HMC338：26 - 33 GHz GaAs MMIC 次谐波泵浦混频器详解

在微波通信领域，混频器是实现频率转换的关键器件。今天我们要介绍的 HMC338 是一款性能出色的 GaAs MMIC 次谐波泵浦混频器，工作频率范围为 26 - 33 GHz，下面将从多个方面对其进行详细解析。

文件下载：HMC338-Die.pdf

典型应用场景

HMC338 的应用范围广泛，适用于多种场景：

• 通用应用：可用于各种需要进行频率转换的通用电路设计中。
• 微波无线电：在 26 和 33 GHz 的微波无线电系统中，它能发挥重要作用，实现信号的上变频和下变频。
• 点对点无线电：作为点对点无线电系统中的上/下变频器，确保信号在不同频率之间的有效转换。
• 卫星通信系统：为卫星通信系统提供稳定可靠的频率转换功能。

产品特性

集成 LO 放大器

HMC338 集成了 LO 放大器，仅需 -5 dBm 的输入驱动，降低了对外部驱动信号的要求，简化了电路设计。

次谐波泵浦（x2）LO

采用次谐波泵浦（x2）LO 技术，使得 LO 频率为 RF 频率的一半，减少了 LO 信号的频率需求，降低了系统成本和复杂度。

高 2LO/RF 隔离度

具有高达 33 dB 的 2LO/RF 隔离度，有效减少了 LO 信号对 RF 信号的干扰，提高了系统的性能和稳定性。

小尺寸芯片

芯片尺寸仅为 1.32 x 0.97 x 0.1 mm，整体芯片面积为 (1.28mm^2)，适合在空间受限的设计中使用。

电气规格

在 (T_{A}=+25^{circ} C) 的条件下，HMC338 的电气规格如下表所示：	Parameter	IF = 1 GHz LO = -5 dBm & Vdd = +4V			IF = 1 GHz LO = -5 dBm & Vdd = +3V			Units
	Min.	Typ.	Max.	Min.	Typ.	Max.
Frequency Range, RF	26 - 33			27 - 32			GHz
Frequency Range, LO	13 - 16.5			13.5 - 16			GHz
Frequency Range, IF	DC - 2.5			DC - 2.5			GHz
Conversion Loss		9	12		9	12	dB
Noise Figure (SSB)		9	12		9	12	dB
2LO to RF Isolation	18	33		12	30		dB
2LO to IF Isolation	30	40		25	40		dB
IP3 (Input)	5	11		3	9		dBm
1 dB Compression (Input)	-5	2		-5	0		dBm
Supply Current (Idd)		28	50		25	50	mA

从这些规格中可以看出，HMC338 在不同的电源电压下都能保持较好的性能，为工程师提供了更多的设计灵活性。

性能曲线

文档中还给出了 HMC338 的多种性能曲线，如转换增益与温度、LO 驱动的关系，隔离度与温度、LO 驱动的关系，输入 IP3、IP2 与 LO 驱动、温度的关系等。这些曲线可以帮助工程师更深入地了解 HMC338 在不同工作条件下的性能表现，从而优化电路设计。

绝对最大额定值

为了确保 HMC338 的安全可靠运行，需要注意其绝对最大额定值：	参数	额定值
RF / IF Input (Vdd = +5V)	+13 dBm
LO Drive (Vdd = +5V)	+13 dBm
Vdd	+5.5 Vdc
Continuous Pdiss (Ta = 85 °C) (derate 2.64 mW/°C above 85 °C)	238 mW
Storage Temperature	-65 to +150 °C
Operating Temperature	-55 to +85 °C

在实际应用中，必须严格遵守这些额定值，避免因超出范围而导致器件损坏。

引脚描述

HMC338 各引脚的功能和描述如下：	Pad Number	Function	Description
1	Vdd	为 LO 放大器提供电源，需要外接 100 - 330 pF 的 RF 旁路电容，推荐使用 MIM 边界电容，电容与芯片的连接长度应尽可能短，电容的接地端应连接到外壳接地。
2	RF	该引脚为交流耦合，匹配到 50 欧姆。
3	IF	该引脚为直流耦合，需要外部使用串联电容进行直流阻断，电容值应根据所需的 IF 频率范围选择。任何施加到该引脚的直流电压都可能导致芯片失效。
4	LO	该引脚为交流耦合，匹配到 50 欧姆。

安装与键合技术

安装

芯片可以通过共晶或导电环氧树脂直接连接到接地平面。推荐使用 0.127mm（5 密耳）厚的氧化铝薄膜基板上的 50 欧姆微带传输线来传输 RF 信号。如果使用 0.254mm（10 密耳）厚的基板，需要将芯片抬高 0.150mm（6 密耳），使其表面与基板表面共面。

键合

RF 键合推荐使用 0.003” x 0.0005” 的带状线，以 40 - 60 克的力进行热超声键合。DC 键合推荐使用 0.001”（0.025 mm）直径的线，球键合的力为 40 - 50 克，楔形键合的力为 18 - 22 克。所有键合应在 150 °C 的标称平台温度下进行，并且键合长度应尽可能短，小于 12 密耳（0.31 mm）。

处理注意事项

存储

所有裸芯片应放置在华夫或凝胶基 ESD 保护容器中，然后密封在 ESD 保护袋中运输。打开密封袋后，芯片应存储在干燥的氮气环境中。

清洁

应在清洁的环境中处理芯片，不要使用液体清洁系统清洁芯片。

静电敏感性

遵循 ESD 预防措施，防止静电冲击。

瞬态

在施加偏置时，抑制仪器和偏置电源的瞬态，使用屏蔽信号和偏置电缆以减少感应拾取。

一般处理

使用真空吸头或锋利的弯头镊子沿芯片边缘处理芯片，避免触摸芯片表面的脆弱气桥。

总之，HMC338 是一款性能优异、应用广泛的 GaAs MMIC 次谐波泵浦混频器。在设计微波通信电路时，工程师可以根据其特性和规格，合理选择和使用该器件，以实现高效、稳定的频率转换。大家在实际应用中是否遇到过类似混频器的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。