碳化硅基氮化镓器件助力大型雷达加速发展

　　X-波段（8GHz到12GHz）雷达是适用于商业导航的一个关键设备，X-波段有源电子扫描阵列（AESA）系统愈来愈受到研发的青睐。AESA系统使用有源阵列，每个阵列拥有数百甚至数千根天线。每一根天线均有其各自的相位和增益控制。天线元件的间距通常为半波长，以减少近场中的暴露。AESA雷达同时也常常需要在宽范围的高频率内扩散信号。这样的频率捷变可以让雷达快速地搜索扇形区中的目标，同时保持隐蔽，并带来更出色的抗干扰能力。这些要求为工程师们带来了一定挑战：每个天线元件必须足够小型和轻量，同时要让整体系统尺寸和重量在空中和海上使用时可控。

　　GaN能够帮助雷达设计者克服功率、散热、重量和尺寸、以及成本效益等诸多挑战，其具备宽的能带隙，拥有极高的临界击穿电场；具备出色的高温可靠性、出众的高供电电压下的鲁棒性，以及优异的功率密度。将碳化硅（SiC）作为GaN的衬底，能实现较低的热膨胀、较低的晶格失配，以及出色的热导率，进而充分发挥GaN的特性。

　　单片微波集成电路（MMIC）能将多个元件的完整功能模块制造在单个设备中，进而提高电路密度。MMIC采用方形扁平无引脚（QFN）封装，能够带来进一步降低成本和减小尺寸的优势。由于QFN封装采用短键合引线，有助于降低引线电感，其暴露在外的铜裸芯片焊盘提供出色的热学性能。

　　本次推出的器件就是基于上述技术。

　　Wolfspeed的CMPA901A020S器件采用6×6mm QFN封装，是一款20W的GaN-on-SiC高功率放大器，能够在9GHz至10GHz频率范围内工作，适用于海洋气象雷达这样的脉冲雷达应用。该放大器拥有三级增益，能够提供大于30dB的大信号增益和大于50%的效率，能够满足更低的系统直流功率要求，并为简化系统热管理解决方案提供支持。

　　另一款GaN MMIC是CMPA 9396025S，其能够集成诸多技术，带来尺寸、重量、功率和成本（SWaP-C）改进的最大化。该三级器件针对9.3-GHz至9.6-GHz工作而设计，采用6×6mm QFN封装，在100μs脉冲宽度、占空比为10%条件下的功率为25W。

　　CMPA801B030系列在7.9-GHz到11-GHz频率范围内工作，能够支持在X-波段中实现更宽的带宽和更高的功率。其输出典型值高达40W，大信号增益大于20dB，功率附加效率达40%。该产品系列采用7×7mm的塑料二次注塑成型QFN，同样提供裸芯片和10引脚金属/陶瓷安装凸缘flanged封装，从而带来更出众的电气性能和热学性能。