High power density InGaP PHEMTs for 26 V operation

Lan, E.; Green, B.M.; Li, P.; Hartin, O.; Fisher, Philip A.; Maurer, D.; Piel, P.-M.; Knappenberger, B.; Hooper, R.C.; Baca, M.C. de; Miller, M.; Weitzel, C.E.

doi:10.1109/rfic.2005.1489815

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“…Los sistemas de estaciones base de telefonía celular 4G y 5G requieren amplificadores de microondas con alta potencia de salida, baja distorsión y alta eficiencia. Uno de los desafíos en su implementación es reducir al máximo posible el área de diseño del circuito impreso (PCB), lo cual es fundamental para mantener el costo del amplificador a un mínimo [1]. Las tecnologías RFIC proporcionan, en este sentido, soluciones rentables, confiables y competitivas para estos desafíos.…”

Section: Introductionunclassified

“…Por otro lado, desde el punto de vista de los semiconductores, LDMOS es una de las tecnologías actualmente en uso, pero aún bajo investigación. Esta tecnología tiene una densidad de potencia mejorada en comparación con los semiconductores de compuestos tradicionales [1]. Sin embargo, LDMOS presenta problemas con la disipación de energía, lo cual crea fenómenos de dispersión de frecuencia, conocidos como efectos trampa (trapping) y efectos térmicos [2].…”

Section: Introductionunclassified

“…Una de ellas es la técnica de seguimiento térmico ("thermal-tracking") [3], que consiste en la inclusión de una red de retroalimentación para que el dispositivo sea robusto contra los cambios de temperatura. Aunque se mejoraron algunos problemas térmicos, siempre hay variaciones en el rendimiento, no solo debido al efecto de calentamiento, sino también debido a la variación de frecuencia de la señal de entrada que crea efectos memoria [1].…”

Section: Introductionunclassified

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Mejoras del proceso de diseño en la industria de transistores de microondas

Rafael-Valdivia

2019

Rev. Fac. Ing.

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Este artículo presenta una técnica para mejorar el proceso de diseño industrial de transistores de microondas, basado en un diseño de experimentos mejorado (DOE) y un modelado electrotérmico (MET) expandido. El diseño de experimentos DOE permitió centrar el diseño a través de variaciones en parámetros específicos, para evitar complejas simulaciones electromagnéticas de acoplamiento mutuo entre los cables dentro del mismo transistor, que generalmente en herramientas CAD convencionales presentan un elevado costo computacional. El modelo electrotérmico mejorado utilizando la técnica de voltajes efectivos posibilitó predecir no solo el autocalentamiento, sino también las impedancias apropiadas para la máxima potencia de salida y la máxima eficiencia del transistor. De esta manera fue posible elegir las condiciones de operación que garantizaran un reducido autocalentamiento, así como las mejores condiciones de potencia, eficiencia y linealidad. Las técnicas presentadas son útiles para la implementación de amplificadores de potencia en los futuros sistemas de comunicación inalámbricos, ya que deben trabajar con potencias elevadas que producen autocalentamiento y con señales de gran ancho de banda. La combinación de ambas técnicas permite la reducción de diseño y tiempo de producción en el ámbito industrial. El diseño de experimento mejorado posibilitó centrar el diseño del transistor para asegurar la obtención de los mejores desempeños del transistor. La caracterización térmica facilitó que el transistor de microondas, implementado en un circuito impreso de potencia, funcionara por debajo de la temperatura máxima permitida, lo que garantiza su vida útil y, en consecuencia, la confiabilidad del sistema de transmisión completo.

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Section: Introductionunclassified

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Mejoras del proceso de diseño en la industria de transistores de microondas

Rafael-Valdivia

2019

Rev. Fac. Ing.

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“…WiMAX base station systems requires power amplifiers with high output power, low distortion and high efficiency [3]. Moreover, cost is critical in this challenging market.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A 3.5 GHz 25 W Silicon LDMOS RFIC power amplifier for WiMAX applications

Cassan¹,

Gola²

2007

2007 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits (RFIC) Symposium

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This paper presents a 25 W Silicon LDMOS 2 stage RF integrated circuit (IC) designed for WiMAX at 3.5GHz. This IC is capable of handling the full 3.3 to 3.8 GHz band with flat RF performances. This paper details RF performances in the 3.4 to 3.6 GHz band. Under a 1 tone CW stimulus, this power amplifier delivers 29 W with a power added efficiency of 36.7 % and 26 dB linear gain. Under a 1 carrier WiMAX signal and at 36 dBm average output power, the device has a RCE better than -33.5 dBc and a 14 % drain efficiency typical.

show abstract

“…For 5G systems, requirements will be more demanding; and different technologies such as GaN and LDMOS are currently under investigation. Those two technologies have improved power density compared with traditional compounds semiconductors [1]. It originates problems with power dissipation which creates dispersion and thermal effects [2].…”

mentioning

confidence: 99%

New methodology for modeling, design and implementation of RF power amplifiers

Rafael-Valdivia

Ballesteros

2017

J. Microw. Optoelectron. Electromagn. Appl.

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Abstract-This work presents a new methodology for modeling, design and implementation of power amplifiers in different technologies. As result of comparison, a flowchart with a new methodology is proposed which can be useful for the designer to design and implement power amplifiers with low, medium and high power devices in different technologies. This paper is divided in 4 parts: The first one is an introduction to the importance of modeling and design techniques in the final implementation of power amplifiers for the modern communication systems. The second one details the modeling process for different technologies, which final result is a unified model. The third part is related with the characterization of high power transistors, with special emphasis on substrate characterization and final implementation of a power amplifier. Finally, in the fourth part, the new methodology is proposed based on the comparisons of previous procedures.Index Terms-microwaves, modeling, power amplifier, substrate.I. INTRODUCTION Modern communication systems require RF power amplifiers to operate with large signal in broadband conditions. For 5G systems, requirements will be more demanding; and different technologies such as GaN and LDMOS are currently under investigation. Those two technologies have improved power density compared with traditional compounds semiconductors [1]. It originates problems with power dissipation which creates dispersion and thermal effects [2]. Consequently, for the design of RF power amplifiers using these semiconductors, it is essential to use accurate models that take into account these phenomena. Furthermore, for power amplifier implementation, an accurate substrate characterization is required, in order to get the appropriate input and output impedances for the matching networks. In this paper we will show that through the use of models flexible enough to predict static and dynamic conditions, and a one-port substrate characterization technique, we can demonstrate that it is possible to implement efficiently RF power amplifiers in LDMOS technologies. Based on those steps we propose a new methodology which is summarized in Fig. 1. That methodology will be explained in the following sections. Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications, Vol. 16, No. 3, September 2017 GaAs is a promising technology for low power and linear applications; and GaN / LDMOS for high power amplifiers for long distance communications. As these 2 technologies behave differently, it makes sense to consider different strategies for modeling. However despite their differences, there are some common characteristics. One of them is the output conductance (gds) and transconductance (gm) frequency dispersion, considered as one of the causes for the memory effects which cause complexity in linearization [3]. In this paper we will call this effect "the frequency dispersion phenomena". We characterized this effect through I/V pulsed measurements by using the DIVA system provided by Accent Technologies [4]. T...

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High power density InGaP PHEMTs for 26 V operation

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A 3.5 GHz 25 W Silicon LDMOS RFIC power amplifier for WiMAX applications

New methodology for modeling, design and implementation of RF power amplifiers

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