4008-622-911
特性+工作原理+應用，一文讀懂TI德州儀器THS9001DBVT射頻增益塊放大器
THS9001是一款中等功率、可級聯的增益塊，針對高中頻頻率進行了優化。該放大器集成了與50Ω匹配的內部阻抗，并在VS=5 V、R（BIAS）=237Ω、L（COL）=470 nH的情況下，實現了大于15 dB的輸入和從50 MHz到350 MHz的輸出回波損耗。設計只需要2個直流阻塞電容器、1個電源旁路電容器、一個射頻扼流圈和一個偏置電阻器。
特性
高動態范圍
OIP3=36 dBm
NF<4.5 dB
單電源電壓
高速
VS=3 V至5 V
IS=可調
輸入/輸出阻抗
50Ω
應用
中頻放大器
TDMA:GSM，IS-136，EDGE/UWE-136
CDMA：IS-95、UMTS、CDMA2000
無線本地環路
無線局域網：IEEE802.11
功能框圖
THS9001DBVT引腳和功能
簡化示意圖
雙轉換接收機架構示例
EVM底部布局
EVM頂部布局
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推動汽車電子功率器件變革的新型應用——功率MOSFET篇
過去15到20年間，汽車用功率MOSFET已從最初的技術話題發展到蓬勃的商業領域。選用功率MOSFET是因為其能夠耐受汽車電子系統中常遇到的掉載和系統能量突變等引起的瞬態高壓現象，且其封裝簡單，主要采用TO220 和 TO247封裝。同時，電動車窗、燃油噴射、間歇式雨刷和巡航控制等應用已逐漸成為大多數汽車的標配，在設計中需要類似的功率器件。在這期間，隨著電機、螺線管和燃油噴射器日益普及，車用功率MOSFET也不斷發展壯大。今天的汽車電子系統已開創了功率器件的新時代。本文將介紹和討論幾種推動汽車電子功率器件變革的新型應用。還將探討實現當前汽車電子系統功率MOSFET的一些發展狀況。這些發展將有助于促進汽車電子行業前進，特別是在如中國等一些新興市場。市場動態新型應用中有4大要素在推動汽車電子功率器件的演進：足夠的關斷電壓等級 （Bvdss）、 系統功率要求、系統智能性/生存能力 （Survivability）。產品和系統成本一直以來，汽車電子應用都采用Bvdss約60V的功率器件。而新的系統同時使用更高和更低的電壓等級，以更具成本效益的方式提供前所未有的系統性能。高壓電/磁電噴射系統和高強度照明是兩種廣為流行的應用，都需要擊穿電壓高達150V 到 300V的功率MOSFET。勢能更高的壓電和磁電燃油噴射系統能夠提供更準確的燃油噴射和更精細的空氣/燃油混合比例，使燃燒更充分，有害排放得以降低，并最終提高性能。相比普通白熾燈，高強度照明技術消耗更少的能量卻能夠產生更大的照明強度。這樣不僅可以提高駕駛人員在夜晚或惡劣天氣條件下的能見度，同時也便于其它駕駛人員看到自己的車輛。除了電壓更高的汽車電子功率應用外，車輛內部消費應用產品快速的涌現也對電壓范圍提出更高要求。CD/DVD播放器、衛星無線電、手機、GPS導航、MP3播放器接口就是需要功率MOSFET器件的新型應用范例。這些應用所需的實際功率一般低于采用更小的分立或集成式元件的功率范圍。功率器件具有它們所服務的消費產品的相同特征。在上述應用中，尺寸非常重要，故往往采用PCB封裝（其占位面積更小），或表面封裝的新型功率器件。Power 56 和 Super SOT SSOT 6等封裝普遍用于這些應用中，在很小的封裝中提供相當高的功率處理能力。許多歷來是機械或液壓式的車載系統正在向電動或電動/液壓混合系統轉型。首當其沖的是散熱器風扇。采用電動電機后，可以去掉風扇皮帶，風扇可利用現有引擎或根據冷卻劑溫度來進行更精確地控制。其它類似應用還有電動助力轉向 （EPS）、集成式啟動器交流發電機 （ISA） 和主動式懸掛系統。電動助力轉向和主動式懸掛系統為車載系統設計人員提供了相當大的靈活性，讓他們可以在多個車輛平臺上使用硬件系統，并通過軟件修改來改變車輛從輕便到豪華型的感覺。這些電動/機械系統的特征之一是使用的功率等級極高，因此需要大電流功率開關。為了能夠以盡量小的損耗提供最高的電流轉換，這些應用一般采用額定電壓30V 到 40V的高性能溝道型MOSFET （Trench MOSFET）。功率MOSFET解決方案溝道型MOSFET已成為當前大部分車載應用的標準應用。傳統的平面型MOSFET建立在硅晶圓表面之上，而溝道型MOSFET是在硅片上蝕刻垂直溝道，從而讓功率開關得以擁有更高的單元密度和更低的導通阻抗。由于這些電子機械系統大多數都采用了MOSFET H橋式電機驅動結構，兩個器件總是串聯以便使用電壓更低的MOSFET，同時仍然可以耐受常見的汽車高電壓沖擊現象。相比60V MOSFET，這些擊穿電壓更低的器件能夠把開關的導通阻抗降低50%，這意味著系統功耗減少50%，亦即系統發熱減少，最終把散熱要求降至最低。隨著車載系統設計人員在低電壓功率MOSFET方面累積更多的經驗，并開始認識到其性能和成本優勢，低電壓功率MOSFET的應用范圍正在向剎車和顯示屏控制等其它低功率系統擴展。現在的功率溝道型MOSFET的導通阻抗（RDS（ON）） 低至1或2mΩ。這雖然大大降低了系統功耗，但給車載系統設計人員帶來了其它復雜性，包括板上布線、系統連接等。同時，封裝中引線在內的寄生阻抗給系統帶來的額外阻抗很可能超過了實際MOSFET的自身導通阻抗。要進一步降低導通阻抗，獲得更高功率密度的方法之一是使用混合模塊。當前許多應用都已開始放棄傳統的功率封裝解決方案，改為在IMS （絕緣金屬基板） 或 DBC （直接鍵合銅） 等材料制作的絕緣基板上安裝裸片。即使在使用相同功率硅芯片的情況下，相比分立式功率封裝，這些模塊提供的能量和電流能力更高。模塊能夠提供更高密度的裸片鍵合或更大的裸片引線鍵合，可減小互連阻抗，同時又把功率元件之間的距離減至最小。這種更高能量密度的代價是元件成本較分立式封裝方案高。不過，對于高能量系統，系統尺寸和性能方面的改進足以彌補器件成本增加的缺憾。汽車電子MOSFET發展的一個最終方向是提高感測、控制和保護功率開關的性能。功率器件正集成到智能化車載系統中。現在在最低功率級別，MOSFET可以與功率器件上的感測元件一起使用。這些感測元件能夠測量電流或溫度，并能夠連接到電子設備上從而監控系統性能，并在出現過流或過熱情況時保護功率器件免受損害。30V到60V范圍的低功率器件正在集成到包括串聯接口和微控制器在內的單片式IC中。這種專用的單片IC能夠控制小型電機，甚至可能通過電機和門鎖控制整個門節點。對于更高能量的應用，單片式IC在成本或技術上都不可行，但可以采用創新的封裝解決方案來實現集成。通過把大功率MOSFET和控制集成電路整合在單個封裝中，可以構建超高功率的智能系統。圖6所示為目前車載系統中采用多芯片封裝的幾個實例。這些智能化器件可以提供更高的系統性能監控能力，通過集成保護功能提高功率系統的可靠性。如過流、過壓和過熱保護等功能都是這類產品的標配。當器件感測到有可能發生上述異常狀況時，能夠把功率MOSFET置于整個系統自我保護的環境中。此外，這些器件還集成附加診斷功能，用以監控負載開路或短路，有助于指導汽車機械裝置隔離和糾正車輛中出現的問題。最后，或許也是所有應用背后最重要的推動力量及眾多此類技術可用的原因所在即產品和系統成本。在汽車業務中，有不變的推動力一直在降低產品和系統的成本。其不僅推動元件成本的降低，也推動車輛擁有成本的降低。可靠性也是成本的推動力之一，可能導致線路故障或現場故障的低成本功率器件并不是真正的低成本器件。在選擇汽車所采用的元件時，系統設計人員必須把成本和可靠性作為主要的推動力量。汽車市場已為功率和智能功率器件建立了幾個產品認證標準，如AECQ100 和 AECQ101標準。面向汽車市場開發和供應的產品必須經設計和特性化，以滿足這些嚴格標準的要求，確保終端系統的性能能夠滿足設計人員，更重要的是滿足車主對產品價值的期望。過去，選擇60V 還是 55V往往是最大的設計問題之一，而經過數年的發展，如今汽車內部的功率器件和設計考慮在廣度方面已取得了長足的進步。隨著電子系統針對娛樂、儀表板、動力傳動控制、安全性、車廂和穩定性控制以至車身及便利性控制等不斷發展，一般汽車中的功率器件數目已是數以百計，并且正在急劇增加中。選擇正確的器件現已成為一項艱巨的挑戰，需面對許多不同的技術選項，從而實現所需的性能和成本目標。
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印度欲做世界芯片制造商，多家芯片廠商決定在印投資建廠
·印度總理莫迪表示，印度希望成為半導體行業值得信賴的合作伙伴和世界芯片制造商。但莫迪試圖吸引半導體企業投資印度的舉措頻頻遭遇挫折。“為了加快印度半導體行業的發展，我們正在不斷進行政策改革。”·印度IT和電子部國務部長拉杰夫·錢德拉塞卡爾認為，會有更多公司跟隨美光科技的腳步選擇印度，“因為他們都知道，在進入印度時，有一種叫做先發優勢的東西。”“至少在半導體領域，我們有很大的機會超越中國。”印度一直以來在尋求提高國內半導體生產能力。印度希望成為世界芯片制造商，吸引半導體廠商投資印度，美國超微公司（AMD）、美光科技等多家芯片廠商決定在印度投資建廠。盡管入局晚，但莫迪政府希望確立其芯片制造中心的格局。印度一直以來在尋求提高國內半導體生產能力。2021年，印度公布了一項100億美元的芯片激勵計劃，但該計劃陷入困境，迄今為止沒有一家公司能夠獲得建立制造工廠的許可。印度總理莫迪試圖吸引半導體企業投資印度的舉措頻頻遭遇挫折。“為了加快印度半導體行業的發展，我們正在不斷進行政策改革。”他說。將芯片制造作為其經濟政策的重中之重莫迪7月28日在自己的家鄉古吉拉特邦舉行的一場半導體年會上表示，印度希望成為半導體行業值得信賴的合作伙伴和世界芯片制造商。他已將芯片制造作為其經濟政策的重中之重。AMD、富士康、美光科技等企業高管也出席了這場活動，多家芯片廠商決定在印度投資建廠。據《印度時報》報道，半導體存儲器公司美光科技價值27億美元的封裝和測試業務即將落地古吉拉特邦，印度IT和電子部國務部長拉杰夫·錢德拉塞卡爾（Rajeev Chandrasekhar）表示，有利于更多企業看好印度。“作為全球最大的半導體存儲公司之一，美光成為首家在印度投資的公司，這是一項重大成就……我們相信，現在會有更多的公司跟隨美光的腳步，因為他們都知道，在進入印度時，有一種叫做先發優勢的東西。”美光科技首席執行官桑賈伊·梅赫羅特拉（Sanjay Mehrotra）表示，該投資將有助于在該邦創造約5000個就業崗位。在這場活動上，美國芯片制造商AMD也表示未來五年將在印度投資約4億美元，并將在印度班加羅爾科技中心建立其最大的設計中心，五年內創造3000個新的工程崗位。全球最大的電子制造商富士康也將在未來五年投資20億美元。本月早些時候，一位政府高級官員告訴路透社，富士康母公司鴻海科技集團正與古吉拉特邦就一家新的芯片工廠進行談判。該公司還就在印度泰米爾納德邦建立一家約2億美元的零部件工廠進行談判。據路透社7月31日報道，印度泰米爾納德邦政府稱，富士康已與印度泰米爾納德邦簽署協議，投資1.94億美元建設新電子元件制造工廠，該工廠將創造6000個就業崗位。一名不愿透露姓名的邦政府消息人士稱，該工廠將為富士康旗下的富士康工業互聯網（Foxconn Industrial Internet，FII）服務，富士康FII生產電子設備、云服務設備和工業機器人，目前還不清楚印度的新工廠是否會為iPhone或其他公司生產零部件，或者兩者兼而有之。除此之外，美國芯片設備制造商應用材料公司（Applied Materials）也計劃斥資4億美元在印度建立一個工程中心。試圖吸引半導體企業投資印度頻頻受挫印度一直以來在尋求提高國內半導體生產能力。2021年，印度公布了一項100億美元的芯片激勵計劃，但該計劃陷入困境，據路透社報道，迄今為止沒有一家公司能夠獲得建立制造工廠的許可。莫迪試圖吸引半導體企業投資印度的舉措頻頻遭遇挫折，近幾個月來，一些關鍵投資提議被推遲或拒絕。據路透社報道，幾周前，富士康退出了與印度金屬石油企業韋丹塔（Vedanta）195億美元的芯片合資企業，稱“該項目進展不夠快”，富士康決定單干。另外兩家企業也曾宣布計劃各自投資30億美元，但這些提議后來也被擱置，其中就包括以色列芯片制造商Tower Semiconductor。“為了加快印度半導體行業的發展，我們正在不斷進行政策改革。”莫迪說。目前印度正在就100億美元的激勵計劃重新邀請企業申請。拉杰夫·錢德拉塞卡爾稱，由于對半導體的強烈需求和印度成為電子生態系統中值得信賴的合作伙伴，半導體公司將投資印度。“我可以很有信心地告訴你，在今年10月或11月之前，晶圓廠將會獲得批準。這將是晶圓制造廠，真正的晶圓廠。”拉杰夫·錢德拉塞卡爾表示，消費領域對電子產品的需求強勁，對于半導體公司而言，印度將是利潤豐厚的市場。“印度的電子產品現在達到了一個臨界規模，我們設定的目標是到2026年達到3000億美元。我們正在實現這一目標……這將導致對半導體的巨大需求，我們估計到2029年半導體的需求將達到1100億美元。”為了實現莫迪的雄心壯志，印度也在尋求對外合作。據《日本時報》報道，7月份，印度和日本簽署備忘錄，合作加強芯片供應鏈建設，保障經濟安全。日本經濟產業省大臣西村康稔（Yasutoshi Nishimura）表示，印度在半導體設計等領域擁有優秀的人力資源。此外，今年6月，美國總統拜登和印度總理莫迪在華盛頓達成一項雙邊協議，以促進半導體供應鏈及關鍵工業材料和技術發展。拉杰夫·錢德拉塞卡爾稱，“至少在半導體領域，我們有很大的機會超越中國。”
哦! 它是空的。