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ハンディ無線機の省電力化と高信頼性に貢献する、高効率の送信電力増幅用高周波パワーMOSFET「RQA0010」「RQA0014」を製品化


− 3.6V時に電力付加効率60%の高効率と静電気放電イミュニティレベル4の高信頼性を実現 −


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左: 表面   右: 裏面

2008年5月26日
株式会社ルネサス テクノロジ
株式会社ルネサス テクノロジ(本社: 東京都千代田区、会長&CEO: 伊藤 達)は、このたび、ハンディ無線機等の送信電力増幅用に、業界最高クラスの高効率(注1)と静電気放電イミュニティレベル4(注2)の高信頼性を実現した高周波パワーMOSFET「RQA0010」、「RQA0014」を製品化しました。
本2製品は、送信用に高周波信号化された音声信号を所定の出力まで増幅してアンテナに送るもので、1W出力用の「RQA0010」を2008年8月から、0.25W出力用の「RQA0014」を同年9月から、サンプル出荷を開始します。
本2製品の主な特長は以下の通りです。
(1) 低電圧動作での高効率化、高出力化を実現し、機器の省電力化に貢献
ハンディ無線機は、業務用やレジャー用無線の多くに使用されており、バッテリー駆動時間をより長くするための省電力化が求められています。このため本2製品では、高周波パワーMOSFETに求められる低電圧動作での高効率化、高出力化を実現しています。
新プロセスの採用により、3.6V動作時に「RQA0010」は電力付加効率60%、「RQA0014」は55%と業界最高クラスの効率を実現しました。特に本2製品で構成した2段アンプ(「RQA0014」での出力増幅後に「RQA0010」で増幅する構成)では、3.6V動作で出力1.2Wと、業界トップレベルの性能を実現しています。
(2) 静電気放電イミュニティレベル4を実現し、機器の高信頼性を促進
静電気放電イミュニティ試験は、無線機器メーカーが実施する信頼性試験の一つで、IEC61000-4-2規格が要求している人体あるいは金属からの現実に起こりうる放電をシミュレートした試験です。特にハンディ機は人体との接触が基本で、信頼性の面で重要な試験であり、高周波パワーMOSFETにも高レベルが要求されます。
本2製品では、静電気放電による破壊メカニズムを解析し、破壊箇所のデバイス構造の最適化を行ったことにより、高効率特性を維持したまま20kV以上を達成し、静電気放電イミュニティレベル4を実現しました。このため、無線機器での高信頼性が図れます。

<製品化の背景>

業務用無線やレジャー用無線機器の送信用電力増幅器は、アンテナから電波を送信するのに必要な高周波信号を増幅するために消費電力が大きく、発熱を抑える大型の放熱板が必要なため、近年、ハンディ無線機での省電力化や小型化が強く求められていました。そして送信電力増幅用高周波パワーMOSFETは、従来、車載機器およびハンディ機器両方に使える高電圧動作品が主流でしたが、上記のような背景から、ハンディ機器の省電力化用に、低電圧動作での高効率化と小型・軽量化のための高放熱性を有したパッケージの採用が求められてきています。また、一般に低電圧動作品ほど静電気放電イミュニティ耐量の改善が困難とされていますが、機器の信頼性向上のため、さらなる静電気放電イミュニティレベルの向上が要求されています。
当社では、これまで、3.6Vから7.5V動作での高効率を実現した小型パッケージの送信電力増幅用高周波パワーMOSFETを量産していますが、今回、ハンディ無線機用に3.0V~4.8Vの低電圧動作での高効率化と静電気放電イミュニティレベル4を実現し、小型高放熱パッケージを採用した「RQA0010」、「RQA0014」を製品化しました。

<製品の補足>

「RQA0014」は主に、送信用電力増幅器のドライバ用に、「RQA0010」はパワーアンプ用に適しています。また、高効率、高出力のため、業務用無線等で使われる175MHz、500MHz帯の他、携帯電話で使われている800/900MHz帯でも使用可能です。
パッケージとしては、ハンディ無線機の小型化、薄型化要求に対応し、当社で実績のある小型のパッケージ「UPAK(当社外形コード)」を採用しています。サイズは4.5 mm×2.5 mm×1.5(max.)mmで、電気的接地と高い放熱性を兼ねたソースフランジタイプであり、かつ環境に優しい完全鉛フリー品です。
今後は、さらなる高周波化、高効率化を図った製品の開発を行い、ラインアップの充実を図ります。

■ 注記

(注 1)
効率:
本用途では電力付加効率のことであり、電源(電池)から供給された直流電力が高周波出力信号に変換される比率を表す性能指数。
効率が低いと高周波出力に無関係な電力がMOSFETで消費されるため、電力消費量が大きく、発熱も多くなる。
(注 2)
静電気放電イミュニティレベル:
無線機のアンテナに静電気を気中放電し、無線機に影響がないかを確認する試験。IEC61000-4-2規格が要求している人体あるいは金属からの現実に起こりうる放電をシミュレートした試験で、そのレベル規定は次の通り。レベル1: 2kV、レベル2: 4kV、レベル3: 8kV、レベル4: 15kV
 *  記載の製品名、会社名、ブランドは、それぞれの所有者に帰属します。

■ 応用機器例

  • 無線通信機器: 各種業務用無線、アマチュア無線、レジャー無線*
 * 日本の特定小電力無線(トランシーバ)や米国のFRS、GMRSなど。
FRS:
Family Radio Serviceの略。FCC(Federal Communications Commission: 米国の連邦通信委員会)で勧告され、米国及び、周辺諸国で使われる市民無線。
GMRS:
General Mobile Radio Serviceの略。FCCで勧告された米国の陸上移動通信。

■ 価格

製品名 パッケージ
(当社外形コード)
サンプル価格(円)
<税込>
RQA0010 UPAK 32
RQA0014 UPAK 21

■ 仕様概要

項目 最大定格 AC 特性   測定条件
VDSS
(V)
ID
(A)
出力電力
[Pout]
(dBm)
付加効率
[PAE]
(%)
RQA0010 16 1.2 30
[1W 相当]
60 VCC=3.6V, f=450MHz
Pin=20dBm
RQA0014 16 0.3 24
[0.25W 相当]
55 VCC=3.6V, f=450MHz
Pin=10dBm

■ お客様からの問い合わせ先

株式会社ルネサス テクノロジ 汎用製品統括本部 第二アナログ製品技術部
〒100-0004 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 (日本ビル)
電話 03(5201)5067 (ダイヤルイン)
Webでの問合せ ]
以 上