номера и прямые аналоги

Важно: MRF8S21140HS является частью семейства. Существуют версии с разными уровнями мощности и в разных корпусах. Прямых полных аналогов с идентичными характеристиками от других производителей (например, Ampleon, Wolfspeed (Cree), STMicroelectronics) не существует, но есть функционально и по назначению схожие модели.

1. Парт-номера в рамках NXP (Freescale):

• MRF8S21140HSR3 — стандартный парт-номер для заказа. Суффикс "R3" может указывать на тип упаковки (рулонная лента).
• Близкие по семейству и мощности модели от NXP:
  • MRF8S21140H — версия без суффикса "S", может иметь незначительные отличия в характеристиках или корпусе.
  • MRF8S21120HS — транзистор на 120 Вт в том же частотном диапазоне.
  • MRF7S21140HS / MRF7S21140H — транзисторы для близкого диапазона (например, 1930-1990 МГц, Band 2 UL).

2. Функционально совместимые модели от других производителей:

Эти модели предназначены для аналогичных применений (UHF, 2.1-2.2 ГГц, высокая линейность), но требуют пересчета схемы согласования и смещения.

• Ampleon (бывший RF Power бизнес NXP):
  • BLF8G22LS-140PV — Мощный LDMOS транзистор на 140 Вт, диапазон 2110-2170 МГц. Является прямым наследником и аналогом после выделения бизнеса NXP в Ampleon. Самый близкий современный аналог.
  • BLF8G20LS-140 — Для диапазона 1930-1990 МГц.
• Wolfspeed (Cree):
  • CGH31240F — Транзистор на основе технологии GaN HEMT на 140 Вт. Работает в широком диапазоне до 2.7 ГГц. Обладает более высоким КПД и усилением, но требует другой топологии и управления питанием (обычно Vdd = 50 В).
• STMicroelectronics:
  • PD57070S-E — LDMOS транзистор на 120 Вт, оптимизированный для 2.1-2.2 ГГц. Менее мощный, но близкий по назначению.

Области применения

• Финальные каскады усилителей мощности в базовых станциях UMTS (3G) и LTE (4G).
• Усилители для систем радиосвязи общего назначения в диапазоне UHF, требующие высокой линейности.
• Повторители (ретрансляторы) сигнала сотовой связи.

Важные замечания для разработчиков

1. Схема смещения: Требуется стабильный источник питания затвора с плавным запуском (sequencing) для предотвращения самовозбуждения и повреждения.
2. Теплоотвод: Из-за высокой рассеиваемой мощности (около 150-200 Вт) обязательно использование массивного радиатора с низким тепловым сопротивлением и качественного термоинтерфейса.
3. ВЧ-согласование: Несмотря на внутреннюю предварительную согласованность, необходима точная внешняя ВЧ-схема согласования для достижения заявленных характеристик.
4. Статическая защита: Устройство чувствительно к статическому электриству (ESD), необходимы меры предосторожности при монтаже.

Рекомендуется всегда использовать актуальную версию даташита (Data Sheet) и Application Notes от NXP/Ampleon при проектировании с данным компонентом.