极端工作环境下的动态可调偏置半瓦驱动放大器

今天的无线电设计和其他无线通信设备消耗的功率越来越少，占用的物理空间也越来越小，因此可以用来散热的板面积也越来越小。此外，这些系统正部署在更加极端的环境条件中，在那里所使用的只有被动散热，从而导致需要能承受较大温度变化的非常可靠的IC。当系统输出功率的可扩展性因素增加时，就需要有一个新的同样可扩展的RF驱动放大器。为了满足所有这些目标，ADI公司推出了ADL5324 1/2 W SOT-89 RF驱动放大器。

ADL5324采用动态可调偏置电路，允许定制从3.3至5 V的OIP3和P1dB的性能，而不需要外部偏置电阻。此功能能够让设计师根据设计的具体需求量身定制驱动放大器的性能。可调偏置还允许驱动器动态偏置，在驱动放大器不需要全性能(如系统待机模式)时节省功耗。这种可扩展性减少了针对不同输出功率要求(从25至29 dBm输出功率级别)所需的多个驱动放大器的评估和库存。ADL5324的额定工作温度范围最宽为-40℃至+105℃，可保证遇到较高温度设计(如功率放大器)的可靠性能。1/2 W驱动放大器还覆盖了400至4000 MHz的宽频率范围，只需要很少的外部元件即可在该宽范围内调整到一个特定频段。这种高性能宽带RF驱动放大器非常适合各种有线和无线应用，包括移动通信基础设施、ISM频段功率放大器、国防装备和仪器设备。

ADL5324 GaAs HBT 1/2 W驱动放大器消耗133 mA的低5 V电流，可提供2140 MHz的最佳性能，OIP3为43.1 dBm、P1dB为29.1 dBm，增益为14.6 dB，低噪声系数为3.8 dB。当偏置电压降低到3.3 V时，该驱动器只消耗62 mA，在2140 MHz提供的OIP3为34.4 dBm，P1dB为25.3 dBm，增益为13.6 dB，而低噪声系数为3.2 dB。该驱动放大器也可以在3.3至5 V的任意点进行偏置，以满足3.3或5 V之间系统的性能需求。这一功能为驱动放大器的动态偏置创造了机会，其中一个可变电源用来实现大信号条件下的满5 V偏置，然后在信号电平较小和低功耗可以接受时降低供电电压(见图1)。

图1：ADL5324 OIP3和P1dB与Vcc和温度的比较显示，3.3至5 V偏压可满足系统需求。

图2：ADL5324 ACPR与输出功率和Vcc(在2.14 GHz下3GPP 3.5 TM1-64)的比较显示，在3.3 V偏压下-55 dBc ACPR最低可减少到-15 dBm。

ADL5324还提供出色的ACPR与输出功率和偏置电压的优势。该驱动器可在2140 MHz提供大于17 dBm的输出功率，同时在5 V实现-55 dBc的ACPR。如果偏压降低到3.3 V，-55 dBc ACPR输出功率可最低降至15 dBm(参见图2)。

ADL5324省去了复杂的外部调谐，进一步简化了RF设计。该驱动器的放大器输入和输出端仅使用50 V线路，不需要偏置电阻。ADL5324的输入端只需要一个并联电容器，而在输出端只有一个并联电容器用于频率调谐。而通常情况下还需要AC耦合电容和DC偏置扼流电感，以及DC偏置印制线(trace)的标准旁路电容。

ADL5324的设计和封装还可以简化散热问题。该驱动器具有5 V 133 mA的最佳电流消耗，从而降低了产生的热量。3.3 V电流消耗可降低到62 mA，这进一步降低了产生的热量。标准SOT-89封装有一个大型背面接地焊盘(ground paddle)，为驱动放大器提供了高效的热传递路径。数据手册显示了增加了热传递孔的推荐的电路板焊盘图案(land pattern)，以进一步改善驱动放大器的热传递。这有助于驱动器在无需强制空气冷却的前提下在安全工作温度范围内工作，驱动器规定的最宽工作温度范围为-40℃至+105℃。驱动放大器的额定ESD额定值为±3 kV(HBM，Class 2)，这使得它在大批量制造环境中同样稳健。

ADI公司有助于提高RF设计的另一种方法是在ADL5324数据手册中提供的信息。提供的数据包括随温度(从-40℃至+105℃)的关键参数变化、电源电压(从3.3至5 V)，以及工作频率(从400至4000 MHz)，可缩短设计师花费的资质审查时间。资质审查时间的减少可以显著加快项目的上市时间。全面的数据手册还有助于设计师准确地确定最低可实现功耗，以满足其特定应用的性能目标。

ADI公司通过创新的电路设计、简化的调整要求和详细的数据手册信息，以多种方式改善了RF设计。这些属性有助于RF设计师满足其更小、更低功耗系统的解决方案迅速进入市场。