Os amplificadores de potência de radiofrequência (RF) são componentes essenciais nos sistemas modernos de comunicação, industriais, aeroespaciais e de defesa.Os engenheiros são muitas vezes confrontados com uma decisão crítica: devem escolher a tecnologia do nitreto de gálio (GaN) ou a tecnologia LDMOS?

Ambas as tecnologias estabeleceram posições na indústria de RF, mas cada uma oferece vantagens únicas dependendo dos requisitos de aplicação.

O que é a tecnologia LDMOS?

LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) tem sido amplamente utilizado em amplificadores de potência de RF há décadas.sistemas de radiodifusão, e equipamentos industriais de RF.

√ Tecnologia extremamente madura: décadas de produção em massa, processos estáveis, altas taxas de rendimento e uma robusta cadeia de abastecimento.

√ Alta relação custo-eficácia: Baixos custos para chips, embalagens e circuitos de suporte, adequados para produção em massa.

√ Excelente linearidade: baixa distorção do amplificador de potência, ideal para aplicações de RF lineares, como emissões e estações base macro.

√ Alta confiabilidade: resistente a sobretensões, resistente ao envelhecimento e resistente a condições operacionais adversas, com uma taxa de falha extremamente baixa.

× Limite de baixa frequência: apenas adequado para as bandas de baixa frequência e sub-3 GHz; as perdas de alta frequência resultam numa degradação significativa do desempenho.

× Baixa densidade de energia: tamanho do chip grande, dificultando a miniaturização do dispositivo.

× Altas perdas de comutação: a eficiência diminui significativamente sob altas temperaturas e alta carga.

O que é a tecnologia GaN?

O nitreto de gálio (GaN) é uma tecnologia de semicondutores de banda larga que ganhou rapidamente popularidade em aplicações de RF de alto desempenho.Dispositivos GaN podem funcionar a voltagens mais elevadas, temperaturas e densidades de energia.

√ Excelente desempenho em alta frequência: cobre dezenas de bandas de frequência GHz, perfeitamente compatível com ondas milimétricas 5G e radar de matriz em fase.

√ Densidade de potência extremamente elevada: com a mesma potência, o seu volume é apenas de 1/3 a 1/5 do do LDMOS, o que resulta numa miniaturização significativa do dispositivo.

√ Maior eficiência energética: perdas de condução e de comutação extremamente baixas, menor geração de calor e menor consumo global de energia.

√ Excelente desempenho a altas temperaturas: características de banda larga, com degradação do desempenho a altas temperaturas muito menor do que a dos dispositivos à base de silício.

× Custos mais elevados: os custos das bolhas e embalagens são mais elevados do que os LDMOS tradicionais.

×Limite de projeto mais elevado: os dispositivos são sensíveis a eletrostática, o que exige uma configuração de circuito e um projeto térmico mais rigorosos.

GaN VS LDMOS

Potência

Os dispositivos GaN normalmente fornecem uma densidade de potência significativamente maior do que os dispositivos LDMOS.

Largura de banda

Muitos sistemas de RF modernos exigem operação em várias faixas de frequência.

Eficiência

A eficiência afeta diretamente os custos operacionais e os requisitos de gestão térmica.

Considerações de custos

O LDMOS continua a ser uma opção competitiva para projectos sensíveis aos custos.O LDMOS pode ainda proporcionar um equilíbrio atraente entre custo e funcionalidade.

Quando escolher GaN e LDMOS?

LDMOS

· O orçamento é a principal preocupação

· Frequências de funcionamento relativamente baixas

· Preferem-se projetos antigos comprovados

GaN

· É necessária a máxima eficiência
· O espaço e o peso devem ser reduzidos ao mínimo
· É necessária uma operação de banda larga
· A alta potência de saída é crítica

Conclusão

O LDMOS não será eliminado; continuará a ser o rei da rentabilidade em aplicações de baixa a média frequência, de baixo custo e de alta linearidade.representa a futura direcção de actualização para a alta frequência, miniaturizados e dispositivos de alta eficiência, e está gradualmente substituindo o mercado de RF de ponta.

Os dois não são substitutos opostos, mas cada um guarda o seu próprio território, complementando e coexistindo um com o outro.