Snelle gids: RF Bypass Condensatoren selecteren voor MMICs

Voedingslijst ruis is een blijvende uitdaging in RF-systemen, vooral wanneer hoge-frequente MMIC-versterkers breedbandversterking leveren.zelfs een paar nanovolt ongewenste ruis kan mengen met het gewenste signaal, wat het signaal-ruisverhouding verlaagt en spurious harmonischen genereert.

Om de prestaties van de versterker zuiver te houden, vertrouwen RF-ontwerpers op een bypass condensator die RF-energie naar de grond afleidt voordat het de versterkerfase bereikt (zie Figuur 1).

Figuur 1. Bypass condensator in shunt naar de voedingslijn van de versterkerfase.

Een echte breedband filteroplossing is essentieel omdat MMICs ontworpen voor militaire of defensietoepassingen vaak ver boven de 20 GHz opereren. Dit vereist zorgvuldige selectie van een condensator die lage impedantie handhaaft over het gehele operationele band.

De meeste hoge-frequente MMICs worden gefabriceerd met een wire-bond proces in plaats van surface-mount. Daarom moet de bypass condensator wire-bondbaar zijn, voldoende capaciteit bieden bij de vereiste voedingsspanning, en passen binnen de strakke ruimtebeperkingen van het MMIC-pakket.

Plaatsing is even kritiek: de condensator zou op het grondvlak zo dicht mogelijk bij het MMIC-apparaat moeten zitten. Afhankelijk van de doelbandbreedte, gebruiken ontwerpers typisch één of twee microgolfcondensatoren. Een veelvoorkomend paar is een 100 pF Border Cap® direct naast het MMIC, gevolgd door een 10 nF V-Serie condensator als tweede fase (zie Figuur 2).

Figuur 2. Voorbeeldconfiguraties: enkel-condensator en dubbel-condensator layouts.

De juiste condensator kiezen is echter geen puur theoretische oefening. Het printplaatje moet getest worden onder real-world condities, de impedantie van het apparaat evaluerend over het gehele frequentiebereik van belang. In de praktijk betekent dit het meten van de RF-isolatie van de condensator wanneer gemonteerd in shunt op een testbord (zie Figuur 3 en Figuur 4).

Figuur 3. Capaciteit in shunt naar een lijn.

Figuur 4. RF-isolatie van de Knowles V-Serie condensator gemeten in shunt.

Samengevat, de optimale bypass condensator voor een MMIC moet niet alleen mechanisch en elektrisch passen, maar ook een schone, lage-impedantie pad leveren die voedingslijst ruis elimineert over het volle operationele spectrum. Grondige on-board testen en naleving van bewezen componentenfamilies, zoals Knowles Precision Devices' Border Cap® en V-Serie, helpen robuuste RF-prestaties te garanderen.

Figuren en uitgelichte afbeelding credit: Knowles Capacitors