【经验】UMS QFN模压塑料封装GaAs微波芯片的设计注意事项
UMS，作为一家知名色RF MMIC器件设计厂商，旗下包含了众多性能优异的RF器件，其封装形式也根据不同的应用环境而略有不同，主要包括SMD、SMT、QFN等封装。如CHA3666-QAG低噪声放大器选用的就是16L-QFN 3 x 3封装形式。而模压塑料QFN封装的芯片，如图1所示，拥有非常优异的电学性能和低成本的热性能，能够为电子系统提供稳定而可靠的工作性能。同时，根据不同芯片的引脚数目及分布的差异，UMS也可以同时支持四种包覆成型塑料QFN封装形式，以支持不同类型器件的大规模生产以及应用，如图2所示。
图1 QFN封装的外形以及信息示意图
图2 UMS的RF器件支持多种引脚数量以及分布的QFN封装形式
为了保证RF器件的工作性能满足设计需求，UMS将其封装在PCB板上以验证其性能，因此PCB板应当根据RF器件进行相应设计，如必须为PCB的接地提供非常好的封装接地，以及子系统的接地和PCB板上的接地焊盘之间的连接通常使用金属通孔结构来完成。其封装外形图如图3和图4所示。而由于UMS旗下产品可以支持图2中的四种QFN封装形式，因此其在PCB板上的封装通孔也略有不同，如图5所示，器件应用工程师需要根据器件类型和封装形式灵活设计合适的PCB板，以能够有效验证器件的工作性能。
图3 QFN封装芯片在母板上的引脚分布以及传输线分布示意图
图4 安装在PCB板上的QFN器件截面图
图5 不同QFN封装形式下的通孔几何形状和尺寸
在UMS旗下RF器件的大规模应用中，其应用母板的设计要尽量接近数据表中UMS推荐PCB板的设计规格，因此需要着重考虑的因素主要包括：PCB堆叠结构、PCB材料性能、PCB热电容、锡膏性能、模版印刷的制造公差、布局工具的灵活性和可重复性以及锡膏回流曲线和烤箱特性。图6所示即为器件封装在PCB板或者应用母板上时的通孔分布示意图。同时，由于QFN封装尺寸较小，有可能会出现焊料桥接的错误，造成器件难以正常工作。对于此封装难点，UMS推荐使用的是焊料掩膜技术，用于确定焊料可以流动的区域，并控制封装触点（引线和裸露焊盘）下的焊料均匀性，以此提高焊接连接的质量和可靠性。在图6所示的焊盘和接地端子上就应用了焊料掩膜技术，其截面图分别如图7和图8所示。
图6 以16L-QFN 4 x 4封装为例，通孔分布及用途示意图
图7 QFN封装中，焊盘的焊料掩膜示意图
图8 QFN封装中，接地端子的焊料掩膜示意图
在PCB板和应用母板的设计制造过程中，需要根据所选的焊膏材料和印刷设备的能力来完成。为了保证器件与PCB板和应用模板的焊接满足设计规则，UMS推荐使用的是一种非常有效且简便的方法，即将暴露的焊盘表面设计成一个阵列，以能够提高与焊盘定义最小区域的兼容性。如图9所示，焊盘上方的模板孔径小通常于铜焊盘；而裸露焊盘区域的模板设计源于对预连续批次的试验和评估，以确定最佳模式，图10所示即为两个接地端子的模板设计示例。
图9 芯片封装中，焊盘模板孔径通常小于焊盘面积
图10 接地端子上的模板设计实例
在QFN封装芯片的实际应用过程中，可以作为表贴器件封装在PCB板上，以供设计人员使用。而在经过芯片的QFN模压塑料封装、引脚及通孔分布设计、焊盘设计等流程后，如何正确的封装在PCB板上也是一个非常重要的步骤。UMS建议遵守标准的SMT流程，如图11所示，包括模板焊料印刷，标准取放设备和回流焊炉等。在SMT流程结束后，一个包含UMS RF器件的应用板就制作完成了，应用工程师可以基于此部件进行性能评估以及设计开发。
图11 QFN封装芯片封装在PCB板上时，应遵循标准的SMT流程图
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本文通过UMS公司的低噪声放大器CHA3218-99F与VMMK-3603的电气参数对比、性能参数对比、环境参数对比、引脚定义和封装尺寸对比，两者可以功能上互换使用，都可在通讯系统等场合发挥优势使用。
UMS功率放大器（PA）选型表
UMS提供以下品类和技术指标的放大器产品，频率最高可达105GHz，带宽超过20GHz，Gain(dB)：10-38.5，Bias(mA)：30-2300，Bias(V）：2.5-30.
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产品型号
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品类
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RF Bandwidth (GHz)min
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RF Bandwidth (GHz)max
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Gain(dB)
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IP3(dBm)
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P-1dB OUT(dBm)
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Sat. Output Power(dBm)
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PAE(%)
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Bias(mA)
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Bias(V)
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Case
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CHA1008-99F
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低噪声放大器
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80
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105
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17
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DC
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5
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DC
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DC
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115
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2.5
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Die
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选型表 - UMS 立即选型
UMS 射频MMIC芯片选型指南
描述- UMS has a comprehensive offer based on the supply of either ASIC or catalogue products, in the main based on the Company’s internal III-V technologies and through the provision of a comprehensive foundry service, allowing customers to directly create their own product solutions.
型号- CHA7618-99F,CHA2441-QAG,CHV2421-QDG,CHT4016-99F,CHA5618-99F,CHK9013-99F,PPH25,CHA6105-99F,CHA4105-99F,CHR3693-QDG,CHA4314-98F,CHX2095A99F,CHP3015-QDG,CHC2444-QBB,PH25,CHA5266-FAB,CHR3352-QEG,CHA3664-QAG,CHA7115-99F,CHA3514-99F,CHC6094-QKB,CHV3241-QDG,CHR2411-QDG,CHA5115-99F,CHS5104-QAG,CHA6652-98F,CHA8012-99F,CHA8362-99F,PH10,CHA6551-99F,CHA6652-QXG,CHA5005-QDG,CHP4014-98F,PH15,CHA4253AQQG,CHW4313-QAG,CHA3398-98F,CHA6095-QKB,CHA2494-98F,CHT3029-99F,CHT3091A99F,CHR3762-QDG,CHA7453-99F,CHP4014-QEG,CHT4690-QAG,CHR3364-QEG,CHA3395-98F,CHA2293-99F,CHX1191-QDG,CHV1203-FAB,CHP4010-99F,CHX2089-99F,CHA5266-99F,CHA4253-FAB,CHW4312-QKA,CHA2159-99F,CHE1260-QAG,PPH15X,CHA6005-99F,CHA3656-QAG,CHR3662-QDG,CHW4213-QAG,CHU3377-98F,CHR3693-FAB,CHA5014-99F,CHKA012A99F,CHZ180A-SEB,CHT4694-QAG,CHX2092A99F,BES,CHA7250-QAB,CHA2368-98F,CHR1080A98F,CHA7060-QAB,CHX2193-FAB,CHA2394-99F,CHT4690-FAB,HB20M,CHM2179B98F,CHA3092-99F,CHA7063-QCB,CHA3090-98F,CHA8252-99F,CHZ180AASEB,CHK015AAQIA,CHP3010A98F,CHA3511-99F,CHA2595-98F,CHX1162-QDG,CHR1080A99F,CHT4016-QEG,CHP1102-QGG,CHA4105-QDG,CHR3693-99F,CHA2069-QDG,CHW4212-QKA,CHA6682-98F,CHP1102-98F,CHA2090-99F,CHA1010-99F,CHU2277-99F,CHR3394-QEG,CHA4350-QDG,CHA3801-99F,CHR3663-QEG,CHX2193-99F,CHC1443-QRA,CHX1191-98F,CHA3666-99F,CHM1080-98F,CHR3763-QDG,CHS8618-99F,CHA7452-99F,CHA3409-98F,CHA2362-98F,GH25,CHA5266-QDG,CHR3764-QEG,CHT3029-QEG,CHA3024-QGG,CHA2098B99F,CHT3091-FAB,CHA2352-98F,CHR2294-99F,CHA3063-99F,CHA3395-QDG,CHK8015-99F,GH15,CHA6550-98F,CHA2494-QEG,CHA8611-99F,CHR2270-QRG,CHA8710-QDB,CHA2066-99F,CHM1291-99F,CHA3801-FAB,CHP4511-99F,CHA8710A99F,CHS5104-FAB,CHK5010-99F,CHP4012A98F,CHA3080-98F,CHA6550-QXG,CHA5659-98F,CHM1294-99F,CHK8101-SYC,CHX2090-QDG,CHA3512-99F,CHK8013-99F,CHA1008-99F,CHA8618-99F,CHA2190-99F,CHA5350-99F,CHS5100-99F,CHA3565-QAG,CHA6682-QKB,CHV1203A98F,CHA5659-QXG,CHP3010-QFG,CHT4660-QAG,CHA3688AQDG,CHA3024-99F,CHA4253A98F,CHA7062-QCB,CHA3801-QDG,CHR3664-QEG,CHA2110-QDG,CHX2192-99F,CHR3362-QEG,CHA2595-QDG,HP07,CHA4107-99F,CHA3396-QDG,CHA2069-99F,CHR2421-QEG,CHT4699-QDG,CHZ015AAQEG,CHS5104-99F,CHP1102-QDG,CHT4690-99F,CHR3861-QEG,CHP4012-QEG,CHA8100-99F,CHT3091AQAG,CHX3068-QDG,CHR3894-98F,CHZ8012-QJA,CHA2266-99F,CHS2411-QDG,CHV1206A98F,CHA8352-99F,CHA3218-99F,CHR2295-99F,CHA7455-99F,CHA2069-FAB,CHP6013-SRF,CHA1077A98F,CHX2091-99F,CHA2193-99F,CHA3666-FAB,CHA3024-FDB,CHM1290-99F,CHA8610-99F,CHT4694-99F,CHM2378A99F,CHA6710-FAB,CHA2157-99F,CHU2277A98F,CHS7012-99F,CHA8254-99F,CHA2110-98F,CHA3023-99F,CHKA011ASXA,CHA3656-FAB,CHC3014-99F,CHA6262-99F,CHA8262-99F,CHKA012BSYA,CHM1270A98F,CHT4012-QDG,CHA2411-QDG,CHA6094-QKB,CHP3015-99F,CHE1260-98F,CHA4107-QDG,CHA3513-99F,CHA5115-QDG,CHA2063A99F,CHK9014-99F,CHA7114-99F,CHK8201-SYA,CHA3397-QDG,CHA2080-98F,CHV2411AQDG,CHA3665-QAG,CHE1270-QAG,CHA2292-99F,CHT4660-FAB,CHV2240-99F,CHA8312-99F,CHA6710-99F,CHC2442-QPG,CHA3398-QDG,CHA6653-QXG,CHA3666-QAG,CHA7215-99F,CHA6354-QQA,CHK8101A99F,CHA4102-QEG,CHA4220-98F,CHC6054-QQA,CHR2291-99F,CHS5105-QAG,CHA6653-98F,CHA6362-QXG,CHA6005-QEG,CHA2066-QAG,CHT4012A98F,CHV2243A99F,CHA8054-99F,CHZ9012-QFA,CHA6282-QCB,CHX2090-99F,CHA3689-99F,CHE1270A99F,CHR3894-QEG,CHA6194-QXG,EC2612-99F,CHR2296-99F,CHE1270A98F,CHA6356-QXG,CHA8612-QDB,CHM1298-99F,CHA6357-QKB,CHA8212-99F,CHA4220-QGG
L、S、C、X、Ku、Ka和Q波段高性能微波单片集成电路
描述- UMS SATCOM Products提供高性能MMICs，涵盖L、S、C、X、Ku、Ka和Q波段。产品包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）和频率转换器，适用于卫星通信终端。UMS支持客户向更高频率和更宽频带迁移，并提供多种封装解决方案，满足传统GEO和新LEO上行链路和下行链路的需求。产品目录包括多种放大器、衰减器、下变频器和功率分配器等。
型号- CHT4690-FAB,CHK8101-SYC,CHA7063-QCB,CHA8252-99F,CHA8254-99F,CHT4660-QAG,CHR3693-QDG,CHA3688AQDG,CHA2595-98F,CHA8262-99F,CHA4253A98F,CHA4253-QQG,CHR3352-QEG,CHR3693-99F,CHW4212-QKA,CHA8012-99F,CHA2595-QDG,CHA4107-99F,CHA3396-QDG,CHA4107-QDG,CHA8362-99F,CHA5005-QDG,CHA3666-99F,CHW4313-QAG,CHA8312-99F,CHA2362-98F,CHR3762-QDG,CHA6653-QXG,CHA3666-QAG,CHA7453-99F,CHA6354-QQA,CHA3395-98F,CHA6653-98F,CHT3091-FAB,CHA2352-98F,CHA4253-FAB,CHA3395-QDG,CHW4312-QKA,CHA8352-99F,CHW4213-QAG,CHA6550-98F,CHR3693-FAB,CHA6282-QCB,CHA7455-99F,CHA8710-QDB,CHA3801-FAB,CHA2069-FAB,CHA2368-98F,CHA8612-QDB,CHA3666-FAB,CHA6357-QKB,CHA6550-QXG
【技术】UMS推出三种GaAs PHEMT工艺流程，助力MMIC设计，提供代工服务
UMS（United Monolithic Semiconductors）是全球通信、雷达、电子晶圆、射频系统的MMIC供应商，法国公司Thales＆EADS的子公司。主要服务于航空、通信、汽车雷达、工业、仪器等市场。此外，UMS还是全球领先的GaN、GaAs工艺微波元件供应商，拥有GaN、GaAs、GeSi的工艺，可为客户提供Foundry service。PH10、PH15、PH25是UMS推
【产品】5.8-17GHz宽频低噪声低功率放大器，增益高达21dB
CHA3666-QAG两级自偏置宽带单片低噪声放大器采用标准pHEMT工艺制造，使用QFN贴片型无引脚封装，集成两级低噪声放大器。
用于新的空间、低地球轨道、地球同步轨道、深空飞行任务、地球观测和通信的UMS空间解决方案
描述- UMS公司提供适用于新太空、近地轨道（LEO）、地球同步轨道（GEO）、深空任务、地球观测和通信的太空解决方案。公司拥有超过100,000个飞行的MMICs，采用先进的GaAs和GaN技术，提供裸片或封装的目录产品、晶圆代工服务和ASIC设计服务。UMS的产品已在GEO轨道以上飞行，并符合ESA/ESCC标准。
型号- CHA2063A99S,CHT4690-FAB,CHK8101-SYC,CHA6710-FAB,CHA5350-99F,CHA2394-99S,CHA3689-99S,CHA5115-99S,CHA5350-99S,CHA7115-99S,CHA3656-FAB,CHS5100-99S,CHV1206A98S,CHA6652-98S,CHT4016-99S,CHKA012BSYA,CHA5266-FAB,CHA2110-QDG,CHS5104-99S,CHP4010-99S,CHA2090-99F,CHX2193-99S,CHA6710-99S,CHA8710-99S,CHK9014-99F,CHK8201-SYA,CHA6551-99S,CHA3666-99F,CHP3015-99S,CHE1270-QAG,CHT4660-FAB,CHA3801-99S,CHA3666-99S,CHA2110-99S,CHT3091A99F,CHA3666-QAG,CHA8054-99S,CHT4690-99S,CHX2089-99S,CHT3091-FAB,CHT4012A98S,CHT3091A99S,EC2612-99S,CHA2066-99S,CHE1270A99S,CHA4253-FAB,CHA5266-99F,CHA3023-99S,CHX2090-99S,CHA2098B99S,CHR3693-FAB,CHA6550-98F,CHT4694-99S,CHE1270A99F,CHA3801-FAB,CHA2069-FAB,CHP6013-SRF,CHA8352-99S,CHA8710A99F,CHS5104-FAB,CHA3666-FAB,CHX2193-FAB,CHA3024-FDB,CHV1203A98S
【应用】频带范围2GHz~18GH的单片GaAs两级超带宽低噪声放大器CHA3218-99F，助力Ku波段卫星通信应用
针对Ku波段卫星通信中的低噪声放大器，本文推荐采用UMS公司推出的一款单片GaAs两级超带宽低噪声放大器CHA3218-99F，频带范围宽至2GHz~18GHz，噪声系数低至2dB，线性增益高达24dB，在1dB增益压缩时其输出功率可达15dBm，三阶交调截取点输出功率可高达25dBm，静态偏置点处正电源电压为4V，正电源直流电流为120mA，采用pHEMT工艺制造，非常适合用于Ku波段卫星通信。
【产品】噪声系数低至1dB的L~F波段低噪声放大器选型看这里！雷达、遥感系统等首选
UMS是一家全球通信、雷达、电子晶圆、射频系统的MMIC供应商，本文介绍了UMS的低噪声放大器,工作频率覆盖1-105GHz，可用于L至F波段。
UMS–LNA选型表
UMS提供以下技术参数的L波段低噪声放大器（LNA）选型；L波段作为常用的通信频段之一，通常用于DAB、卫星导航等中，低噪声放大器（LNA）在整个L波段卫星通信系统中起到关键作用，通常需要考虑噪声系数、工作频率和增益等指标。本选型器噪声系数筛选范围在1-6.5dB，工作频率范围在1-105GHz，线性增益范围在10-34dB。
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产品型号
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品类
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RF Bandwidth (GHz) min
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RF Bandwidth (GHz) max
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Gain (dB)
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Gain Flatness(+/-dB)
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Noise Figure(dB)
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P-1dB OUT(dBm)
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Bias(mA)
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Bias(V)
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Case
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CHA3801-FAB
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AMPLIFIER – LNA
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1
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2
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28
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1
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1.5
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16
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70
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5
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Hermetic SMD
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选型表 - UMS 立即选型
UMS CHA3666-QAG 5.8-17GHz低噪声放大器数据手册
描述- CHA3666-QAG 26-40GHz Low Noise Amplifier datasheet
型号- CHA3666-QAG/XY,CHA3666-QAG/20,CHA3666-QAG/21,CHA3666-QAG
【选型】UMS汽车用 6GHz~8GHz产品组，汽车远程通信系统首选
UMS公司6GHz~8GHz远程通信产品组包含了从信号的产生、低噪声放大、倍频、输入衰减调节、中功率放大、高功率放大、下变频、信号检测等各个方面，具有覆盖面广、可靠性高、性能优越等突出特点。
用UMS征服太空：用于新太空、Leo、GEO、深空任务、地球观测和通信的UMS太空解决方案
描述- UMS Space提供针对太空、低地球轨道、地球观测和通信任务的元器件解决方案。公司拥有超过10万颗飞行的MMICs，提供GaAs和GaN先进技术，包括裸片、封装产品、晶圆代工服务和ASIC设计服务。UMS提供全系列标准COTS产品，包括S/Hi-Rel产品，以及根据客户规格设计的MMICs。此外，UMS提供针对太空应用的封装解决方案和认证流程。
型号- CHA2063A99S,CHT4690-FAB,CHA6710-FAB,CHA5350-99F,CHA2394-99S,CHA3689-99S,CHA5115-99S,CHA7115-99S,CHA5350-99S,CHA3656-FAB,CHS5100-99S,CHV1206A98S,CHA6652-98S,CHT4016-99S,CHA5266-FAB,CHA2110-QDG,CHP4010-99S,CHS5104-99S,CHA2090-99F,CHX2193-99S,CHA6710-99S,CHA8710-99S,CHK9014-99F,CHP3015-99S,CHA3666-99F,CHE1270-QAG,CHT4660-FAB,CHA3801-99S,CHA2110-99S,CHT3091A99F,CHA3666-QAG,CHA8054-99S,CHT4690-99S,CHX2089-99S,CHT3091-FAB,CHT4012A98S,CHT3091A99S,EC2612-99S,CHA2066-99S,CHE1270A99S,CHA4253-FAB,CHA5266-99F,CHA3023-99S,CHX2090-99S,CHA2098B99S,CHR3693-FAB,CHA6550-98F,CHT4694-99S,CHA6550-98S,CHE1270A99F,CHA3801-FAB,CHA2069-FAB,CHP6013-SRF,CHA8352-99S,CHS5104-FAB,CHA8710A99F,CHA3666-FAB,CHX2193-FAB,CHA3024-FDB,CHV1203A98S
UMS CHA3666-QAG数据手册
描述- 该资料介绍了CHA3666-QAG是一款5.8-17GHz的低噪声放大器（LNA），采用标准pHEMT工艺制造。它具有宽带性能、低噪声系数、高增益等特点，适用于多种无线通信系统。
型号- CHA3666-SNF/21,CHA3666-SNF/20,CHA3666,CHA3666-QAG/20,CHA3666-QAG/21,CHA3666-99F/00,CHA3666-QAG,CHA3666-FAA
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品牌：UMS
品类：GaAs Monolithic Microwave IC
价格：￥169.1086
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可定制UV胶的粘度范围：150~25000cps，粘接材料：金属，塑料PCB，玻璃，陶瓷等；固化方式：UV固化；双固化，产品通过ISO9001:2008及ISO14000等认证。
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可烧录MCU/MPU，EPROM,EEPROM,FLASH,Nand Flash, PLD/CPLD,SD Card,TF Card, CF Card,eMMC Card,eMMC,MoviNand, OneNand等各类型IC,IC封装：DIP/SDIP/SOP/MSOP/QSOP/SSOP/TSOP/TSSOP/PLCC/QFP/QFN/MLP/MLF/BGA/CSP/SOT/DFN.
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