探索 HMC253AQS24/253AQS24E：DC - 2.5 GHz 的 GaAs MMIC SP8T 非反射开关

引言

在当今的电子设备中，开关是不可或缺的组件，特别是在通信领域，如 CATV/DBS、CDMA、Cellular/PCS 等应用中，对高性能开关的需求日益增长。今天我们要介绍的 HMC253AQS24/253AQS24E 是一款非常出色的 GaAs MMIC SP8T 非反射开关，它在 DC - 2.5 GHz 频段内表现卓越。

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典型应用

HMC253AQS24/253AQS24E 适用于多种 DC - 2.5 GHz 的应用场景，包括 CATV/DBS、CDMA 以及 Cellular/PCS 等。这些应用对开关的性能要求较高，而该开关凭借其出色的特性能够很好地满足需求。大家在实际项目中遇到类似的应用场景时，不妨考虑一下这款开关，想想它是否能为你的设计带来更好的效果呢？

功能特性

低插入损耗

在 2 GHz 时，插入损耗仅为 1.1 dB。插入损耗越低，信号在传输过程中的损失就越小，这对于保证信号的质量至关重要。在不同的频率范围内，插入损耗也有相应的典型值和最大值，具体如下表所示：	Parameter	Frequency	Min.	Typ.	Max.	Units
Insertion Loss	DC - 1.0 GHz		1.0	1.5	dB
	DC - 2.0 GHz		1.1	1.7	dB
	DC - 2.5 GHz		1.4	2.1	dB

单正电源供电

仅需 Vdd = +5V 的单正电源，简化了电源设计。在实际设计中，单电源供电可以减少电源模块的数量，降低成本和设计复杂度。

集成 3:8 TTL 解码器

集成的 3:8 TTL 解码器使得开关只需要 3 条控制线和一个正偏置就能选择每条路径，减少了控制线路的数量，提高了设计的集成度。

24 引脚 QSOP 封装

这种封装形式便于安装和焊接，并且具有较好的散热性能。

电气规格

电气规格是衡量开关性能的重要指标，以下是一些关键的电气参数：

插入损耗

在不同频率范围内，插入损耗有不同的典型值和最大值，前面已经详细列出。

隔离度

在 DC - 1.0 GHz、DC - 2.0 GHz 和 DC - 2.5 GHz 频率范围内，隔离度的典型值分别为 40 dB、35 dB 和 33 dB，最小值分别为 35 dB、30 dB 和 28 dB。高隔离度可以有效减少不同通道之间的干扰。	Parameter	Frequency	Min.	Typ.	Max.	Units
Isolation	DC - 1.0 GHz	35	40		dB
	DC - 2.0 GHz	30	35		dB
	DC - 2.5 GHz	28	33		dB

回波损耗

“导通状态”和“关断状态”下的回波损耗也有相应的典型值，在不同频率范围内表现良好。	Parameter	Frequency	Min.	Typ.	Max.	Units
Return Loss “On State”	DC - 1.0 GHz		21		dB
	DC - 2.0 GHz		20		dB
	DC - 2.5 GHz		16		dB
Return Loss (RF1 - 8) “Off State”	0.3 - 2.5 GHz		8		dB
	0.5 - 2.5 GHz		13		dB

输入功率和截点

输入功率为 1 dB 压缩时，在 0.3 - 2.5 GHz 频率范围内，典型值为 23 dBm，最小值为 20 dBm。输入三阶截点在相同频率范围内，典型值为 46 dBm，最小值为 41 dBm。	Parameter	Frequency	Min.	Typ.	Max.	Units
Input Power for 1 dB Compression	0.3 - 2.5 GHz	20	23		dBm
Input Third Order Intercept (Two - Tone Input Power = +10 dBm Each Tone)	0.3 - 2.5 GHz	41	46		dBm

开关特性

开关的上升时间和下降时间（10/90% RF）在 0.3 - 2.5 GHz 频率范围内典型值为 20 ns，导通时间和关断时间（50% CTL 到 10/90% RF）典型值为 90 ns。	Parameter	Frequency	Min.	Typ.	Max.	Units
Switching Characteristics tRISE, tFALL (10/90% RF)	0.3 - 2.5 GHz		20		ns
Switching Characteristics tON, tOFF (50% CTL to 10/90% RF)	0.3 - 2.5 GHz		90		ns

偏置电压和电流

偏置电压范围

Vdd 范围为 +5 Vdc ± 10%，在 +5 V 时，典型电流 Idd 为 4.5 mA，最大电流为 7.5 mA。	Vdd (Vdc)	Idd (Typ.) (mA)	Idd (Max.) (mA)
+5	4.5	7.5

TTL/CMOS 控制电压

低电平状态下，电压范围为 0 到 +0.8 Vdc，典型电流小于 1 µA；高电平状态下，电压范围为 +2.0 到 +5 Vdc，典型电流为 60 µA。	State	Bias Condition
Low	0 to +0.8 Vdc @ <1 µA Typ.
High	+2.0 to +5 Vdc @ 60 µA Typ.

需要注意的是，在 RFC 和 RF1 - 8 端口需要使用直流阻隔电容器。

绝对最大额定值

偏置电压范围

端口 Vdd 的偏置电压范围最大为 +7.0 Vdc。

控制电压范围

控制电压范围（A, B, C）为 -0.5V 到 Vdd +1Vdc。

通道温度

通道温度最高可达 150 °C。

热阻

通过路径和终止路径的热阻分别为 183 °C/W 和 274 °C/W。

工作温度

工作温度范围为 -40 到 +85 °C。

最大输入功率

在不同频率范围内，终止路径和通过路径的最大输入功率有所不同，例如在 0.05 - 0.5 GHz 时，终止路径为 +20 dBm，通过路径为 +20 dBm；在 0.5 - 2.5 GHz 时，终止路径为 +25 dBm，通过路径为 +23.5 dBm。

ESD 敏感度

HBM 类为 1A。

真值表

通过控制输入 A、B、C 的高低电平状态，可以选择不同的信号路径，如下表所示：	Control Input			RFCOM to: Signal Path State
A	B	C
Low	Low	Low	RF1
High	Low	Low	RF2
Low	High	Low	RF3
High	High	Low	RF4
Low	Low	High	RF5
High	Low	High	RF6
Low	High	High	RF7
High	High	High	RF8

封装信息

Part Number	Package Body Material	Leadframe Plating	MSL Rating	Package Marking [3]
HMC253AQS24	Low Stress Injection Molded Plastic Silica and Silicon Impregnated	Sn/Pb Solder	MSL1 [1]	HMC253A XXXX
HMC253AQS24E	RoHS - compliant Low Stress Injection Molded Plastic Silica and Silicon Impregnated	100% Matte Tin	MSL1 [2]	HMC253A XXXX

[1] Max peak reflow temperature of 235 °C [2] Max peak reflow temperature of 260 °C [3] 4 - Digit lot number XXXX

评估电路板

评估电路板包含了多个组件，如 SMA 连接器、DC 引脚、电容器和开关等。在应用中使用的电路板应采用适当的 RF 电路设计技术，RF 端口的信号线应具有 50 欧姆阻抗，封装接地引脚应直接连接到接地平面，同时应使用足够数量的过孔连接顶部和底部接地平面。

总结

HMC253AQS24/253AQS24E 是一款性能出色的 GaAs MMIC SP8T 非反射开关，具有低插入损耗、单正电源供电、集成解码器等优点，适用于多种 DC - 2.5 GHz 的应用场景。在设计过程中，我们需要根据其电气规格、偏置电压和电流等参数进行合理的设计，同时注意绝对最大额定值和封装信息等方面的要求。希望通过本文的介绍，能让大家对这款开关有更深入的了解，在实际项目中能够更好地应用它。大家在使用这款开关的过程中遇到过什么问题吗？欢迎一起交流探讨。