3.4GHz-3.8GHz宽带基站功放解决方案

---- 能讯GaN功放管DX1H3438140P性能介绍

摘要：中国首家商用氮化镓（GaN）电子器件生产企业苏州能讯高能半导体有限公司 （Dynax Semiconductor, Inc.），发布适合5G移动通信的宽带、高效的GaN功放管DX1H3438140P，该功放管可支持频段为3.4 GHz-3.8 GHz，在效率、增益，宽带特性和线性度等指标上，均达到世界领先水平。并且该功放管针对无线通信基站进行了特殊优化，易于设计成Doherty架构的宽带功率放大器，非常适合输出平均功率为20 W的宏站RRU使用。苏州能讯正在释放国产氮化镓的潜力，为市场提供系列化性能出众的氮化镓器件。

中国5G移动通信系统已经完成了第一阶段对于大规模天线、多址多载波、高频段通信等关键技术的试验，同时也验证了高达Gbps的用户体验速率、毫秒级端到端时延、每平方公里百万节点等多样化场景需求；目前运营商已经展开了第二阶段的试验，开展面向移动互联网、低时延高可靠和低功耗大连接三大5G典型场景的无线空口和网络技术方案的研发与试验，测试频率为3.6 GHz, 并计划在2017年底前完成测试，为2018年的5G 通信实验网开通做准备。

为了实现高速大容量的用户体验，势必拓宽信号带宽，在一系列规划频段中，3.4 GHz-3.8 GHz频段率先成为全球的热点频率，引起全球移动产业的重点关注。各大设备商重点开发面向3.4 GHz-3.8 GHz的宏站或一体化小型基站。比如诺基亚的TD-LTE 3.5GHz 8T8R宏站RRU和4T4R低功率RRU以及一体化小基站。爱立信的宏站Macro Radio 2218和微站Micro Radio 440均聚焦3.4 GHz-3.8 GHz 应用。华为和中兴也纷纷推出了基于3.4 GHz-3.8 GHz的多载波宽带RRU，载波信号带宽均超过150 MHz。

各大射频功放管厂商也争先恐后，推陈出新，不断发布满足市场需求的器件。而目前主流的硅基LDMOS功放管在频率和效率上的性能缺陷，导致其很难满足5G系统高频和高效的需求，逐渐丧失了在基站功放市场的主导地位。 而氮化镓以其固有的高功率密度有效的降低了结电容，从而提高了带宽，满足了多载波系统对功率半导体器件的视频带宽要求。

华为率先大批量使用GaN 射频功率管，不仅优化了系统射频性能，而且简化了热设计，缩小了体积和重量，便于工程建设和网络优化，有效的推动了行业发展，开启了以氮化镓材料为主的第三代射频功放管商用的新时代。

在这样良好的市场环境下，能讯半导体应运而生，致力于GaN射频功率器件的开发和生产，是国内除科研院所外唯一一家拥有独立氮化镓FAB 工厂和生产能力的IDM公司，可以给客户提供从外延材料，管芯设计到器件生产的多样化合作模式。产品不断推出，逐渐得到市场及客户的认可。

对于3.4 GHz-3.8 GHz 宽带多载波RRU 项目，能讯开发了多款GaN功放管，结合Doherty , DPD 等高效线性化技术，给客户提供了整机20 W 或以上的功放解决方案。

首先，功率放大器作为通信发射系统中极为重要的部分，其输出功率的能力，漏级效率大小都会对整个通信系统有着重要的影响，从综合性能来说，氮化镓射频功放管成为了高频大功率以及宽带高效功放模块的最合适选择。GaN既弥补了LDMOS的高频带宽和效率的性能缺失，又改善了GaAs在高频功率容量的不足，加上氮化镓在可靠性方面的优势，使其成为5G 通信的首选功放管技术。

再者，近年来欧美半导体公司对国内功放管市场的封锁趋紧，国内氮化镓企业受到了市场的大力追捧，加速发展。

能讯高能半导体有限公司作为国家首家商用氮化镓电子器件生产企业，针对市场及基站客户的需要，发布了新型GaN射频功放管DX1H3438140P。该功放管可支持频段为3.4 GHz-3.8 GHz，借助其优异的宽带性能，客户可以在该频段内采用同一个宽带功放管来代替原有的两种甚至是三种功放管。功放管的工作电压为48 V，在该频段拥有较好的线性度、功率密度、效率以及宽带特性。在板级使用时，外匹配容易实现，调试简单。

将该功放管设计成Doherty架构，非常适合系统平均功率为20 W的基站使用。采用该功放管设计的Doherty架构功率放大器，可以支持160 MHz的宽带信号，并很好的与宽带DPD系统配合，在常温下经过DPD校正之后，线性度可以达到-50 dBc @ 45.4 dbm，表现出了很完美的射频闭环性能。 图一为功放管图片：

图1、DX1H3438140P功放管图片

下面我们对这款功率管分别作了单管及Doherty性能测试：

一、Load Pull性能

表1为功放管DX1H3438140P在3.4 GHz-3.8 GHz的Load Pull测试性能。