【導讀】RF前端的高功率末級功放已被GaN功率放大器取代。柵極負壓偏置使其在設計上有別於其它技術
，有時設計具有一定挑戰性
；但它的性能在許多應用中是獨特的。閱讀本文，了解Qorvo的電源管理解決方案如何消除GaN的柵極偏置差異。

RF前端的高功率末級功放已被GaN功率放大器取代。柵極負壓偏置使其在設計上有別於其它技術，有時設計具有一定挑戰性
；但它的性能在許多應用中是獨特的。閱讀本文，了解Qorvo的電源管理解決方案如何消除GaN的柵極偏置差異。

如今，電子工程師明白GaN技術需要柵極負電壓工作。這曾經被視為負麵的——此處“負麵”和“負極”並非雙關語——但今天
，有一些技術使這種柵極負壓操作變得微不足道。今天，我們擁有電源管理集成電路（PMIC）器件，可以輕鬆可靠地為這些GaN PA通電和斷電，以及PMIC所帶來更多其他優勢。我們將在下麵詳細介紹。

在這篇博客文章中，我們將解讀PMIC如何用於設計和控製雷達、無線基礎設施
、衛星通信和其他應用中的RF GaN PA技術。我們還將探討PMIC如何幫助優化射頻前端（RFFE）設計以獲得最佳性能。

深入探討RFFE功率管理的係統挑戰

在往期博文中，我們探討了在RFFE中使用GaN 功率放大技術進行設計時遇到的障礙。以下是對相關內容的回顧：

從電力供應的角度來看，還有其他障礙——比如：

事實上，采用PMIC可完全消除上述障礙。

深入了解電源軌

在許多RF放大器係統中，RFFE的de電dian源yuan軌gui很hen可ke能neng為wei開kai關guan電dian源yuan。這zhe些xie開kai關guan電dian源yuan具ju有you高gao電dian壓ya擺bai動dong和he高gao斜xie率lv
，這zhe會hui增zeng加jia噪zao聲sheng的de可ke能neng性xing。此ci外wai還hai會hui產chan生sheng少shao量liang的de電dian源yuan調tiao製zhi噪zao聲sheng，如ru測ce量liang的de電dian源yuan調tiao製zhi比bi（PSMR）。該PSMR是對調製到RF發射載波上的缺陷（紋波和噪聲）的測量。可以使用非隔離的RF負載點調節器（PMIC中的RF PoL）來減少或消除這種噪聲。實施RF PoL/PMIC可為RFFE應用帶來最佳運行所需的高精度電壓軌
、快速動態響應負載，和低噪聲。

對於RF功率放大器應用而言，純淨的發射器信號並避免電源幹擾非常重要，以免在載波頻率周圍產生尖峰（其他線路輻射）。這正是RF PoL的優勢所在
；tanengchanshenggaoshuchudianya，youzhuyuyouhuagonglvfangdaqidexiaolv，kongzhigonglvfangdaqijiandeedingzhi

，binggoujianyigeketiaodekongzhihuilu，congertigongyigedizaoshengdianyuan。ruxiatusuoshi，jiezhuSiC FETs
、 ACT43950和ACT43850這三種電源鏈器件，可以獲得全功能的低噪聲電源鏈。

簡化的電源、PMIC和RFFE

上述PMIC框圖分解如下：

GaN PA PMIC控製器

· ACT43750——是一款高度集成的漏極開關和柵極負壓調節器
，可實現超快速RF GaN功率放大器漏極開關。此外，它可以自動瞬時保持恒定的RF GaN功率放大器柵極電壓偏置時序
，並提供動態偏置校準——即針對溫度波動、電流坍塌和器件老化進行調整。

• 啟動自動偏壓控製時序

• 自動生成柵極負偏置電壓

• 上電時自動校準偏置點

• 提供開/關漏極開關

當GaN功率放大器因溫度漂移和老化而產生漂移時，重新校準偏置點

電源——恒流穩壓器和降壓RF PoL 

· ACT43950——一款高壓恒流電容器充電控製器
，與Qorvo的SiC FET配合使用，可提供全量程可編程的輸出電壓軌和電流

· ACT43850——RF PoL降壓型DC-DC電源轉換器；其使用ACT43950的輸出並將其降至為GaN功率放大器優化的良好穩定電壓。憑借其先進的配置選項，RFFE係統可以最大限度降低噪聲及電磁幹擾（EMI），從而獲得最高性能。

在上文中，ACT43750調節柵極和漏極——漏極電壓範圍為10至55V。需要注意的是

，如果您的係統設計已經實施了電壓軌，ACT43750也可獨立使用。在這種情況下，需要添加ACT43750和開關（GaN或Si）。係統中的ACT43750單獨為RF係統的GaN器件提供10至55V直流恒定軌（適合此電壓範圍的GaN功率放大器有：QPD0005M
、QPA0017和QPA2612，其它產品請訪問qorvo.com/products/amplifiers/power-amplifiers）。但是，如不添加ACT43950和ACT43850，您的設計將需要更大的功率元件與導線
，如上所述。

ACT41000可用於低電壓解決方案；其漏極電壓範圍為3至24V。往期博文《使用電源管理模塊為GaN功率放大器上電（和斷電）》對這一器件進行了概述；此篇博文和相關視頻教程（qorvo.com/design-hub/videos/using-advanced-power-management-to-optimize-gan-pa-performance）介紹了如何在係統中設置和使用該器件。

RF係統設計中使用的ACT41000 PMIC

該器件與上述PMIC、SiC FET和GaN功率放大器器件一樣，適用於雷達、無線基礎設施等領域。

結語

當今的RF係統越來越小
，要求更寬的RF帶寬、更高的功率、更高的工作溫度，且必須比以前的解決方案更加可靠。這通常意味著係統複雜性的增加
；但在RF GaN應用中采用 Qorvo的PMIC，能夠讓複雜的功率樹更易於管理。PMIC使控製
、操作和性能更為精確
、可靠和優化。技術的進步讓我們再次“驚歎不已”。現在
，采用PMIC，設計工程師可以更好、更輕鬆地進行設計，同時打造技術高度先進的RFFE係統。

來源：Qorvo半導體

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