Microwave Office 成功案例
Cree
Cree Speeds Development of High-Performance GaN Doherty Amplifiers by 70%
客戶背景
Cree,總部設在Durham, NC,是一家研發以藍色、綠色和白色LED固態照明和背光的先驅公司,他們致力開發以碳化矽(SiC) 以及氮化鎵(GaN)為基礎的RF和微波無線應用的晶圓和電子元件。該公司的碳化矽場效應電晶體(SiC MESFET)和GaN HEMTs元器件越來越多被使用在商業無線和國防放大器應用產品上, 這都是有賴於該公司對這些不同製成特的瞭解。目前的產品包括碳化矽MESFET能夠提供60瓦的2.7GHz,GaN HEMT元器件如最新的CGH21240F能夠提供240瓦4 GHz和GaN HEMT元器件的MMICs能夠提供3瓦從20 MHz到6 GHz和25瓦從2.5到 6 GHz的元器件。
設計挑戰
在短短的幾年內氮化鎵的使用有上升的趨勢,從一個大有可為的RF功率技術,到軍事用途"必須有"的放大器技術,他們正積極的進入無線領域尤其是在原來由矽LDMOS製成器件主導的領域。Cree長期以來一直著重於發展氮化鎵元器件成為一個客戶替代的選擇,為了達到這個目標,他們必須更快完成新的元器件的設計,並且降低成本。該公司使用了AWR的Microwave Office® 設計環境,很快就有設計成果展現出來,包括所有的hybridbased GaN的功率放大器。其中最令人印象深刻的是,這些是CDPA21480 Doherty 放大器(目前的基地台收發器功率放大器架構),可提供480 瓦的峯值和80瓦的平均RF功率輸出, 為WCDMA應用在2110至2170MHz的UMTS頻帶。
解決方案
Doherty放大器具有獨特的特徵,就是當我們輸入一個高峯值對平均值比(peakto-average ratios)的信號進入時, 並耦合數位預失真線性(digital predistortion linearization)信號, 會使放大的效率增
加。Doherty放大器實際上是由兩個獨立的放大器組成,在不同的信號下交互作用提升效率。使用Microwave Office,Cree的工程師能夠在一定的功率範圍內, 用獨立的訊號源和負載(load pull)量測資料, 放進這兩個載波和峰值放大器的前後級電路, 來優化整個設計。設計的任務不只有賴軟體的準確性,同時也需要模型(model)的準確度。Cree的精確的大信號模型縮短設計
時間高達70%。
該放大器的設計需使用完整的Microwave Office軟體的能力,從線性頻域模擬, 和諧波平衡(harmonic balance)模擬到電磁(EM)的分析。設計人員特別指出簡單無縫接合的設計流程,以及模擬速度,佈局(layout)和原理圖(schematic)的連結,加上AWR的技術團隊提供了極好的技術支援, 這些都是能幫助設計人員快速完成設計的原因。
Brochure
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