Усилитель мощности вч на транзисторах: Усилители мощности для радиопередатчиков, схемы усилителей ВЧ

Содержание

Усилители мощности для радиопередатчиков, схемы усилителей ВЧ


Усилитель мощности на 20 Вт для КВ диапазона (IRF520)

Самодельный КВ усилитель ВЧ выполнен на полевом транзисторе IRF520 и обеспечивает выходную мощность 20 Вт. Усиливаемый сигнал поступает через резистивную матрицу R1-R3 на трансформатор T1. Далее, на затвор VT1. При помощи резисторов R4-R6 на затворе устанавливается постоянное напряжение смещения …

1 1031 0

Усилитель мощности ВЧ для радиостанции на 430МГц (5-6 Вт)

Схема самодельного усилителя мощности высокой частоты для карманной УКВ радиостанции на 430 МГц. В настоящее время бурно развивается гражданская связь на диапазоне 430 МГц. В продаже имеется широкий выбор многоканальных карманных радиостанций, не требующих регистрации. Дальность связи комплекта …

1 3015 0

Усилитель мощности на УКВ диапазоны 50МГц(40Вт) и 144 МГц(16Вт)

Транзисторный усилитель потребляет большой ток. Требуются громадные радиаторы с принудительным охлаждением, сложные схемы защиты для дорогих транзисторов и, вследствие этого — тяжелый корпус больших размеров и высокая стоимость.

Готовый усилитель мощности (УМ) на транзисторах стоит не менее 50 …

4 6856 0

Защита для ламп усилителя мощности трансивера

Каждый усилитель мощности (УМ) передатчика нуждается в защите ламп. Эта разработка задумывалась как схема при построении новых усилителей мощности. Схема защиты может также быть применена для увеличения надежности действующих УМ. Использование схемы защиты, описанной ниже, позволило …

0 3572 0

Усилитель мощности на лампе ГК71 с общей сеткой (500-700Вт)

Усилитель мощности (УМ) выполнен на «старой» надежной лампе ГК71, с графитовым анодом, не требующей обдува. Принципиальная схема приведена на рис. 1. Схема классическая с общей сеткой (ОС). Анодное напряжение — 3 кВ, напряжение экранной сетки — +50 В, напряжение накала — 22 В, в …

0 9734 1

Усилитель мощности ВЧ на лампе ГК71 (диапазоны 10-160м, 500Вт)

Решитесь на применении в усилителе мощности (УМ) старых добрых стеклянных ламп, тогда вы забудете об их обдуве, прогреве, тренировке и прочее. Предлагаемый УМ может быть рекомендован в качестве стационарного или дачного. Это позволит с фирменным трансивером использовать даже …

3 9943 7

Простой усилитель мощности передатчика диапазона 40м (3,5Вт) Схема усилителя проектировалась для применения совместно с маломощным передатчиком (QRP) при наличии плохих условий в используемой полосе частот. Для работы требуется входной сигнал мощностью примерно 350 мВт. Полуволновой фильтр на выходе схемы необходим для подавления гармоник. Для транзистора…

1 3163 0

Усилитель мощности передатчика диапазона 16-30МГц (20Вт)

Широкополосный усилитель, который использует дешевые мощные ВЧ-тран-зисторы в пластмассовых корпусах, обеспечивает общее усиление по мощности примерно 25 дБ для управления SSB-усилителем мощности, у которого имеется уровень выходной мощности свыше 100 Вт. Рабочее напряжение питания составляет …

0 3137 0

Выключатель усилителя на основе напряжения смещения

Автоматическое выключение усилителя с помощью отрицательного напряжения смещения линейного ВЧ-усилителя класса «В», такого как Heath SB-200, повышает его эффективность, поскольку если входной сигнал отсутствует, то энергия усилителем практически не расходуется. Транзисторы схемы выбраны таким…

0 2714 0

Усилитель класса D для диапазона 40,80,160м (35Вт) Схема может использоваться в любом из 3 диапазонов, в соответствии со значениями элементов, приведенных в перечне элементов под схемой. Усиление по мощности составляет примерно 27 дБ. В качестве возбудителя усилителя могут применяться почти все типы усилителей радиочастоты, которые могут…

1 3019 0


Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Транзисторный усилитель мощности • HamRadio

Транзисторный усилитель мощности (ШПУ) отработана и мало чем отличается в различных промышленных конструкциях, что говорит о практическом отсутствии «белых пятен» в данной области радио конструирования. И все же радиолюбители довольно редко применяют самодельные конструкции на мощности более 30-40 Вт. Это, конечно, связано с дефицитностью качественных мощных транзисторов для линейного усиления ВЧ сигнала в диапазоне 1-30 Мгц.
Возможно и то, что основной способ настройки любительской техники — «метод научного тыка» для таких конструкций не подходит, поэтому сегодня более популярны ламповые усилители. Неоднократное применение различных типов транзисторов в ШПУ трансиверов показало их явные преимущества в сравнении с ламповыми на такие же мощности (речь, конечно, идет о Рвых.< 200 Вт). При изготовлении и эксплуатации транзисторного усилителя нужно учитывать определенные особенности, которые не возникают либо менее выражены в ламповом. Вот некоторые из них:

1.Нужно использовать транзисторы, специально разработанные для линейного усиления на частотах 1,5-30 МГц.

  1. Выходная мощность двухтактного ШПУ не должна превышать максимального значения мощности применяемых транзисторов, хотя они и выдерживают перегрузки. Например, в военной технике этот показатель не превышает 25-50% от максимального значения.
  2. Хотя бы один раз заглянуть в справочник и внимательно ознакомиться с параметрами используемого транзистора.
  3. Нельзя превышать ни один из предельно допустимых параметров.
  4. Во время предварительной настройки следует использовать безындукционную нагрузку в виде эквивалента сопротивлением 50-75 Ом соответствующей мощности, но ни в коем случае не электролампочку, как это многие делают при настройке лампового усилителя.
  5. Наконец-то, напрячься и сделать раз и навсегда качественный КСВ-метр в одной коробке с коммутатором антенн и фильтром TVI с обязательным отключением антенн в нерабочем состоянии. Тем самым Вы избавите себя от нервных стрессов при общении с соседями — любителями сверхдальнего телевизионного приема на комнатную антенну и спешного поиска резиновых перчаток для откручивания разъема антенны с началом каждой грозы.
  6. Если Вы заражены «стрелочной болезнью» или любите «держать микрофон» пока из него не закапает «конденсат» — не нужно экономить на размерах корпуса и радиатора. Аксиома -«надежный усилитель — это большой усилитель».

В противном случае обязательно введение дополнительного обдува.

  1. Не нужно браться за постройку такого усилителя, если смутно представляете себе разницу между трансформаторами типа «бинокль» и с «объемным витком». В этом случае лучше приобрести готовую конструкцию (в чем Вам может помочь автор статьи) или импровизировать с лампами.

 

Транзисторный усилитель мощности, предлагаемый в данной статье, работает в любом участке КВ диапазона, согласующее устройство позволяет использовать антенны с сопротивлением 50 Ом и более (рис. ).

Мощность раскачки не превышает 1 Вт. Максимальная выходная мощность определяется типом применяемых транзисторов, для КТ957А — до 250 Вт. Коэффициент усиления по мощности до 25 дБ на низкочастотных диапазонах. Входное сопротивление 50 Ом. Уровень гармоник на выходе не более 55 дБ.
Транзисторный усилитель мощности (ШПУ) отработана и мало чем отличается в различных промышленных конструкциях, что говорит о практическом отсутствии «белых пятен»
Максимальный ток потребления до 18-19 А. В связи с тем, что на радиостанции использовалась одна антенна на все диапазоны (треугольник периметром 160 м) было решено ввести в усилитель согласующее устройство с КСВ-метром. Габаритные размеры усилителя определялись размерами используемого трансивера (RA3AO) и составляют 160x200x300 мм. В эти габариты не удалось «уложить» источник +24 В, который выполнен в отдельном корпусе. Для того, чтобы усилитель не перегревался в летнее время, введен принудительный обдув радиатора. В итоге получилась довольно удачная конструкция небольших габаритов, которая может использоваться при работе с возбудителем небольшой мощности, это могут быть трансивер на базе Р399А, трансиверы «Роса», RA3AO с пониженной выходной мощностью и т.д. Аналогичную конструкцию используют RK6LB, UR5HRQ, a RU6MS уже несколько лет эксплуатирует выходной каскад на КТ956А с Р399А.

 

Сигнал с трансивера поступает на трансформатор Т1 (рис.),

это обычный «бинокль», который понижает входное сопротивление и обеспечивает два одинаковых противофазных сигнала на входе драйвера VT1, VT2. Цепочки C4R2 и C5R3 служат для формирования амплитудно-частотной характеристики с подъемом в высокочастотной области. Смещение подается отдельно на каждый транзистор с источника +12В (ТХ). В качестве VT1, VT2 нужно использовать транзисторы, которые служат для линейного усиления ВЧ сигнала. Наиболее подходящие и недорогие КТ921 и КТ955. Если есть возможность подобрать пару, тогда цепи смещения можно объединить. Резисторы отрицательной обратной связи в цепи эмиттеров улучшают устойчивость и линейность работы каскада.

«Фильтр-дырку» C10R10 можно заменить на несколько обычных блокировочных конденсаторов разного номинала (например 1000 пф; 0,01 мк; 0,1 мк), включенных параллельно. Элементы C14, C18, R11 …R14 формируют требуемую АЧХ выходного каскада. Резисторы R15, R18 служат для предотвращения пробоя эмиттерного перехода при обратной полуволне управляющего напряжения. Их можно рассчитать по формуле R = (βmin/(6,28*frp*C3) для других типов транзисторов. Трансформатор Т2 («бинокль») согласовывает относительно высокое выходное сопротивление первого каскада с более низким сопротивлением входных цепей оконечного.

Трансформатор ТЗ обеспечивает подачу питания на VT4, VT5 и симметрирует форму напряжения на коллекторах транзисторов с целью снижения уровня четных гармоник. Дополнительно с помощью контура, образованного обмоткой II и конденсатором С19, реализуется подъем АЧХ усилителя в области 24…30 МГц.

Выходной трансформатор Т4 согласовывает низкое сопротивление выходного каскада с сопротивлением нагрузки 50 Ом. Резистор R21 рассеиваемой мощностью не менее 2 Вт (его можно набрать из нескольких) имеет условное обозначение — «защита от дурака». Наличие этого резистора имеет решающее значение в случае отсутствия какой-либо нагрузки для усилителя. В такой момент вся выходная мощность будет рассеиваться на этом резисторе и от него пойдет «дух горелой краски» — вывод нерадивому пользователю — «горим!». Транзисторы такую экзекуцию выдерживают — по данным завода-изготовителя степень рассогласования нагрузки при Рвых=70 Вт для одного транзистора в течение 1 с — 30:1. В нашем случае имеем 10:1, поэтому можно предположить, что за 3 секунды с транзисторами ничего не произойдет. Как показали эксперименты и многолетний опыт применения такой «защиты», транзисторы ни разу не выходили из строя от перегрузки по выходу.

Даже после прямого попадания молнии в антенну одного из пользователей такой техники вышел из строя только один транзистор, а резистор R21 рассыпался на мелкие кусочки. Реле К1 коммутирует антенну в режимах прием/передача (RX/TX). Желательно применять новое надежное герметизированное реле с малым временем срабатывания. Включение К1 происходит напряжением +12В (ТХ) через транзисторный ключ VT6. Цепь смещения VT4,VT5 объединена, т.к. была возможность подобрать пары этих транзисторов, в противном случае цепи смещения лучше выполнить раздельно, как это сделано, например, в [1]. Для температурной стабилизации тока покоя желательно обеспечить тепловой контакт хотя бы одного из диодов VD1 ,VD3 с ближайшим транзистором.

С выхода усилителя сигнал подается на КСВ-метр (рис.). Схема таких устройств (рис.) неоднократно описывалась в литературе.

Следует лишь отметить, что в качестве сердечника Т1 можно использовать практически любое ферритовое кольцо независимо от проницаемости. С увеличением проницаемости уменьшаем количество витков обмотки II. Подстроечные конденсаторы С1 и С8 должны выдерживать напряжение не менее 120 В и не изменять свои параметры при нагреве.

Узел ФНЧ (АЗ) (рис.4) состоит из шести фильтров нижних частот 5-го порядка, которые переключаются с помощью реле РЭС34 или РЭС10. Их входные и выходные нагрузочные сопротивления 50 Ом. Данные этих фильтров приведены в табл.1, они немного отличаются от расчетных. Это связано с тем, что усилитель слегка расстраивает фильтры и пришлось дополнительно подбирать элементы при максимальной выходной мощности. Это довольно рискованное мероприятие, но другой реальной методики как учесть, просчитать и компенсировать влияние усилителя на ФНЧ в рабочем режиме автору не известно. Фильтры переключаются подачей питающего напряжения на реле с «галетника» SB2 (рис.1).

Отфильтрованный сигнал подается на согласующее устройство (рис.), состоящее из катушек L1,L2 и емкостей С9,С10. При такой схеме включения элементов возможно согласование с нагрузкой >50 Ом. Это полностью соответствовало поставленной задаче — согласовать с рамкой периметром 160 м. Входное сопротивление такой антенны не было меньше 70 Ом ни на одном из диапазонов. Если потребуется согласование с нагрузками ниже 50 Ом, нужно ввести еще один галетный переключатель, который позволит менять конфигурацию устройства. Или хотя бы переключатель конденсатора С10 с выхода устройства на его вход. Очень сложно подобрать вариометр подходящих размеров для такой конструкции, да к тому же с возможностью изменения индуктивности в пределах 0…1 мкГн.

Шаровые вариометры не подходят, т.к. редко изменяют индуктивность на малых пределах, катушки с «бегунком» имеют большие габариты. Поэтому применен простейший вариант — бескаркасная катушка, свернутая в кольцо и своими выводами припаянная на контактные лепестки обычного керамического галетного переключателя на 11 положений. Отводы у катушек сделаны по-разному для того, чтобы более точно подобрать общую индуктивность согласующего устройства. Например, у L1 от 1, 3, 5, 7, 9, 13, 17, 21, 25, 30 витков, а у L2 от 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32 витков. Такой дискретности будет достаточно, чтобы точно подобрать требуемую индуктивность.

Например, в антенных тюнерах трансиверов TS-50 и TS-940 фирмы Kenwood используются катушки с семью отводами. Если сопротивление антенны не превысит 360…400 Ом, можно оставить одну катушку на 40…44 витка. Зазор между пластинами С10 должен быть не менее 0,5 мм, подойдут конденсаторы от старых ламповых радиоприемников. Для работы на 160 м, а иногда и на 80 м подключается дополнительный конденсатор С9.

При изготовлении усилителя следует обратить внимание на качество деталей и их электрическую прочность. Выводы элементов в ВЧ цепях должны иметь минимальную длину. По возможности, нужно подобрать пары транзисторов, хотя бы по простейшей методике.

Например, транзисторам задают одинаковые смещения на базе, измеряют коллекторные токи (по крайней мере при трех различных значениях напряжений смещения) и по более близким токам коллекторов отбирают пары транзисторов. Т.к. транзисторы мощные, нужно проводить измерения, задавая токи коллектора ориентировочно 20…50 мА, 200..          .400 мА и 0,9…1,3 А, а напряжение на коллектор подавать близкое к рабочему, хотя бы 18…22 В. Транзисторам при больших токах потребуется временный теплоотвод или измерения нужно проводить быстро, т.к. при прогреве растет крутизна транзистора. Конденсаторы лучше применять керамические, проверенные в аппаратуре, электролитические конденсаторы — танталовые.

Дроссели в базовых цепях можно использовать типов ДМ, ДПМ с минимальным внутренним сопротивлением, чтобы не создавалось на них дополнительное автосмещение, т.е. расчитанные на большой ток (для драйвера не менее 0,4 А, для выходных транзисторов не менее 1,2 А). Еще лучше намотать их на ферритовых кольцах диаметром 7. ..10 мм проницаемостью 600. ..2000, достаточно будет 5… 10 витков провода диаметром 0,4…0,7 мм. «Бинокли» изготавливались по «упрощенной технологии», т.е. внутри столбиков из ферритовых колец протягивается виток посеребряной оплетки от коаксиального кабеля, а уже внутри этой оплетки располагается провод вторичной обмотки в термостойкой изоляции. Каких-либо отличий в работе таких трансформаторов от «биноклей» с медными трубками замечено не было.

Немного сложнее подобрать качественный феррит для ТЗ. В аналогичных усилителях промышленного изготовления отечественного и зарубежного производства рекомендуемая проницаемость феррита для таких трансформаторов 100…125НН. В одном из усилителей авторского изготовления была попытка применить кольцо 125НН диаметром 22 мм, но такой трансформатор имел паразитный резонанс около 4 МГц, что резко ухудшило параметры усилителя на диапазоне 80 метров. Не было «проколов» с ферритами проницаемостью 400… 1000.

Более качественные параметры трансформатор имеет при его намотке скруткой из тонких проводов. Например, в промышленном УМ на КТ956А этот трансформатор намотан скруткой из 16 проводов ПЭВ-0,31, разделенных на 2 группы из 8 проводов. При выборе транзисторов для такого усилителя в первую очередь нужно обратить внимание, для каких целей предназначены эти транзисторы.

Не будет проблем с TVI при максимальной мощности, если применить транзисторы, предназначенные для линейного усиления сигнала в диапазоне 1 …30 МГц — это КТ921,927, 944, 950, 951,955, 956, 957, 980 и т.д. Такие приборы позволяют получать максимально возможную мощность без ухудшения надежности и с минимальной нелинейностью. Для таких транзисторов нормируется коэффициент комбинационных составляющих третьего и пятого порядков и далеко не каждая лампа может соперничать с ними по этим показателям.

Применение КТ930, 931,970 и им подобных в таком усилителе не имеет смысла. Чтобы не загружать читателя излишней информацией по поводу тех или иных транзисторов, нужно только отметить, что транзисторы, предназначенные для частот выше 60 МГц, как правило, изготавливаются по иной технологии и работают в классе С, усиливая частотно-модулированный сигнал. При использовании таких транзисторов на частотах ниже 30 МГц они склонны к возбуждению, не позволяют получать максимальной мощности из-за резкого снижения надежности и повышенных TVI. Более или менее сносно работают только КТ971А, да и то при пониженной мощности.

НАСТРОЙКА усилителя сводится к выставлению токов покоя – по 300…400 мА на VT1 , VT2 и по 150…200 мА на VT4,VT5. Эта процедура выполняется при помощи R1, R4, которые могут быть в пределах 390 Ом…2 кОм и R5 (680 Ом…10 кОм). Если не удается получить требуемых токов, можно добавить по одному диоду последовательно с VD2, VD4, и VD1, VD3.

Нагружаем усилитель на эквивалент, подсоединив его параллельно R21 при отключенных ФНЧ и подав на вход 0,5 Вэфф частотой 29 МГц, контролируем ламповым вольтметром ВЧ напряжение на эквиваленте и потребляемый ток. По отсутствию возбуждения убеждаемся в правильности подключения выводов витка связи в ТЗ. Подбором С19 устанавливается максимальный коэффициент усиления на 29 МГц. Включив параллельно резисторам в эмиттерах VT1, VT2 конденсаторы емкостью 1200…3300 пФ, можно еще немного поднять усиление на высокочастотных диапазонах. Затем проверяем отсутствие паразитных возбуждений, плавно увеличивая напряжение на входе усилителя, при этом выходное напряжение на эквиваленте должно расти так же плавно и без резких скачков. Мощность возбуждения не следует увеличивать более 1 Вт (7 Вэфф).

Правильное соотношение витков в трансформаторах при предполагаемой максимальной мощности проверяют, подсоединив ФНЧ и переключив нагрузку к выходу фильтров. Заметив значения выходного напряжения и потребляемого тока на диапазонах 28, 14, 3,5 МГц, изменяют на один виток II обмотку Т4. Нужно оставить такое количество витков, когда будут минимальные показания измерителя тока при максимальных или тех же значениях выходного напряжения. Как правило, изначально можно намотать 3 витка, а в процессе настройки уменьшить на виток. Аналогичную процедуру проводим с Т1 и Т2.

Для компенсации неравномерности усиления, которая обычно наблюдается на разных диапазонах, возможно потребуется дополнительный подбор C4,R2,C5,R3,R11,…R14,C14,C18. Если транзисторы предварительно не подбирались, желательно подкорректировать токи покоя по максимальному подавлению четных гармоник, уровень которых контролируют анализатором спектра или приемником.

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА (рис.) выполнена из двухстороннего стеклотекстолита толщиной не менее 1,2 мм при помощи острого ножа, металлической линейки и резака для нарезания контактных «пятачков».

Снизу платы некоторые «пятачки» соединены между собой или печатными дорожками, или монтажным проводом (показано пунктиром на рис.5). Для упрощения обозначены только основные радиоэлементы. Общую земляную шину «верха и низа» платы следует соединить пропаянными перемычками в нескольких точках по всему периметру платы. Плата установлена на металлических стойках на радиаторе размером 200×160 мм с ребрами высотой 25 мм. Под транзисторы в плате просверлены отверстия, а для лучшего теплового контакта посадочные места под транзисторы в радиаторе профрезерованы и смазаны теплопроводящей краской.

ФНЧ, выполненные по данным приведенным в таблице 1, в настройке практически не нуждаются.

Конденсаторы должны выдерживать реактивную мощность не менее 200 Вар. Можно использовать КСО или КМ размером не менее 10×10 мм. Допускается параллельное включение конденсаторов меньшей мощности. Катушки диапазонов выше 10 МГц намотаны с шагом, равным диаметру провода, на низкочастотные — виток к витку. Для переключения ФНЧ можно использовать реле или галетный переключатель. Во втором случае элементы фильтров нужно расположить так, чтобы исключить «пролезание» сигнала через соседние, т.к. их входы/выходы в этом случае остаются незаземленными.

Схему согласующего устройства можно изменить или ввести дополнительный переключатель для коммутации различных вариантов включения элементов. Это зависит от конструкции используемых антенн. Необходимо обязательно обеспечить возможность изменения индуктивности в малых пределах, в противном случае могут возникнуть проблемы при настройке согласующего устройства на высокочастотных диапазонах.

Вентилятор М1 для обдува радиатора — от блока питания компьютера. Все блокировочные конденсаторы — керамические, хорошего качества, с выводами минимальной длины. Электролитичекие конденсаторы — типов К53, К52. Диод VD1 имеет тепловой контакт с VT5.

Стабилизатор напряжения 24…27 В должен быть с ограничением максимального потребляемого тока. Можно рекомендовать схему, которая применяется на протяжении последних лет в трансиверах с транзисторными выходными каскадами и зарекомендовала себя как «надежная и простейшая» (рис.).

Это обычный параметрический стабилизатор с защитой от КЗ и перегрузки по току. Для получения требуемого тока применено параллельное включение двух мощных составных транзисторов с выравнивающими резисторами в цепи эмиттеров.

Регулировка выходного напряжения осуществляется резистором R6, а установка тока, при котором срабатывает защита, — R4 (чем выше его сопротивление, тем меньше ток). R5 служит для надежного запуска стабилизатора. В момент, когда выходной каскад не работает и ток потребления источника +24 В равен нулю, напряжение на выходе стабилизатора может повышаться до входного уровня. Чтобы этого не произошло, включен нагрузочный резистор R7, номинал которого зависит от утечки VT2, VT3 и R5. Собранный стабилизатор следует нагрузить на мощное проволочное сопротивление и выставить ток, при котором срабатывает защита. Достоинство этой схемы еще и в том, что регулирующие транзисторы крепятся к шасси (радиатору) без изолирующих теплопроводящих прокладок. При покупке КТ827А обязательна проверка транзисторов на утечку, т.к. очень много попадается брака.

Транзисторный усилитель мощности намоточные данные.

Согласующее устройство (рис.1). L1, L2 — бескаркасные, диаметр провода 1 …1,2 мм, диаметр оправки 16…18 мм, по 35 витков с отводами. С10 — от старых ламповых радиоприемников, зазор не менее 0,5 мм.

Усилитель мощности, А1 Т1 — «бинокль» (два столбика из 4-х тороидальных сердечников каждый, 1000…2000 НМ, К7). I — два витка, провод МПО-0,2; II — 1 виток, провод МПО-0,2.

Т2 — «бинокль» (два столбика из 5-ти сердечников каждый, 1000НМ, К7). 1 — 2 витка по 2 провода МПО-0,2, с отводом от точки соединения конца 1-го провода с началом 2-го; II — 1 виток оплетки коаксиального кабеля диаметром 3…5 мм (желательно посеребренной), или медная трубка. Обмотка I располагается внутри обмотки II, при этом ее оплетка должна плотно облегать витки первой обмотки.

ТЗ — один тороидальный сердечник, 100…600НМ, К16…18. I — 6 витков из 12 скрученных проводов ПЭВ 0,27…0,31, разделенных на 2 группы из 6-ти проводов, с отводом от точки соединения концов проводов первой группы с началом второй. II -1 виток провода МПО-0,2.

Т4 — «бинокль» (два столбика из 7-ми тороидальных сердечников каждый, 400…1000НН, К14…16. I — виток оплетки от коаксиального кабеля диаметром 5…9 мм или медная трубка. II — 2 витка из скрученных 4…5-ти проводов МПО-0,2. Обмотка II — внутри I.
L3 — один тороидальный сердечник, 1000НМ, К10…12, 5 витков провода ПЭВ 0,4…0,5 мм.
L6 — два тороидальных сердечника, 400…1000НМ, К10…12, 8 витков провода ПЭВ 0,9…1,2 мм или скрутки из 5…7 проводов ПЭВ 0,4…0,5 мм.
L1, L2, L4, L5 — стандартные дроссели типа ДМ, L4, L5 индуктивностью 10…15 мкГн на ток не менее 0,4 А.

КСВ-метр, А2

Т1 — тороидальный сердечник 20…50ВЧ, К16…20. I — отрезок коаксиального кабеля, оплетка которого служит электростатическим экраном и заземляется только с одной стороны. II — 15…20 витков ПЭВ 0,2…0,4 мм.

Транзисторный усилитель мощности 144-148 МГц 500 Вт MRF300AN, MRF300BN

В 2019 году компания NXP анонсировала выпуск новых LDMOS транзисторов MRF300. Теперь эти транзисторы стали доступны и для радиолюбителей. Принципиальное преимущество данного транзистора — это простой пластмассовый корпус, который позволяет устанавливать транзистор при помощи обычной термопасты на радиатор. Решающий фактор для тех, кто занимается радио хобби, это доступная цена — 30 долларов за транзистор.


Следует учитывать, что оптимальная мощность, которую можно получать от одного транзистора, составляет 250 Вт, не смотря на заявленные производителем максимальные 330 Вт. Это связано с тем, что в радиолюбительских конструкциях отсутствуют жестко заданные эксплуатационные параметры, а именно, например, в режиме SSB меняется ток в зависимости от уровня громкости голоса оператора. Изменение радио частоты приводит к изменению КСВ в нагрузке, что также изменяет ток и ВЧ напряжение на транзисторе. Изменение тока приводит к изменению сопротивления транзистора. Существует множество параметров, которые можно было бы приводить для демонстрации отклонения от технических условий эксплуатации транзистора, которые рекомендует производитель. Исходя из этого, необходимо иметь 20-25% «запаса прочности».

При конструировании транзисторного усилителя мощности, необходимо учитывать такой важный параметр, как температура. Кристалл LDMOS транзистора похож на сердце человека. Пока транзистор молод и находится в руках конструктора, он может вынести повышенные нагрузки. Но наступает момент постоянной эксплуатации, и каждый стресс (перегрев, защитное отключение и пр.) оставляет маленький шрам на сердце транзистора. Накопленные шрамы приводят к «синдрому внезапной смерти», и совсем необязательно в момент перегрузки.


Производитель не скрывает повышенную чувствительность транзистора к перегреву или циклированию (нагрев\остывание), и дает такой эксплуатационный параметр, как «время жизни». Многие неправильно понимают эту характеристику, ложно полагая о столетиях возможной эксплуатации. На самом деле, производитель хочет сказать не о том, что транзистор будет жить вечно, а том, что он как раз имеет срок жизни, который зависит от перегрузок.

Практическое применение двух транзисторов MRF300 показало возможность их использования в двухтактной схеме усилителя 144-148 МГц для получения 500 Вт выходной мощности.

 

В предлагаемом варианте схемного решения применены широкополосные трансформаторы 4:1 на выходе и 9:1 на входе. Преимущество широкополосных трансформаторов заключается в отсутствии резонанса. Они способны работать в полосе нескольких октав. Усилители с широкополосными трансформаторами не склонны к возбуждению из-за отсутствия резонанса, в следствие чего они имеют меньший нагрев элементов. Кроме того они менее критичны к изменениям нагрузки. Так же данный тип трансформаторов просты в изготовлении без использования высоких технологий, например, изготовления печатных плат из мало доступных материалов. Каждый радиолюбитель может изготовить это самостоятельно, и допущенная ошибка в расчетах 20-30% не приведет к ухудшению параметров, т. к. данный трансформатор является широкополосным.

Недостатком широкополосного трансформатора является ограниченное количество вариантов трансформации — 4:1 или 9:1, в тоже время резонансные трансформаторы имеют гибкий коэффициент трансформации.
Резонансные трансформаторы являются хорошим средством для демонстрации максимальных возможностей транзистора производителем. На производстве так же изготовление трансформаторов резонансного типа является экономически оправданным, т. к. это не предполагает использование кабеля (резка, зачистка, разделка — ручной труд), и заключается в изготовлении печатной платы. На производстве важно выполнить тех. условия, поставленные заказчиком. Это не возможно с применение широкополосных трансформаторов т. к. у них всего два коэффициента трансформации.

 

 

Для эффективного распределения и отвода тепла необходимо использовать медную подложку между транзисторами и алюминиевым радиатором. Следует учитывать, что площадь такой подложки не должна быть минимальной, например только под транзисторами. Чем больше площадь меди, тем равномернее «растаскивается» тепло по алюминиевому радиатору. Место установки транзисторов должно быть «зеркально» гладким, так рекомендует производитель. Несколько слов о том, стоит ли фрезеровать медь для установки транзистора. Углубление, которое делается фрезой, имеет следы и не ровности после обработки. Добиться «зеркальной» гладкости, плоскости этого посадочного места очень сложно, практически не возможно. Многие, припаивая транзистор на медь, считают, что теплопередача сохранится, но это не так. Теплопередача припоя приблизительно в пять раз хуже, чем у меди, поэтому толщина теплоинтерфейса должна быть минимальной. Таким образом «зеркальная» полировка меди — это лучшее решение. Избежать фрезеровки и последующих проблем, можно путем формования выводов транзистора. Вообще, трудно сказать, откуда появилась мода на фрезерование меди под транзистор…

И к вопросу о ремонтопригодности припаянного транзистора. Трудно представить себе моральное состояние обычного пользователя, столкнувшегося с такой проблемой.

В усилителе мощности использовано защитное устройство на основе ключа BTS500. Это решение позволяет с высокой скоростью в случае аварии отключать питание усилителя.

 

Главное преимущество данного ключа заключается в отсутствии необходимости использовании шунта контроля тока, малого внутреннего сопротивления, как следствие небольшого нагрева. Данная система автоматики не подвержена ВЧ наводкам  и позволяет с высокой скоростью осуществлять защиту от высокого КСВ, от превышения выходной мощности, от превышения тока. Также, данная схема позволяет получить информацию для индикации тока, потребляемого усилителем.

Для фильтрации гармоник используется фильтр нижних частот седьмого порядка, который прост в изготовлении. ФНЧ изготовлен на печатной пате из материала FR4, на которой нанесены только контактные площадки, не имеющие технологической емкости. Поскольку нет технологической емкости, отсутствует нагрев. Параметры фильтра рассчитаны в программе ELISE.

 

Направленный ответвитель изготовлен на основе кабеля RG-141, путем снятия части оплетки высокооборотной фрезой, которая применяется в стоматологии. Печатная плата не несет никакой ВЧ нагрузки.

 

 

а плате приема передачи установлены реле TIANBO TRA2 L-12VDC-S-Z , которые проверенны временем и сотнями тысяч пользователей. Значение КСВ платы 1.1:1.

  

Характеристики:

 

Диапазон частот

144-148 МГц

Виды излучения

SSB, CW, DIGI, RTTY

Входная мощность

50 Вт

Выходная мощность

500 Вт (SSB/CW, DIGI, RTTY)

Максимальный КСВ в антенне

1.5:1

Напряжение питания

+30 … +53В

Ток потребления

15А max (по +53В)

Входной импеданс

50 Ом (несимметричный)

Выходной импеданс

50 Ом (несимметричный)

Входные/выходные разъемы

UHF SO-239

Схема усилителя

двухтактная, класс АВ

Транзисторы выходного каскада

MRF300AN, MRF300BN

Размеры — ш х в х г (мм)

290х140х205

Вес (гр.)

3900

 

Схемы защиты усилителя мощности:

1. Защита от перегрева.

В случае превышения температуры корпуса транзистора более чем +70С, произойдет срабатывание биметаллического термического переключателя, находящегося на корпусе транзистора и передача становится невозможной, вплоть до его остывания до +65С.

2. Защита от превышения максимальной допустимой выходной мощности.

Если уровень выходной мощности превысит допустимый порог, произойдет срабатывание защиты, отключающей от выходных транзисторов питание. На передней панели загорается светодиод Р. Для сброса защиты необходимо источник питания.

3. Защита от высокого КСВ.

Если КСВ в нагрузке превысит значении 1.5:1, то произойдет срабатывание системы защиты. На передней панели загорается светодиод SWR. Для сброса защиты необходимо выключить питание. В случае срабатывания защиты, рекомендуем проверить КСВ антенны.

4. Защита от превышения максимальнго допустимого тока.

Если величина тока выходных транзисторов превысит допустимый порог, произойдет срабатывание защиты, отключающей от выходных транзисторов питание. На передней панели загорается светодиод I. Для сброса защиты необходимо выключить питание.

 

Виктор
R3KR

Транзисторные усилители мощности КВ диапазона

Транзисторные усилители мощности КВ диапазона (низкие частоты от 3 до 30 МГц) для трансивера и радиостанции пользуются большим спросом у радиолюбителей. Прежде чем найти обоснование подобному факту, следует отметить, что законодательством страны допускается использование радиоточек до 10 Вт, но люди нередко стремятся купить транзисторные усилители мощности КВ диапазона для трансивера и рации в 50, 100 и даже 200 Вт. Чем это обусловлено? Всё просто.

Для чего нужны мощные усилители?

КВ транзисторные усилители мощности стремятся купить в следующих ситуациях:

  • при эксплуатации раций в условиях большого, густонаселённого города. Стандартные рации мощностью 4 и 10 Вт не способны справиться с помехами, возникающими из-за работы различных предприятий и других причин. Решить проблему способны КВ усилители мощности на транзисторах;
  • при использовании радиоточки в автомобиле. Низкорасположенная антенна не способна обеспечить устойчивую качественную связь. Именно поэтому автомобилисты стремятся купить использовать усиливающие устройства на транзисторах, отличающиеся от ламповых компактностью;
  • при совершении турпоходов. Рации низкой частоты нередко используются туристами. С ними часто случаются различные ЧП. Подавать сигнал об их возникновении можно любым доступным способом, даже используя радиостанцию мощностью 200 Вт.

Как правило, цена на подобное усиливающее устройство довольно высока. Тем не менее, можно найти места, где стоимость усилителей находится на приемлемом уровне. Например, продажа радиотоваров, цена которых довольно низка, ведется магазином «РадиоЭксперт».

Преимущества заказа в «РадиоЭксперт»

Интернет-магазин предлагает недорого заказать различные радиотовары, в том числе и усилители. Ознакомиться с реализуемой продукцией поможет прайс-лист. Стоит отметить, что компания оказывает полную информационную поддержку клиентов.
Онлайн-магазином «РадиоЭксперт» осуществляется доставка всей купленной продукции. Россия и другие страны СНГ – основной рынок сбыта.


Расчет усилителя мощности на транзисторах

Александр Сергеев

Усилитель мощности является одним из наиболее сложных в изготовлении узлов радиостанции. Рассчитать и построить его значительно труднее, чем усилитель низкой частоты или маломощный усилитель высокой частоты. Связано это с тем, что транзисторы, по сравнению с электронными лампами, обладают значительно худшими частотными свойствами.

Кроме того, транзисторы намного чувствительнее к электрическим перегрузкам (даже кратковременным). Поэтому радиолюбители часто строили гибридные радиостанции, в которых все каскады были выполнены на транзисторах (или микросхемах), а выходной каскад передатчика — на лампе. Но транзисторы по сравнению с электронными лампами имеют несколько весьма существенных преимуществ (небольшие размеры, низкое напряжение питания, устойчивость к ударам и вибрации и т.д.), поэтому полностью транзисторная радиостанция имеет значительно лучшие эксплуатационные характеристики.

В настоящее время в продаже имеется большое количество мощных высокочастотных полевых и биполярных транзисторов. Каждый из этих типов транзисторов имеет свои достоинства и недостатки, которые необходимо учитывать при изготовлении радиоетанции. Так, полевые транзисторы имеют достаточно хорошие частотные свойства. Сопротивление канала практически мгновенно изменяется при изменении управляющего напряжения, поэтому частотные свойства транзистора определяются в основном межэлектродными и паразитными емкостями транзистора и индуктивностями выводов.

Рассчитывать каскад на полевом транзисторе можно по методике, которая традиционно применяется для расчета усилителей на электронных лампах (так называемый временной метод). Необходимые для расчета проходные характеристики транзистора (зависимость тока стока от напряжения затвор-исток) приводятся в справочниках. Для повышения точности расчетов для конкретного экземпляра транзистора можно снять эти характеристики экспериментально (в режиме постоянного тока). При этом характеристики изготовленного усилителя (выходная мощность, коэффициент полезного действия), как правило, хорошо согласуются с результатами расчетов.

Но применять полевые транзисторы в передатчиках не всегда целесообразно. Во-первых, полевой транзистор имеет сравнительно большое сопротивление канала в открытом состоянии, что приводит к уменьшению коэффициента полезного действия (КПД) даже на сравнительно низких частотах. Для увеличения КПД нужно увеличивать напряжение питания усилителя, а для этого требуется или увеличивать напряжение питания всей радиостанции, или использовать для питания усилителя мощности дополнительный повышающий преобразователь напряжения.

Во-вторых, большинство из доступных мощных высокочастотных полевых транзисторов имеют сравнительно небольшую крутизну при значительной входной емкости (сотни пикофарад). Поэтому для получения высокого КПД необходимо увеличивать амплитуду управляющего напряжения на затворе транзистора. А это приводит к тому, что для согласования выходного каскада с драйвером приходится применять колебательные контуры, что затрудняет настройку передатчика и его перестройку по частоте.

В последнее время стали появляться высокочастотные полевые транзисторы с большей крутизной, но они пока малодоступны. Поэтому для усилителей мощности часто применяют биполярные транзисторы, которые имеют меньшее сопротивление в открытом состоянии, что способствует повышению КПД при низком напряжении питания, а также низкое входное сопротивление, что позволяет уменьшить управляющее напряжение на базе транзистора и использовать для связи выходного передатчика с драйвером апериодические цепи.

Схема примера расчёта усилителя.

Но работа биполярных транзисторов связана с процессами диффузии, поэтому они имеют значительно худшие частотные свойства, чем полевые транзисторы. Кроме того, биполярные транзисторы имеют большой разброс параметров, и эти параметры сильно зависят от температуры, напряжения питания и от тока коллектора. Все это значительно затрудняет расчет режима работы усилителя. В то же время, такие расчеты выполнять необходимо, т.к. биполярные транзисторы чувствительны даже к кратковременным перегрузкам, и экспериментальный подбор режима работы усилителя мощности чреват значительными экономическими издержками.

Обычно для расчета режима работы каскада на биполярном транзисторе применяется временной метод, основанный на использовании проходной характеристики транзистора, т.е. зависимости тока коллектора от напряжения база-эмиттер. Но эта характеристика строится в режиме постоянного тока, поэтому ее можно применять только для расчета устройств, работающих на низких частотах.

Повысить точность расчета можно применяя методику, основанную на спектральном анализе. Ниже приводится упрощенный способ расчетов основных параметров усилителя. Расчеты упрощены за счет того, что реальная входная характеристика транзистора заменена кусочно-линейной аппроксимацией этой характеристики. Такое упрощение допустимо, т.к. параметры транзистора зависят от температуры, напряжения и тока, а потому выполнять слишком точные расчеты не имеет смысла.

Кусочно-линейная аппроксимация и временная диаграмма.

Сущность этого метода заключается в том, что транзистор представляется в виде трансформатора тока, коэффициент передачи которого определенным образом зависит от частоты. Зная, какое напряжение подается на вход усилителя, а также располагая входными характеристиками транзистора (зависимостью тока базы от напряжения база-эмиттер для схемы транзистора с общим эмиттером), можно по аппроксимации входных характеристик и по входному напряжению определить спектральные составляющие входного тока транзистора (тока базы для схемы с общим эмиттером).

Затем, зная зависимость коэффициента передачи тока от частоты, можно определить амплитуды соответствующих спектральных составляющих коллекторного тока. Далее, зная сопротивление нагрузки усилителя для различных спектральных составляющих коллекторного тока, можно определить напряжение на выходе усилителя мощности. На этом расчет заканчивается, т.к. на этом этапе основные параметры усилителя уже известны. Практически при расчете усилителя нам необходимо определить только постоянную составляющую и амплитуду первой гармоники тока коллектора.

Зависимость модуля коэффициента передачи тока базы от частоты.

В качестве примера рассчитаем режим работы усилителя, схема которого приведена на рис.1. На рис.2 показаны кусочно-линейная аппроксимация входной характеристики транзистора (зависимость тока базы от напряжения база-эмиттер), временная диаграмма переменного напряжения на входе усилителя и временная диаграмма тока базы. На рис.З приведена зависимость модуля коэффициента передачи тока базы от частоты (в логарифмическом масштабе по оси частот).

Расчет выполняется в следующем порядке:

  1. По входной характеристике определяем угол отсечки тока базы [1, стр. 505, формула 10-63]:
  2. \[\cos \theta = — \left( {\frac{{V0 — Vnop}}{{V\max }}} \right)\]

    где θ — угол отсечки тока базы;
    V0 — постоянная составляющая напряжения на базе транзистора;
    Vnop — пороговое напряжение аппроксимированной входной характеристики (раствор характеристики в [1]), для кремниевых транзисторов можно принять Vnop = 0,7 В;
    Vmax — амплитуда переменного напряжения на входе усилителя.

  3. По графику [1, стр.508, рис. 10-26] определяем коэффициенты Берга для спектральных составляющих тока базы.
  4. Зная амплитуду импульсов тока базы Ibmax и коэффициенты Берга α0 и α1, определяем постоянную составляющую тока базы Ib0 и амплитуду первой гармоники тока базы Ib1.
  5. \[Ib0 = \alpha 0 \cdot Ib\max \] \[Ib1 = \alpha 1 \cdot Ib\max \]
  6. Зная постоянную составляющую тока базы Ib0 и амплитуду первой гармоники тока базы Ib1, по рис.З определяем постоянную составляющую тока коллектора IK0 и амплитуду первой гармоники тока коллектора IK1:
  7. \[Ik0 = Ib0 \cdot K0\] \[Ik1 = Ib1 \cdot KF1\]
  8. Зная амплитуду первой гармоники тока коллектора IK1 и эквивалентное сопротивление колебательного контура L1-C2 (рис.1), определяем переменное напряжение на выходе усилителя.

Приведенная выше методика расчета достаточно проста, но ее можно еще больше упростить. Это связано с тем, что при расчете усилителя мощности в основном нас интересует соотношение постоянной составляющей и амплитуды первой гармоники тока коллектора. При этом постоянную составляющую тока коллектора можно всегда измерить при помощи амперметра. Поэтому упрощенный расчет можно выполнить в следующем порядке:

1. По формуле (1) определяем угол отсечки тока базы и коэффициенты Берга α0 и α1. 2. Затем, используя рис.З, по приведенной ниже формуле определяем соотношение коэффициентов Берга для постоянной составляющей тока коллектора α0kol и для амплитуды первой гармоники тока коллектора α1kol \[\frac{{\alpha 1kol}}{{\alpha 0kol}} = \frac{{\alpha 1}}{{\alpha 2}} \cdot \frac{{KF1}}{{K0}}\] 3. Измерив постоянную составляющую тока коллектора IK0, определяем амплитуду первой гармоники тока коллектора IK1: \[IK1 = IK0 \cdot \frac{{\alpha 1kol}}{{\alpha 0kol}}\] 4. Затем определяем амплитуду напряжения на выходе усилителя. Амплитуду переменного напряжения на входе усилителя Vmax можно достаточно точно измерить пиковым вольтметром, а постоянную составляющую напряжения на базе транзистора V0—при помощи вольтметра с высоким входным сопротивлением. Подключать этот вольтметр к базе транзистора нужно через высокоомный резистор.

Нужно учесть влияние этого резистора на показания вольтметра. Удобно взять резистор, сопротивление которого равно входному сопротивлению вольтметра, тогда показания вольтметра нужно будет увеличивать в 2 раза. Если входной щуп вольтметра подключить непосредственно к базе транзистора, то паразитная емкость провода сильно изменит режим работы усилителя.

Из изложенного выше следует, что КПД усилителя мощности сильно зависит от соотношения F1 и FE (рис.З). Форма графика идентична амплитудно-частотной характеристике RC-фильтра нижних частот. Характерными точками графика являются FE — предельная частота коэффициента передачи в схеме с общим эмиттером, FE — предельная частота транзистора, К0 — статический коэффициент передачи тока базы на постоянном токе. При этом имеет место соотношение:

\[FE = \frac{{FT}}{{K0}}\]

Следовательно, для повышения КПД усилителя можно использовать два способа:

  • увеличивать FE, а для этого нужно выбирать транзисторы с максимальным значением FT И минимальным значением K0. Эти параметры транзисторов приводятся во всех справочниках;
  • уменьшать угол отсечки тока базы транзистора. Для этого нужно увеличивать амплитуду напряжения на входе усилителя Vmax и сопротивление резистора R1.

При этом нужно учитывать, что высокочастотные транзисторы имеют небольшое значение предельно допустимого обратного напряжения на эмиттерном переходе (обычно не более 5 — 7 В). Для того чтобы не допустить пробоя эмиттерного перехода транзистора, можно между базой и конденсатором С1 включить высокочастотный диод с малой емкостью и малым током утечки. При этом может несколько уменьшиться коэффициент усиления усилителя, но КПД усилителя является более важным параметром.

Если по приведенной выше методике рассчитать несколько опубликованных в радиолюбительской литературе схем усилителей, то получается, что многие из них должны работать с довольно низким КПД. Кроме того, в ряде случаев рекомендуется соединять выводы базы и эмиттера при помощи дросселя, который будет жестко ограничивать уменьшение угла отсечки тока базы. В результате, в таких схемах цепь базы будет работать с режиме С с углом отсечки 70—80°, а коллекторная цепь — в режиме АВ или в режиме А.

В методике расчета усилителя, приведенной в [2 , стр. 134—138], максимальное значение статического коэффициента передачи тока базы Ко вообще не упоминается. В то же время, разброс значений Ко у транзисторов одного типа обычно составляет от 3 до 5, а иногда и больше. Необходимо иметь в виду, что фактическое значение максимальной частоты транзистора Fj может быть значительно меньше приведенного в справочнике значения. Отбракованные по этому параметру транзисторы попадают в розничную продажу.

На сравнительно невысоких радиочастотах (до 10 МГц) для усилителей мощности можно использовать полевые MOSFET-транзисторы, которые сочетают такие достоинства полевых и биполярных транзисторов как высокое входное сопротивление и большая крутизна характеристики. КПД усилителя на MOSFET-транзисторе изменяется от 0,3 на частоте 10 МГц до 0,9 на частотах менее 5 МГц (данные для мощных транзисторов IRFZ44N).

Возможно, другие типы MOSFET-транзисторов могут работать на более высоких частотах. Быстродействие таких транзисторов можно оценить по времени переключения, значение которого приводится в справочниках. MOSFET-транзисторы имеют типичные для электронных ключей характеристики, поэтому при увеличении напряжения на затворе до 3—4 В они быстро переходят из закрытого состояния в открытое, при этом крутизна характеристики доходит до 20 A/В, а сопротивление открытого канала составляет около 0,03 Ом. Следовательно, усилитель будет работать в режиме D с максимальным КПД.

Усилитель, схема которого приведена на рис.1, и усилители на MOSFET-транзисторах предназначены для усиления сигналов с телеграфной или угловой модуляцией. Для линейного усиления сигналов при достаточно высоком КПД необходимо, чтобы транзистор работал на границе режима В и режима АВ и не выходил за пределы активного режима.

Эти условия можно создать, если применить в каскаде отрицательную обратную связь по току, которую создает резистор, включенный в цепь эмиттера или истока. Считается, что это ведет к самовозбуждению усилителя. Но самовозбуждение происходит, в основном, не из-за резистора, а из-за его паразитной индуктивности.

Поэтому если рабочая частота не очень велика, а резистор в цепи эмиттера имеет малую индуктивность, то усилитель будет иметь достаточный запас устойчивости. Резистор сопротивлением до 3 Ом и с малой индуктивностью можно изготовить из скрученного в витую пару отрезка высокоомного провода. На одном конце витой пары провода нужно замкнуть накоротко, а другие концы проводов использовать для подключения к схеме.

Литература

  1. Н.В.Зернов, В.Г.Карпов. Теория радиотехнических цепей. — М.: Энергия, 1965.
  2. С.Г.Бунин, Л.П.Яйленко. Справочник радиолюбителя-коротковолновика. — Киев: Техника, 1984.

Усилитель 10 Вт на транзисторах IRF510

Рассмотрим выходной каскад КВ-трансивера uBITX. Он построен на паре полевых транзисторов IRF510 и выдает около 10 Вт. Схема примечательна тем, что использует дешевые и доступные компоненты. Интересно, удастся ли ее повторить.

Я старался придерживаться оригинальной схемы, чтобы при модификации ее в будущем было с чем сравнить результаты. Но за неимением нескольких компонентов все же пришлось внести пару изменений. Полная версия модели для LTspice доступна здесь. Рассмотрим ее по частям.

В первой ступени мы видим усилитель с обратной связью на паре параллельно соединенных 2N3904. С параллельным включением транзисторов мы уже знакомы, благодаря заметке о JBOT. Это усилитель класса А, ток покоя каждого транзистора около 20 мА. R13 и C4 фильтруют ВЧ наводки по шине питания. L1-L3 представляет собой обычный понижающий трансформатор 4:1.

Во второй ступени пара таких же усилителей, как в первой ступени, используется по push-pull схеме. Push-pull нам уже доводилось видеть во все том же JBOT.

Наконец, в третьей ступени у нас пара IRF510, тоже по схеме push-pull. Верхняя и нижняя части схемы похожи на последнюю ступень ранее рассмотренного усилителя 5 Вт. Основные отличия заключаются в следующем. Во-первых, эталонное напряжение 5 В берется не со стабилитрона. В своем усилителе я использовал линейный регулятор LD1085-5.0. С тем же успехом подойдет LM7805 или LM317. Во-вторых, здесь имеются обратные связи через R15 и R19. Как и в предыдущих ступенях, обратные связи выравнивают АЧХ усилителя.

Схема была собрана на плате 7x12 см таким образом:

Усилитель тестировался при питании напряжением 13.8 В. Документация к uBITX рекомендует выставить токи покоя каждого из МОП-транзисторов в 100 мА. Было решено выставить сначала 50 мА, а затем 100 мА, и сравнить результаты.

Выходная мощность при 50 мА:

Iq = 2 x 50 mA, 0 dBm input
Freq [Mhz]   Power [dBm]   Power [W]
       1.8          40.6        11.4
       3.7          40.9        12.3
       7.1          41.0        12.5
      10.1          40.8        12.0
      14.2          39.8         9.5
      18.1          38.2         6.6
      21.2          37.0         5.0
      24.9          35.8         3.8
      29.7          34.5         2.8

… и при 100 мA:

Iq = 2 x 100 mA, 0 dBm input
Freq [Mhz]   Power [dBm]   Power [W]
       1.8         40.7         11.7
       3.7         41.0         12.5
       7.1         41.2         13.1
      10.1         41.0         12.5
      14.2         40.0         10.0
      18.1         38.5          7.1
      21.2         37.5          5.6
      24.9         36.3          4.3
      29.7         35.2          3.3

Эффективность — около 55%. По входу КСВ ≤ 1.6 во всей рабочей полосе. Выходной импеданс оказался ~40 Ом. Можно повысить выходную мощность на пару ватт, раскачивая усилитель от 7 dBm. Но при этом растут IMD, поэтому прием годится только для телеграфа.

Схема была проверена в самодельном SSB-трансивере. Ею можно заменить ступени выходного каскада на 2N2219A и IRF510. Никаких дополнительных аттенюаторов или еще чего-то не требуется. Было проведено несколько пробных радиосвязей. Все они прошли без проблем. Трансивер работает, как и раньше, только выдает большую мощность.

Усилитель мне очень понравился. В качестве альтернативы IRF510 в схеме uBITX предлагаются RD15HVF1. Интересно, как усилитель будет работать с ними.

Дополнение: См также заметки Широкополосный QRP усилитель на RD15HVF1 и Широкополосный QRP усилитель класса C на RD15HVF1.

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.

Russian HamRadio — Усилитель мощности на МОП

Современные мощные МОП транзисторы работоспособны в широком интервале частот (1,8…175 МГц) н позволяют получить выходную мощность более 30 Вт. Эти транзисторы обеспечивают усиление по мощности 15…18 дБ и имеют превосходные интермодуляционные характеристики. Новые серии полевых МОП-транзисторов, выпускаемые фирмой Motorola и рядом японских производителей, обладая приведенными выше достоинствами, позволяют получить мощность до 100 Вт на одном транзисторе. По стоимости они сравнимы с обычными выходными лампами.

Преимуществом применения мощных полевых транзисторов в усилителях является их устойчивость в случае отключения антенны или нагрузки, что позволяет обойтись без цепей защиты при увеличении КСВ. Вероятность выхода из строя в такой ситуации мощного полевого транзистора

гораздо меньше, чем биполярного.

Входная и выходная емкости МОП-транзисторов не изменяются в зависимости от рабочей частоты или уровня входного сигнала, что упрощает проектирование усилителей мощности па полевых транзисторах, способных отдавать постоянную мощность в широком интервале частот.

Благодаря высокому входному импедансу полевого транзистора (более 1 МОм по постоянному току) разработка схемы входной цепи достаточно проста. В этом случае для достижения требуемой величины входного имепеданса (50…100 Ом) используют резистор, включаемый параллельно входу.

Резистор между затвором полевого транзистора н корпусом служит также частью делителя для подачи на затвор напряжения смещения. Данный вид соединения является более удобным, чем применение входного широкополосного трансформатора с импедансом 50 Ом. По сравнению с полевым транзистором, биполярный обладает меньшим входным импедансом (порядка 10 Ом), в силу чего более сложным становится обеспечение его согласования с трансформатором.

Внутреннее сопротивление полевого транзистора в проводящем состоянии мало (0,25…1 Ом), что дает значительное уменьшение рассеиваемой мощности.

Следует отметить, что для полной раскачки усилителя на полевых транзисторах требуется не­большая мощность подаваемого сигнала. Так, например двухтактный каскад на транзисторах MRF-13S обеспечивает на частоте 7 МГц достижение выходной мощности 60 Вт при мощности входного сигнала всего лишь 288 мВт.

Кое-что о недостатках.

В первую очередь следует отметить вероятность самовозбуждения в области ОВЧ, обусловленную очень широкой полосой рабочих частот полевых МОП-транзисторов. Например для серии MRF усиление составляет около 15…18 дБ на частоте 30 МГц и уменьшается до 10 дБ при 175

МГц.

Для предотвращения самовозбуждения на ОВЧ принимают те же меры, что и для каскадов на лампах уменьшение входного импеданса, последовательное включение в цепь затвора резистора и установка ферритовой трубочки в цепи стока. Следует обратить внимание на хорошую развязку входных и выходных цепей. Полевой транзистор может выйти из строя быстрее, чем биполярный, так как он весьма чувствителен к большим напряжениям затвора и стока, в частности, к перенапряжениям, возникающим в случае самовозбуждения.

Для защиты транзистора можно установить стабилитроны между затвором и корпусом (рис.1), однако это приводит к некоторому увеличению входной емкости. Рекомендуется подключить диоды защиты на этапе экспериментального монтажа, и затем снять их после создания окончательного варианта схемы и устранения любой возможности самовозбуждения.

Разработка и изготовление усилите­ля мощности на полевых МОП-транзисторах не вызывают затруднений, если четко выполняются предупреди­тельные меры. В первую очередь следует обратить внимание на печатную плату. При размещении деталей на ней необходимо позаботиться, чтобы входные цепи оказались максимально уда­лены от выходных.

Токопроводящие дорожки печатной платы должны быть короткими, желательно избегать их изгибов под прямыми углами. В зависимости от того, насколько рационально продумай рисунок печатной платы, паразитная емкость дорожки относительно шины земли может иметь величину от 5 до 50 пФ.

Если для диапазона ОВЧ подобные значения емкости являются значительными, то в области ВЧ (1,5…30 МГц) их наличие не порождает проблем. Фактически на этих частотах паразитные емкости оказываются даже полезными. уменьшая возможность самовозбуждения на ОВЧ.

В схеме, показанной на рис.2, приняты меры по устранению вероятности самовозбуждения. Резисторы R1 н R2 определяют входной импеданс каскада VT1 и служат делителем напряжения смешения транзистора. Уменьшение величины R2 улучшает устойчивость работы схемы. Элементы R3, С1 и С2 образуют стабилизирующую RC-развязку, причем С1 играет свою роль для диапазона ВЧ, а С2 — для ОВЧ. Z1 представляет собой маленькую ферритовую трубочку (бусинку), надетую на проводник вблизи затвора полевого транзистора, которая в сочетании с R4 препятствует самовозбуждению схемы на ОВЧ. Можно также использовать 2…3 бусинки из феррита с большей магнитной проницаемостью (125…900).

Сопротивление резистора R4 может быть в пределах 10…27 Ом. Конденсатор СЗ устанавливается в усилителе, проектируемом для работы в одном частотном диапазоне. Реактивное сопротивление СЗ должно быть больше учетверенной величины выходного импеданса. Например для диапазона 3,5 МГц его емкость составляет 680 пФ, С4…С7 н L1 образуют цепь развязки стока от источника питания.

Регулировка выходной мощности каскада на полевом транзисторе может проводиться без изменения уровня входного сигнала путем изменения напряжения смещения затвора. Так, например максимальная выходная ВЧ мощность усилителя, равная 125 Вт, может быть уменьшена всего до I Вт изменением напряжения смещения затвора с +3 В до -10 В. Это весьма удобно в усилителях CW и FM, но не рекомендуется для режима SSB из-за уменьшения линейности.

Может возникнуть вопрос: делать усилитель широкополосным или узкополосным? Очевидно, лучше использовать ВЧ-усилитель на мощных полевых транзисторах в узкой полосе час­тот, подобно ламповым усилителям, из-за более высокого значения КПД.

Например усилитель на мощном полевом транзисторе VN67AS, работающий в диапазоне 28 МГц в режиме класса С, имеет КПД порядка 85%, а для широкополосного двухтактного каскада в режиме класса В величина КПД составляет 72,6%. Для широкополосного усилителя в режиме класса АВ КПД уменьшается до 40…50%.

Усилитель, схема которого приведена на рис.3, имеет выходную мощность 60 Вт. Его транзисторы работают в режиме класса В при напряжении питания 28 В. На частоте 7 МГц при токе потребления 2,95 А КПД усилителя равен 72,6%. Транзисторы работают при напряжении смешения затвора около +1 В. Коэффициент усиления по мощности составляет 23 дБ.

Усилитель может использоваться в диапазонах от 160 м до 10 м при смене только выходного фильтра.

Четыре резистора по 220 Ом определяют величину межзатворного импеданса порядка 210 Ом. Трансформатор Т1 на фсррнтовом кольце с коэффициентом трансформации 4:1 понижает входной импеданс усилителя до 50 Ом. Параллельно включенные резисторы 3,3 кОм и 2,7 кОм образуют с резисторами затворов делитель для получения необходимого напряжения смешения. Для предотвращения самовозбуждения затворы подключены через резисторы по 15 Ом с надетыми на один из их выводов фсрритовымн бусинками.

Т2 представляет собой высокочастотный дроссель с противофазным включением обмоток, намотанных на ферритовом кольце.

ТЗ является широкополосным трансформатором, преобразующим импеданс 25 Ом между стоками в требуемый для одноднапазонного фильтра 50-омпый. Для увеличения импеданса соотношение витков должно быть 1,5:1 (2 витка первичной обмотки и 3 витка вторичной).

Выходной ФНЧ обеспечивает по­давление гармоник на 70 дБ.

При переводе усилителя в режим класса С на затворы транзисторов по­дается пулевое напряжение смешения. В этом случае при прежней мощности возбуждения выходная мощность каскада составляет 52 Вт, ток потребления — 2,75 А. Немного увеличив входной сигнал, можно восстановить прежнюю величину (60 Вт) выходной мощности. Коэффициент полезного действия для класса С — 67,5%.

Конструкция.

Усилитель был разработан для работы и одном диапазоне. В силу этого выходной фильтр установлен на общей с остальными деталями печатной плате. При желании использовать усилитель для работы на нескольких диапазонах печатная плата может быть укорочена (по пунктирной линии на рис.5)

, и в этом случае фильтры монтируются на другой плате вблизи переключателя диапазонов.

Т1 — согласующий трансформа­тор 4:1, изготавливается трифилярной намоткой 10 витков медного провода в эмалевой изоляции диаметром 0,33 мм сквозь 2 ферритовые трубочки, склеенные эпоксидным клеем, или 12 витков трифилярной намотки на сердечнике FT50-43;

Т2 — дроссель с противофазными обмотками, имеет 12 витков бифилярной намотки медного провода в эмалевой изоляции диаметром 0,65 мм на тороидальном сердечнике FT50-43:

ТЗ — широкополосный трансформатор, первичная (два витка провода диаметром 1 мм в пластиковой пли тефлоновой изоляции) и вторичная (3 витка такого же провода) об­мотки намотаны сквозь отверстия двух ферритовых трубочек, склеенных между собой эпоксидным клеем.

Катушки фильтра L1…L4 намотаны проводом диаметром 0,65 мм на тороидальных сердечниках Т68-6, число витков для L1 и L4 с индуктивностью 0,79 мкГн — 13, а для L2 н L3 с индуктивностью 1,74 мкГн — 19.

Печатная плата усилителя на рис 4.

Расположение деталей на печатной плате рис 5.

Печатная плата усилителя крепится над радиатором с зазором между ними около 3 мм. Это позволяет установить транзистор с минимальной механической нагрузкой на его корпус. Радиатор имеет те же габариты, что н плата. Излучающую поверхность радиатора лучше сделать ребристой.

Входной и выходной коаксиальные разъемы крепятся к радиатору с помощью уголков.

Катушки индуктивности выходных фильтров наматываются на ферритовых кольцах, а конденсаторы этих фильтров могут быть полистироловыми для частот менее 14 МГц или слюдяными для частот более 14 МГц. Выводы конденсаторов максимально укорачиваются для уменьшения их индуктивности.

Элементы Z1 …7.1 изготовлены продеванием проводника или вы­вода соответствующего резистора сквозь отверстия одной или, что лучше, нескольких ферритовых бусинок с внешним диаметром от 2 до 5 мм.

 

Перевод М. Сидоренко.

По материалам QST

N3/83.

 

материал подготовил А. Кищин (UA9XJK)

Руководство по выбору радиочастотных транзисторов

: типы, характеристики, применение

РЧ-транзисторы

предназначены для обработки мощных радиочастотных (РЧ) сигналов в таких устройствах, как:

  • Стереоусилители

  • Радиопередатчики

  • Телевизионные мониторы

Как и другие полупроводниковые устройства, они изготовлены из таких материалов, как кремний (Si) или германий (Ge), и легированы примесями для изменения электрических свойств.

Существует несколько основных типов ВЧ-транзисторов:

  • Биполярные РЧ-транзисторы : состоят из слоя N-типа или P-типа, зажатого между двумя слоями противоположного типа. Доступны конфигурации как NPN, так и PNP.

  • MOSFET RF : Металлооксидные полевые транзисторы (MOSFET) с каналом, изготовленным из материала N-типа или P-типа.

  • Гетеропереходные полевые транзисторы (HFET) : Требуется отрицательный источник питания, и они используются в основном для устройств управления или усиления мощности.

  • Псевдоморфные транзисторы с высокой подвижностью электронов (PHEMT): В основном используются в беспроводных устройствах и системах спутниковой связи.

Характеристики

Выбор ВЧ-транзисторов требует анализа технических характеристик. Коэффициент усиления мощности, показатель усиления мощности, представляет собой отношение выходной мощности к входной.

Коэффициент шума, мера количества шума, добавляемого во время нормальной работы, представляет собой отношение отношения сигнал / шум на входе и отношение сигнал / шум на выходе.

Коэффициент усиления мощности и коэффициент шума выражаются в децибелах (дБ).

Другие технические характеристики ВЧ-транзисторов включают:

  • Выходная мощность

  • Рабочая частота

  • Рабочая температура

Некоторые ВЧ-транзисторы поддерживают температурный диапазон и обладают механическими и электрическими характеристиками, подходящими для коммерческого или промышленного применения.Другие устройства соответствуют требованиям военных спецификаций (MIL-SPEC).

Типы корпусов ИС

Типы корпусов базовой интегральной схемы (ИС) для ВЧ транзисторов:

Для каждого типа упаковки доступно множество вариантов. Контурные пакеты транзисторов включают:

  • TO-92: одинарный линейный корпус, часто используемый для устройств с низким энергопотреблением.

  • TO-220: Подходит для силовых устройств большой мощности, среднего тока и с быстрым переключением.

  • TO-263: Версия корпуса TO-220 для поверхностного монтажа.

Пакеты транзисторов малого размера включают:

  • SOT23: Часто используется в бытовой технике, офисном и промышленном оборудовании, персональных компьютерах, принтерах и коммуникационном оборудовании.

  • SOT89: пластиковый корпус для поверхностного монтажа с тремя выводами и коллекторной площадкой для хорошей теплопередачи.

  • SOT223: герметичный корпус, обеспечивающий отличную производительность в условиях высоких температур и влажности.

Типы корпусов ИС, в которых используется плоская упаковка (FPAK), также доступны.

Способы упаковки

Методы упаковки ВЧ транзисторов состоят из:

  • Катушка с лентой

  • Железная дорога

  • Групповая упаковка

  • Трубные технологии

Метод ленточной намотки позволяет упаковывать компоненты в ленточную систему путем наматывания определенной длины или количества для транспортировки, обработки и конфигурирования в стандартном для отрасли автоматизированном оборудовании для сборки плат.

Rail, еще один стандартный метод упаковки, обычно используется только в производственных условиях. Устройства для групповой упаковки распределяются в виде отдельных частей, а компоненты лотков отправляются в лотках.

Обычно метод лампового или стержневого магазина используется для подачи биполярных РЧ-транзисторов в автоматические установочные машины для монтажа в сквозное отверстие или на поверхность.

Стандарты

ASTM E1855 — Стандартный метод испытаний для использования кремниевых биполярных транзисторов 2n2222a в качестве датчиков нейтронного спектра и мониторов повреждений смещения.

BS EN 120003 — Спецификация гармонизированной системы оценки качества электронных компонентов — Бланковая спецификация — фототранзисторы, фототранзисторы Дарлингтона, массивы фототранзисторов.

BS EN 62373 — Испытание на устойчивость к температуре смещения для металлооксидных, полупроводниковых и полевых транзисторов (MOSFET).

IEC 60747-8-2 — Полупроводниковые устройства, дискретные устройства, часть 8: полевые транзисторы, раздел два — пустая подробная спецификация для полевых транзисторов для применения в усилителях мощности с номинальным корпусом.

Список литературы

Кредит изображения:

MACOM | TT Semiconductor, Inc. | Электронные компоненты с 1 источником


Множество типов транзисторов, конкурирующих за розетки для ВЧ-усилителей

В условиях растущего рынка услуг сотовой и персональной связи (PCS) и мобильных систем третьего поколения (3G) повышенное внимание уделяется усилителям ВЧ-мощности. . Чтобы сделать усилители мощности более эффективными, с большей выходной мощностью и меньшими размерами, разработчики используют различные типы силовых транзисторов, в том числе полевые МОП-транзисторы с боковым рассеиванием (LD), металл-полупроводниковые полевые транзисторы (MESFET) на основе арсенида галлия (GaAs), GaAs. / InGaP-биполярные транзисторы с гетеропереходом (HBT), транзисторы с высокой подвижностью электронов (HEMT) из нитрида галлия (GaN) и полевые транзисторы из карбида кремния (SiC).

LD MOSFET начинают заменять традиционные кремниевые биполярные транзисторы в инфраструктурных приложениях, в то время как GaAs HBT значительно продвинулись вперед и прочно заняли нишу беспроводных мобильных телефонов. Здесь они начинают заменять популярные MESFET как жизнеспособные альтернативы. Другие структуры, такие как HBT на основе GaAs / фосфида индия-галлия (InGaP) и GaN HEMT, также начинают появляться. Кроме того, использование более экзотического материала, такого как SiC, привело к появлению полевых транзисторов, которые обещают предоставить решения для высокоплотных ВЧ-усилителей мощности с лучшей теплопроводностью.Короче говоря, несколько топологий силовых транзисторов сейчас конкурируют за разъемы для ВЧ-усилителей мощности на рынке беспроводной связи от 800 МГц до 2,5 ГГц.

Доступное напряжение 26 В и выше в передатчиках базовой станции упрощает жизнь LDMOS-усилителям мощности. Проблемы, связанные с током смещения и дрейфом порогового напряжения, которые ранее преследовали эту структуру транзистора в течение длительного времени, были преодолены.

По мере того, как разработчики продолжают улучшать характеристики усиления, эффективности, линейности и надежности, они адаптируются к недорогим пластиковым корпусам, чтобы обеспечить максимальную мощность на каждый потраченный доллар.

Например, Motorola Semiconductor расширила использование пластикового корпуса в широком диапазоне уровней выходной мощности. Хотя маломощные LDMOS-транзисторы, используемые в качестве драйверов, были первыми, в которых использовался пластиковый корпус, в этом году Motorola расширила эту возможность до мощных выходных каскадов. Помимо обеспечения высокой мощности в недорогих корпусах, Mo-torola гарантирует низкие интермодуляционные искажения (IMD). Это отвечает требованиям новых схем цифровой модуляции, используемых в сотовых системах текущего и следующего поколений.

В соответствии с этой стратегией, Motorola недавно отказалась от мощной пластмассовой детали. Устройство имеет пиковую мощность огибающей (PEP) 45 Вт и коэффициент усиления 18,5 дБ на частоте 945 МГц. Подходит для приложений с частотой до 1 ГГц, это устройство обеспечивает IMD третьего порядка (IMD3) -31 дБн и КПД добавленной мощности (PAE) 41%.

Для эффективного использования пластиковой упаковки требуется агрессивное управление температурой. Помимо использования лучших упаковочных материалов с более высокими температурами стеклования, Motorola полагается на умные методы измерения температуры и компенсации для эффективного управления рассеиваемой мощностью в десятки ватт.На микросхеме питания реализованы запатентованные методы измерения и компенсации, чтобы кристалл оставался холодным.

Внутри корпуса Motorola включает согласующие цепи LC для увеличения входного и выходного сопротивления транзистора. Но компания заинтересована только в том, чтобы конструктору было проще увеличить это сопротивление до 50 Ом или выше. «Задача разработчика — расширить этот высокий импеданс до импеданса нагрузки. Для этого потребуются менее сложные схемы», — отмечает Леонард Пеллетье, инженер по поддержке приложений в Motorola.

В связи с тем, что пользователи нуждаются в гарантированных характеристиках, Motorola упростила свои методы тестирования и производства. Между тем, по мере того, как компания начинает выпускать версии устройств, основанные на технологии HV5 пятого поколения, компания вносит улучшения в отношении равномерности усиления, компенсации дрейфа и линеаризации. Ожидается, что в следующем году будут выпущены высокомощные LDMOS-устройства на основе этого процесса. Согласно Motorola, эти новые устройства будут напрямую конкурировать с модулями GaAs FET в области высокой мощности (Таблица 1) .

В отличие от Motorola, UltraRF использует преимущества низкой стоимости и высокой плотности низкотемпературной керамики совместного обжига (LTCC). Согласно UltraRF, дочерней компании Cree Inc., LTCC сопоставима по стоимости с пластиковой упаковкой. Тем не менее, он обеспечивает преимущества, присущие керамическому материалу, и меньший размер для трехмерных структур. (Cree приобрела UltraRF в конце прошлого года у Spectrian, производителя мощных модулей РЧ-усилителя для индустрии беспроводной связи.)

Но для тех приложений, где размер не критичен, UltraRF предлагает альтернативное однослойное толстопленочное решение на основе оксида алюминия.Хотя усилители мощности, построенные на подложках из оксида алюминия, больше, чем LTCC, они дешевле и быстрее в разработке, утверждает производитель. Для этой схемы UltraRF разработала собственный метод крепления большой керамической детали на меди, чтобы получить наилучшие тепловые характеристики силового кристалла (рис. 1) . Это позволяет силовому модулю работать в диапазоне температур от -55 ° C до 155 ° C. Также были улучшены методы повторной обработки, чтобы добиться более высокой производительности и сохранить низкие производственные затраты.

Кроме того, UltraRF повышает эффективность и линейность мощных LDMOS-транзисторов. «Линейность — ключевое требование в многоканальных приложениях, — говорит Джон Куинн, вице-президент по маркетингу и разработке новых продуктов. «Например, огибающая модуляции в широкополосном CDMA или W-CDMA представляет собой сложный сигнал. Вы не можете позволить себе искажать этот сигнал. Хорошая линейность чрезвычайно важна для сведения искажений к минимуму», — добавляет он.

Активный сторонник RF LDMOS, Куинн считает, что стоимость, производительность и простота использования являются ключевыми преимуществами приложений для беспроводных базовых станций.«По сравнению с полевыми транзисторами из GaAs, стоимость выработки энергии с LDMOS намного ниже», — утверждает он. Между тем, UltraRF также доводит ВЧ огибающую LDMOS до 3,5 ГГц, где намеревается составить конкуренцию полевым транзисторам на основе GaAs.

Еще одним крупным сторонником недорогих радиочастотных блоков питания является франко-итальянский производитель микросхем STMicroelectronics Inc. термостойкие дискретные LDMOS-устройства повышенной надежности и прочности (рис.2) .

В отличие от обычного DMOS, LDMOS не использует изолятор, чтобы изолировать сток от земли. По словам производителя, эта функция улучшает электрические и тепловые характеристики полевого транзистора LDMOS, а также позволяет создать экономичную пластиковую упаковку для поверхностного монтажа.

Для достижения высоких токовых характеристик и снижения реактивного вклада до 1 ГГц STMicroelectronics модифицировала одобренный JEDEC пакет PowerSO-10. В обновленной версии боковые штифты PowerSO-10 заменены двумя сплошными выводами.Кроме того, рамки выводов уменьшены в масштабе и прижаты, чтобы сократить длину проводов и соответствующие реактивные эффекты.

Кроме того, высокая теплопроводность корпуса обеспечивает температуру перехода до 150 ° C и рассеиваемую мощность до 150 Вт. В результате устройства в пластиковых корпусах для поверхностного монтажа могут обеспечивать до 60 Вт непрерывной выходной мощности с правильным уровнем интермодуляционных искажений при работе в классе AB. «Нет снижения производительности, и стоимость значительно снижается по сравнению с керамическими корпусами», — объясняет Эд Гдовик, менеджер по маркетингу радиочастотных продуктов в STMicroelectronics.

Настраивая процесс CoSi 2 и уменьшая ширину затвора, компания также поднимает планку производительности своих RF LDMOS IC, чтобы удовлетворить потребности W-CDMA и других развивающихся диапазонов сотовой связи. К концу года STMicroelectronics представит образцы версий с тактовой частотой 2,3 ГГц. Планируется использование пластиковых упаковок, но на первых порах будет керамика.

Среди других известных поставщиков LDMOS — Hitachi Semiconductor, Philips Semiconductors, RF Micro Devices, Stanford Microdevices и Xemod Inc.Hitachi, например, расширит возможности своих LDMOS-транзисторов до 2 ГГц за счет перехода на MOS 0,5 мкм. «Цель состоит в том, чтобы уменьшить геометрию при сохранении того же напряжения пробоя», — отмечает Тед Сато, главный инженер Hitachi.

«Помимо высокой выходной мощности, хорошей эффективности и линейности, есть некоторые другие атрибуты, которые делают LDMOS привлекательным, — говорит Пол Паттерсон, директор бизнес-подразделения беспроводной связи, легкого программного обеспечения и питания Hitachi Semiconductor (America) Inc.». прочность, хорошая теплопроводность, стабильность в широком диапазоне температур, а также отсутствие специальной схемы температурной компенсации.По сравнению с пластинами из GaAs, LDMOS производится на 6–8-дюймовых пластинах. вафли, чтобы сохранить низкую стоимость ».

Hitachi производит мощные гибридные модули LDMOS UHF-усилителей со встроенными схемами согласования импеданса. Он находится в процессе создания кремниевых монолитных СВЧ-микросхем (MMIC) со встроенными пассивными элементами и LDMOS-устройств на единой подложке. Опытные образцы усилителей мощности на основе этой технологии будут выпущены в конце этого года.

Благодаря правильному сочетанию структуры устройства и обработки оксида затвора, Xemod оптимизировал производительность своих LDMOS-транзисторов, чтобы обеспечить более высокое усиление на каскад, большие области безопасной работы и повышенную линейность.Xemod разработал полный набор силовых каскадов QuikPAC для проектирования и производства ВЧ-усилителей мощности 2,5 ГГц. Модули можно легко реализовать в микрополосковой сборке вместе с другими пассивными и активными компонентами, включая схемы согласования входов и выходов, чтобы создать полностью согласованный по импедансу усилитель мощности, который генерирует сотни ватт выходной мощности.

Xemod разработал запатентованный метод исправления ошибок для QuickPAC. Он обеспечивает саморегулирующуюся коррекцию интермодуляционных искажений по прямой / предыскажению с широким динамическим диапазоном и широкой мгновенной полосой пропускания для приема сложных цифровых сигналов.Этот метод требует меньшего количества и более коротких линий задержки для уменьшения однопутевых потерь.

После увеличения частоты среза своих силовых LDMOS-транзисторов второго поколения до 3,5 ГГц, Philips Semiconductors теперь концентрируется на снижении дрейфовых характеристик своих устройств за счет минимизации инжекции горячих несущих и экранирования затворной и стоковой секций полевого транзистора. При производстве деталей второго поколения Philips за 20 лет успешно продемонстрировала дрейф менее 10% без приработки.Следующая цель компании — еще больше сократить дрейф до менее 3% в течение 20 лет без перебоев в использовании устройств 3G.

Как и многие другие, Philips использует металлизацию с золотым покрытием для достижения более высокой средней наработки на отказ (MTF) и большей надежности для своих LDMOS-деталей. Кроме того, Stanford Microdevices использует моделирование и моделирование, чтобы выжать из устройств LDMOS больше непрерывного питания на частоте 2,4 ГГц.

Между тем, используя радиочастотные свойства новых сложных полупроводниковых материалов, начали появляться и другие структуры транзисторов.Потенциальным кандидатом с перспективами конкуренции с LDMOS является GaN HEMT.

Nitronex Corp. объединила радиочастотные преимущества GaN с запатентованной методологией изготовления HEMT на более крупных недорогих кремниевых подложках. Компания успешно продемонстрировала GaN HEMT на 4 дюйма. кремниевые пластины, использующие запатентованную технологию переходного слоя и запатентованную технологию эпитаксиального роста и осаждения, маркированную Pendeo. До сих пор такие усилия ограничивались 2-дюймовым. пластины с использованием кремний-на-изоляторе (КНИ) и сапфировых подложек, которые являются сравнительно дорогими материалами.

«GaN не может быть выращен сам по себе как полупроводниковый кристалл экономически выгодным способом из-за физических ограничений», — говорит Т. Уоррен Уикс, директор по материаловедению Nitronex. «Мы решили эти проблемы, чтобы обеспечить коммерчески жизнеспособное решение для выращивания GaN на подложках большой площади», — добавляет он.

Для сравнения, плотность тока и подвижность электронов для GaN-транзисторов намного выше (Таблица 2) . «Прежде всего, это означает более высокий импеданс устройства», — отмечает Рик Борхес, директор по разработке устройств Nitronex.«Следовательно, согласование до 50 Ом проще и с меньшими потерями. Кроме того, GaN HEMTs предлагают работу при высоком напряжении с высоким напряжением пробоя. Кроме того, технология может быть расширена до более высоких частот, вплоть до 30 ГГц», — Борхес объясняет.

Nitronex готовит GaN HEMT с пиковой мощностью от 8 до 35 Вт в диапазонах сотовой связи 2,0, 2,5 и 3,0 ГГц. Эти устройства работают от источника стока 28 В с напряжением от -3 до -4 В на затворе в качестве напряжения отсечки. Чтобы отвести тепло, Nitronex также интегрирует с устройством радиатор для лучшей теплопроводности.Компания установила пилотную производственную линию на своем предприятии в Роли, Северная Каролина, и планирует доставить прототипы к концу этого квартала.

Аналогичные усилия ведутся и в Кри, где ученые разработали 50-омный AlGaN / GaN HEMT с использованием затворов шириной 100 и 150 мкм и длиной от 0,5 до 0,6 мкм. В одноступенчатом усилителе класса AB достигнута плотность мощности 9 Вт / мм. Для оптимальных тепловых характеристик усилитель был прикреплен к подложке из нитрида алюминия (AlN), на которой были изготовлены конденсаторы металл-изолятор-металл (MIM), металлические резисторы и межсоединения с воздушным мостом, чтобы завершить схему усилителя. .

Cree продолжает улучшать характеристики SiC FET для высокопроизводительных ВЧ-приложений. SiC имеет очень высокую теплопроводность и удельную мощность.

Компания Cree первой разработала SiC полевой транзистор класса B, способный генерировать около 14 Вт выходной мощности на частоте 1,95 ГГц, с усилением мощности 11 дБ и 60% PAE. Это линейное устройство, специально предназначенное для базовых станций CDMA, обеспечивает превосходный коэффициент мощности по соседнему каналу (ACPR) в конструкции мощного ВЧ усилителя. Хотя в настоящее время производительность SiC FET ниже, чем у кремниевых LDMOS или GaN HEMT, Кри с оптимизмом смотрит на то, чтобы выжать больше энергии из меньшего кристалла в будущем.

На арене сотовых телефонов, где напряжения ниже, а уровни выходной мощности умеренные, сценарий другой. В этой области GaAs HBT набирают популярность среди разработчиков усилителей мощности, особенно для приложений мобильных телефонов CDMA и W-CDMA, где требования к линейности жесткие. Здесь HBT с однополярным питанием вытесняют полевые транзисторы из GaAs с двойным питанием. Недавнее улучшение эмиттерной структуры HBT также делает его привлекательным с точки зрения надежности и технологичности.

InGaP Замена AlGaAs
Некоторые разработчики заменяют традиционный эпитаксиальный слой алюминия-галлия-арсенида (AlGaAs) на InGaP в секции эмиттера, чтобы еще больше упростить процесс изготовления и улучшить температурную стабильность транзистора. Например, M / A-COM, подразделение Tyco Electronics, использует эти усовершенствования для производства нового поколения GaAs / InGaP HBT для своих усилителей мощности РЧ, предназначенных для диапазонов GSM и DCS. M / A-COM построила трехкаскадные усилители мощности, которые работают от одной тройки.Напряжение питания от 0 до 5,5 В и мощность 35,5 дБмВт при эффективности 50%. Все это в пластиковом корпусе с микровыводом, который включает согласование по входу / выходу 50 Ом. Чтобы снизить стоимость своих усилителей, M / A-COM скоро начнет производство своих новых HBT на 6 дюймов. вафли.

Другие производители, использующие преимущества InGaP при изготовлении HBT, включают Anadigics, Agilent Technologies Inc., Alpha Industries, EiC Corp, Stanford Microdevices и Toshiba. Кроме того, Motorola находится в процессе завершения своего эпитаксиального слоя InGaP и планирует представить такие HBT в конце этого года.«Секретный рецепт кроется в эпитаксиальном слое», — говорит Майк Чивьелло, директор по маркетингу группы беспроводных абонентских систем Motorola Semiconductor. «Традиционные HBT из AlGaAs / GaAs имеют долгосрочные проблемы с надежностью».

Кроме того, Motorola готовит псевдоморфный HEMT-транзистор с улучшенным режимом (E-mode pHEMT), чтобы расширить свой ассортимент продукции. Предлагая значительное улучшение по сравнению с обычными полевыми транзисторами MESFET, «pHEMT E-режима подавляют утечку и исключают использование генератора отрицательного напряжения (NVG)», — добавляет Чивиелло.Он продолжает, что это два движущих фактора для pHEMT Е-режима. Фактически, ток утечки является проблемой для многих других производителей в этой битве.

pHEMT E-режима основан на методе положительного смещения затвора, который делает ток стока незначительным для устранения отрицательного напряжения питания (рис. 3) . Он обеспечивает преимущества в эффективности, усилении и линейности по сравнению с MESFET. Motorola использует свои pHEMT E-mode для подготовки двухдиапазонного, двухрежимного интегрированного усилителя мощности (IPA) для мобильных телефонов GSM, выпуск которого намечен на это лето.

отвечает требованиям GSM и DCS.
Этот двухдиапазонный IPA, отвечающий требованиям к выходной мощности мобильных телефонов GSM и DCS, обеспечивает повышение эффективности примерно на 4–5% по сравнению со старыми полевыми транзисторами MESFET. Как правило, в режиме GSM IPA на основе pHEMT в E-режиме удовлетворяет требованиям к мощности GSM в 35,8 дБмВт при достижении PAE 55%. Аналогичным образом, в режиме DCS он будет обеспечивать выходную мощность 34 дБмВт и PAE 45%.

Еще одним сторонником pHEMT E-режима для усилителей мощности для мобильных телефонов GSM и CDMA является компания Agilent Technologies.Фактически, Agilent перенесла свой собственный процесс pHEMT E-mode в производственную среду. Компания также готовит силовые модули как часть своего решения RF-чипсета для приложений CDMA. По словам Agilent, при разработке этих силовых модулей особое внимание было уделено сроку службы батарей и размеру продукта. Параллельно с этим технология распространяется на усилители мощности для приложений GSM.

По сравнению с HBT оба этих игрока рекламируют более высокую эффективность своих улучшенных pHEMT.И они продемонстрировали достаточно хорошую линейность, чтобы бросить вызов HBT как текущего, так и нового поколения на территории сотовых телефонов. Однако в таких приложениях, как W-CDMA, где потребность в линейности выше, HBT по-прежнему будет доминировать, говорит Motorola. Следовательно, поставщики продолжат поддерживать обе технологии в своих портфелях продуктов.

Интересно, что Motorola закрывает главу, посвященную MESFET, но не без того, чтобы сделать ее конкурентоспособной по сравнению с другими в кольце. Для этого последний член семейства GaAs MESFET, MRFIC1859, поставляется со встроенным NVG, чтобы облегчить проблему использования двух источников питания.«Этот двухдиапазонный (GSM / DCS) IPA реализует уникальную схему RF-выпрямления для реализации NVG без паразитных выходных сигналов», — утверждает Чивьелло. По его мнению, это знаменует конец эры MESFET для Motorola.

В настоящее время предпринимаются несколько попыток по откачке большей мощности из SiGe HBT со сравнимой эффективностью, усилением и линейностью в желаемых диапазонах сотовой связи. Anadigics и TEMIC Semiconductors составляют одну команду, которая близка к достижению этой цели. Вместе они разработали усилитель мощности в формате многокристальных модулей (MCM) для сотовой модуляции CDMA.Помехи по соседнему каналу для этого модуля были достаточными при выходной мощности 27 дБмВт, но требуется дополнительная работа для повышения его эффективности, линейности и усиления на более высоких уровнях выходного сигнала. Кроме того, некоторые разработчики изучают идею включения SiGe HBT в процесс biCMOS для достижения более высоких уровней интеграции вокруг усилителя мощности.

Таким образом, высокочастотные силовые транзисторы, позволяющие использовать усилители мощности для различных приложений беспроводной связи, бывают самых разных видов.Со временем выбор просто продолжает расти. Никакая отдельная технология не является бесспорным лидером для любого конкретного приложения беспроводной радиосвязи. Другими словами, ни один транзистор не может удовлетворить все потребности. Работа дизайнера заключается в том, чтобы идти на компромиссы и компромиссы, которые наилучшим образом соответствуют дизайну и требованиям конечной системы.


Приведение к нулю лучшей транзисторной технологии RF для конструкции усилителя большой мощности вашего радара — Обзор продукции для микроволновых печей

от Integra Technologies, Inc.

Лучшие полупроводниковые усилители большой мощности (HPA), особенно те, которые используются в критических оборонных, аэрокосмических и погодных радиолокационных приложениях, начинаются с правильного выбора дискретных или интегрированных силовых высокочастотных транзисторов. Сегодня доступно несколько полупроводниковых технологий активных устройств для усиления импульсных и непрерывных (CW) сигналов в узкой или широкой полосе частот от HF / VHF / UHF до частот L-, S-, C- и X-диапазонов и выше. Транзисторы для использования в высокочастотных / микроволновых HPA включают некоторые хорошо зарекомендовавшие себя устаревшие технологии устройств, такие как кремниевые биполярные и кремниевые силовые транзисторы VDMOS, а также новейшие технологии силовых транзисторов, такие как кремниевый LDMOS и нитрид галлия (GaN) на кремнии. карбидные (GaN-на-SiC или GaN / SiC) силовые транзисторы с высокой подвижностью электронов (HEMT).В зависимости от частоты, полосы пропускания и других требований каждая транзисторная технология предлагает свой собственный набор преимуществ производительности с точки зрения выходной мощности, усиления и эффективности. Но оценка компромиссов, связанных с затратами и стоимостью, может быть сложной задачей. Этот технический обзор предназначен для того, чтобы дать вам фору. Мы объясним ключевые моменты, на которые следует обратить внимание, а также преимущества и недостатки каждой технологии, а также приведем несколько примеров идеального соответствия для определенных типов приложений на разных частотах и ​​в разных условиях формы сигнала.

Рисунок 1: Модель IB1011S1500 представляет собой кремниевый биполярный силовой транзистор, который способен обеспечивать выходную мощность 1400 Вт на частоте 1030 или 1090 МГц с шириной импульса 10 мкс при рабочем цикле 1%

Варианты применения и их влияние на первоначальный выбор транзистора

Силовые высокочастотные транзисторы обычно характеризуются типом сигналов, которые они будут обрабатывать, например, непрерывными или импульсными сигналами. А при усилении импульсных сигналов диапазон условий сигнала является наиболее сложным, что определяется шириной импульса и скважностью импульса.

Несмотря на то, что различные типы силовых ВЧ / СВЧ-транзисторов обладают высокой энергоэффективностью, ни один силовой транзистор не является энергоэффективным на 100%, так как некоторая мощность постоянного и высокочастотного тока, подаваемая на силовой транзистор, неизбежно теряется в виде тепла (которое также должно рассеиваться. ). Усиление непрерывных сигналов или длинных импульсов и / или импульсов с высокой скважностью приведет к большему нагреву от одной транзисторной технологии, чем от другой, и будет отличаться по сравнению с обработкой коротких импульсов или импульсов с малой скважностью. В результате не существует технологии «серебряной пули» для удовлетворения всех сегодняшних требований к усилению высокой мощности.Единственное решение — согласовать ключевые характеристики типа транзистора с наиболее важными требованиями вашего приложения. Но, как вы узнаете, это становится не только сравнением спецификаций и спецификаций, но и требует признания других компромиссов на уровне системы, чтобы достичь наилучшего сочетания производительности, надежности, управления температурным режимом и общей стоимости работ. стоимость материалов (BOM) для вашего HPA.

Усиление на кремниевых биполярных транзисторах

Кремниевый биполярный транзистор (BJT) — самая старая технология для импульсных приложений, но она не является устаревшей.Si BJT все еще находятся в регулярном производстве и будут производиться в обозримом будущем из-за постоянного спроса на них. Даже сегодня некоторые атрибуты устройств Si BJT не могут сравниться ни с одной другой технологией. Например, усилители Si BJT имеют самые маленькие и недорогие схемы и требуют только одного положительного напряжения питания. Тем не менее, новые конструкции HPA, как правило, не включают Si BJT-устройства из-за их низкого радиочастотного усиления и их потребности в дорогих и экологически вредных корпусах BeO.

IB1011S1500 компании Integra является примером Si BJT, разработанного для приложений IFF / SSR (, рис. 1, ). Это устройство обычно обеспечивает выходную мощность> 1400 Вт на частоте 1030 или 1090 МГц, с усилением> 9,8 дБ и КПД 48% при длительности импульса 10 мкс и 1% рабочего цикла.

Si LDMOS

Si LDMOS является более новой технологией, чем биполярный Si, и нашел широкое применение в приложениях связи с высокой линейностью, а также в широкополосных усилителях CW. Это также отличный выбор для импульсных приложений вплоть до L-диапазона.(Доступны транзисторы LDMOS L-диапазона S-диапазона; их характеристики ниже, чем у устройств GaN HEMT на этой частоте). Si LDMOS хорошо подходит для приложений с длительными импульсами и / или высокой скважностью из-за очень низкого теплового сопротивления на ватт, что также способствует его превосходным характеристикам устойчивости к КСВН. Однако ограничивающим фактором Si LDMOS является то, что он предлагает более низкую энергоэффективность по сравнению с биполярным Si или GaN HEMT.

Рисунок 2: Модель ILD1011L950HV — кремниевый силовой LDMOS-транзистор с импульсной выходной мощностью 1100 Вт в режиме S ELM для приложений IFF / SSR на 1030 МГц

ILD1011L950HV от Integra — отличный пример современного Si LDMOS-транзистора. для приложений авионики L-диапазона ( Рисунок 2 ).Этот транзистор обычно выдает 1100 Вт на частоте 1030 МГц при требовательной форме сигнала ELM в режиме S (48 x {32 мкс вкл., 18 мкс выкл.}, Длительный рабочий цикл 6,4%) с усилением 16 дБ и КПД 55%. В отличие от аналогичных устройств других производителей, уникальной особенностью этого устройства является то, что это несимметричный, а не двухтактный транзистор. Следовательно, требуется меньшая, менее дорогая и простая схема, поскольку не требуется балуна. Этот тип дополнительных функций — это то, на что вам следует обратить внимание при сравнении таблиц данных.

Переход на GaN

GaN HEMT — новейшие разработки в области силовых транзисторных ВЧ- и СВЧ-технологий. Они быстро завоевывают популярность во многих приложениях из-за их высокого усиления и высоких уровней мощности в S-диапазоне и выше. Силовые транзисторы на основе GaN чаще всего производятся на подложке из карбида кремния (SiC), которая обеспечивает отличный отвод тепла для повышения долговременной надежности.

GaN HEMT идеально подходят для импульсных приложений большой мощности и их требований к удельной мощности (по сравнению с приложениями в непрерывном режиме), поскольку возможность проектирования на подложке SiC обеспечивает оптимальное охлаждение.Из-за этой превосходной плотности мощности ваша выходная емкость на ватт будет намного ниже. Это позволяет выполнять настройку гармоник на выходе с эффективностью> 85% даже при уровнях мощности в кВт. Значительно более низкая емкость на ватт также позволяет этим устройствам работать на гораздо более высоких частотах, чем это возможно с LDMOS. Однако одним из недостатков GaN HEMT является то, что они работают в режиме обеднения, что означает не только то, что для них требуются источники как положительного, так и отрицательного напряжения, но и напряжение затвора также должно подаваться перед напряжением стока.Чтобы устранить эту ловушку, Integra включает в свои поддоны и испытательные приспособления схемы импульсной синхронизации и последовательности (GPS), что значительно сводит к минимуму эту проблему и ее влияние на вашу спецификацию.

IGN1011L1200 — это пример современного устройства GaN HEMT (, рис. 3, ). Этот транзистор обычно обеспечивает выходную мощность> 1250 Вт на частотах 1030 и 1090 МГц для приложений IFF / SSR, использующих одну и ту же схему (вследствие низкой емкости на ватт) вместе с усилением 17 дБ и исключительно высоким КПД 85% в режиме S ELM. форма волны (48 x {32 мкс вкл., 18 мкс выкл.}, 6.4% длительный рабочий цикл).

Рисунок 3: Модель IGN1011L1200 — это силовой транзистор GaN-на-SiC, способный выдавать импульсную выходную мощность 1250 Вт в режиме S ELM для приложений IFF / SSR как на 1030, так и на 1090 МГц

Выбор правильной транзисторной технологии

Требования приложение, такое как тип формы сигнала, частота, полоса пропускания и уровень выходной мощности, будет определять тип характеристик, необходимых вашему усилителю мощности и его силовым транзисторам. На более низких частотах все описанные выше транзисторные технологии являются жизнеспособными кандидатами, и выбор того, что использовать, будет зависеть от того, что для вас наиболее важно.В S-диапазоне и выше GaN HEMT на SIC — действительно единственный выбор. Между тем ваша задача найти баланс между стоимостью и производительностью становится все сложнее, и мы советуем начинать с тех решений, которые уже определены в отрасли как идеально подходящие как для импульсных, так и для непрерывных схем. Таблица 1 суммирует преимущества и недостатки трех рассмотренных транзисторных технологий.

Заключение

Порядок определения приоритетов в спецификациях силовых ВЧ-транзисторов будет зависеть от конечной производительности и бюджетных требований, предъявляемых к вашей конструкции HPA.И самые дорогие транзисторы вполне могут стоить вложений, которые они окупают с вашими общими затратами на сборку. Частотный диапазон и полоса пропускания, а также то, будет ли усилитель обрабатывать импульсные или непрерывные сигналы, являются вашими первыми решениями, но эти требования только помогут сузить выбор лучшей технологии силовых транзисторов и устройства для работы. Понимание влияния всей блок-схемы вашего HPA имеет важное значение, а определение дополнительных функций и разумного выбора конструкции, сделанных вашим поставщиком транзисторов, может стать решающим фактором.

В конце концов, все сводится к тому, чтобы заранее решить, как далеко должен пройти ваш радарный сигнал, с какой частотой и с каким уровнем разрешения. Это определит, насколько вы готовы растянуть бюджет силовых транзисторных устройств в вашей блок-схеме. Найдите правильный компромисс между ценой и производительностью, и у вас будет сила, необходимая, чтобы совершить революцию в индустрии радаров.

Рисунок 4: Низкопрофильные силовые модули RF или «поддоны» включают RF согласование, схему источника питания и схему управления, чтобы упростить интеграцию силового транзистора в конструкцию усилителя мощности

Таблица 1: Сравнение силовых высокочастотных транзисторов Технологии для приложений импульсных радаров

Транзисторы, подробно описанные в этой статье, являются лишь несколькими примерами из обширного портфеля устройств, доступных от Integra для всех трех полупроводниковых технологий.Доступны устройства с внутренним согласованием импеданса и без него, а также в разных стилях корпуса. Кроме того, многие из этих силовых транзисторов также доступны в виде интегрированных сборок печатных плат, радиочастотных силовых модулей или «поддонов». Эти интегрированные низкопрофильные платы включают в себя ВЧ-согласование, схему источника питания и схему управления (, рис. 4, ), чтобы еще больше упростить интеграцию в вашу систему усиления ВЧ-мощности.

(797)

Транзисторы — РФ, МОП-транзисторы, разное.

Щелкните подкатегорию.

  1. 0,75 доллара США

    Добавить в корзину

    4N25 6-контактные оптоизоляторы Dip Транзисторный выход

  2. 1 доллар.95

    Добавить в корзину

    IRF510 Транзистор, 5,6 А, 100 В, 0,540 Ом, N-канальный силовой полевой МОП-транзистор

  3. 53 доллара.91

    Добавить в корзину

    MRF171A Транзистор, РЧ МОП-транзистор, 45 Вт, 150 МГц, 28 В

    MFR: M / A-COM

    Новый старый запас * Больше не доступен для экспорта

    Артикул: MRF171A-MA

  4. 129 долларов.91

    Добавить в корзину

    Для согласованной четверки (4) просто закажите две пары

    MFR: Toshiba, Япония

    Новые старые запасы * больше не доступны для экспорта

    Артикул: 2SC2782A-MP

  5. Добавить в корзину

    Силовые кремниевые NPN-транзисторы высокой мощности Эти устройства разработаны для линейных усилителей, последовательных регуляторов и приложений с индуктивной коммутацией.

    Характеристики

    • Допустимый ток второго пробоя с прямым смещением IS / b = 3,75 Adc @ VCE = 40 Vdc — 2N3771 = 2,5 Adc @ VCE = 60 Vdc — 2N3772 • Эти устройства не содержат свинца и соответствуют требованиям RoHS

    MFR: ON Semiconductors

    & nbs2N3771G ON Полупроводниковый транзистор NPN 40V 30Ap; Артикул: 2N3771G-ON

  6. 4 доллара.95

    Добавить в корзину

    2N5756 Транзистор, MFR: RCA больше не доступен для экспорта, (NOS)

    Сделано в США

  7. 9 долларов.95

    Добавить в корзину

    2N174 Транзисторы, германиевый PNP, MFR: Delco

  8. Добавить в корзину

    2N2222A — хороший недорогой NPN-транзистор общего назначения для усиления и переключения мощности от низкой до умеренной.
    Корпус: 22-03 TO-18
    Биполярный транзистор малой мощности
    0.8AI (C),
    40V V (BR) CEO
    1-Element
    Silicon
    New Old Stock * Больше не продается
    MFR: Motorola
    Артикул: 2N2222A-M

    См. Технические данные для получения дополнительной информации

  9. 9 долларов.95

    Добавить в корзину

    Discrete Semiconductor
    New Old Stock * Больше не доступен для экспорта
    MFR: Motorola
    SKU: 2N2905A-MOT

  10. Добавить в корзину

    2N2907 Транзистор пластиковый

RF Power GaN на SiC HEMT 25 Вт Дискретный транзистор

Примечания по применению Руководство по пайке корпусных транзисторов
Примечания по применению Процедура монтажа с индием
Примечания по применению Сигнал нагрузки с большой нагрузкой Полевой транзистор (FET) Модель
Примечания по применению Тепловая оптимизация усилителей мощности на GaN-HEMT-транзисторах с использованием новой самонагревающейся модели большого сигнала
Примечания по применению Руководство по тепловым характеристикам для мощных SiC MESFET и GaN HEMT Transistors
Замечания по применению Процесс сборки печатных плат под пайку методом потовой пайки
Лист данных
Файлы дизайна CG2h50025F-AMP-838124F Параметры 905 S-номинал ameters — VDS = 28 В — IDQ = 100 мА
S-параметры CG2h50025 S-параметры — VDS = 28 В — IDQ = 250 мА
S-параметры CG2h50025 S-параметры — VDS = 28 В — IDQ = 400 мА
Технические документы и статьи 6-портовые модели GaN HEMT помогают разработчикам оптимизировать эффективность PA

от Raymond S.Пенджли — Уильям Приббл — Томас Смит

Это моделирование усилителей мощности (PA) для современных беспроводных базовых станций и систем малых сот является важной частью процесса проектирования. На сотовой станции — PA потребляет большую часть электроэнергии постоянного тока — выделяет больше всего тепла — и, следовательно, представляет самые большие эксплуатационные расходы. Максимальная эффективность PA является необходимостью для управления этими затратами, что является серьезной проблемой для PA, который также должен быть очень линейным для поддержки сложных многоуровневых типов модуляции и широкой полосы пропускания, используемых для текущих и развивающихся стандартов беспроводной передачи.Точное моделирование позволяет проектировщику PA решать эти проблемы, исследуя доступные варианты проектирования и затем оптимизируя схему, выбранную для приложения.

Технические документы и статьи Двухтактный усилитель мощности мощностью 40 Вт для высокой эффективности — приложения с широким диапазоном частот в диапазоне СВЧ

, РМ Смит — Дж. Лис — П. Дж. Таскер — Дж. Бенедикт и С. К. Криппс — Высокоэффективный Двухтактный усилитель мощности был разработан и измерен в полосе частот от 250 МГц до 3.1 ГГц. Выходная мощность составляла 46 дБм при эффективности стока более 45% в диапазоне от 700 МГц до 2 ГГц — при минимальной выходной мощности 43 дБм во всем диапазоне. Вдобавок — минимальная эффективность стока 60% и усиление преобразователя 11 дБ были измерены в диапазоне от 350 МГц до 1 ГГц. Конструкция была реализована с использованием балуна линии передачи коаксиального кабеля, который обеспечивает широкополосный коэффициент преобразования импеданса 2: 1 и снижает потребность в традиционном согласовании с ограничением полосы пропускания. Комбинация выходной мощности, ширины полосы пропускания и эффективности считается лучшей на сегодняшний день на этих частотах.

Технические статьи и статьи Высокоэффективный четырехкаскадный модуль усилителя мощности Doherty GaN HEMT мощностью 100 Вт для систем WCDMA

от Андрея Гребенникова — В этой статье — новая высокоэффективная четырехступенчатая архитектура усилителя мощности Доэрти Предложены и изготовлены удобные для практической реализации в приложениях базовых станций современные стандарты связи.

Технические документы и статьи Высокоэффективный трехканальный GaN-усилитель Догерти мощностью 100 Вт для базовых станций

от Marco J.Пелк — У. К. Эдмунд Нео — Джон Р. Гаджадхарсинг — Рэймонд С. Пенгелли — Лео К. Н. де Врид — Представлен трехканальный усилитель мощности для базовой станции на основе GaN мощностью 100 Вт на частоте 2,14 ГГц.

Технические статьи и статьи Новая высокоэффективная архитектура коммутируемого усилителя мощности РЧ для импульсно-кодированных сигналов

Шейх Ниджам Али — Томас Джонсон — Предлагается новая архитектура для импульсных усилителей мощности РЧ. В этой конструкции — сигнал с импульсной кодировкой переключает одиночное силовое устройство RF с широкополосным выходным согласованием, соединенным с выходным диплексером.Полное сопротивление оконечной нагрузки широкополосного канала на устройстве сводит к минимуму потери при переключении.

Технические статьи и статьи Обзор GaN на SiC силовых транзисторах и MMIC

с высокой подвижностью электронов, подготовленный Раймондом С. Пенгелли — Саймоном М. Вудом — Джеймсом У. Миллиганом — Скоттом Т. Шеппардом — и Уильямом Л. Прибл

Технические статьи и статьи Применение нелинейных моделей в ряде сложных конструкций усилителей мощности с GaN HEMT

от Raymond S.Пенджли — Брэд Миллон — Дональд Фаррелл — Билл Приббл — и Саймон Вуд

Презентация семинара IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS) 2008 г. по проблемам проектирования HPA на основе моделей В этой презентации обсуждаются атрибуты GaN HEMT — модели Wolfspeed GaN HEMT — примеры проектирования (широкополосные усилители CW и линейный усилитель WiMAX) — и будущее доработки модели.

Технические статьи и статьи Совместное проектирование усилителя мощности и узкополосного фильтра с использованием резонатора с высокой добротностью Evanescent-Mode в качестве выходной согласующей цепи

Кенле Чен — Сяогуанг Лю — Уильям Дж.Чаппелл и Димитриос Перулис — В этой статье представлен уникальный усилитель мощности (PA) на основе GaN со встроенным резонатором с нераспространяющейся модой в качестве выходной согласующей цепи.

Технические документы и статьи Комбинированный генератор мощности с использованием GaN HEMT

, автор: Сан Хун Ким — Хён Чон Ким — Сук У Шин — Джэ Дук Ким — Бо Ки Ким и Джин Джу Чой — В этой статье предлагается новая конфигурация мощности генератор на основе комбинированного усилителя мощности. Основное внимание уделяется объединению мощности в виде структуры генератора с линией контура положительной обратной связи.Предлагаемая конфигурация состоит из настроенного по гармоникам комбинированного усилителя мощности, использующего два транзистора с высокой подвижностью электронов из нитрида галлия (CGh50025) — делитель / сумматор Уилкинсона 3 дБ — направленный ответвитель — изолятор — коаксиальную линию и механические фазовращатели.

Технические документы и статьи GaN VHF / UHF Power Amplifier

с десятикратным диапазоном балуны и согласующие сети трансформаторов для достижения полосы пропускания от 50 до 500 МГц.Усилитель мощности демонстрирует КПД добавленной мощности 83% — 64% во всей полосе пропускания со сжатым усилением 15 дБ на пике PAE.

Технические документы и статьи Дизайн адаптивного высокоэффективного усилителя мощности на основе GaN для октавной полосы пропускания и модуляции динамической нагрузки

Кенле Чен и Димитриос Перулис — В этой статье представлена ​​новая архитектура адаптивного усилителя мощности (PA) для выполнения динамических -нагрузочная модуляция. Впервые — конструкция усилителя мощности с динамической модуляцией нагрузки, обеспечивающая октавную полосу пропускания — одновременно экспериментально продемонстрирована высокая мощность и высокая эффективность.Эта конструкция PA основана на коммерческом GaN HEMT.

Технические документы и статьи Разработка высокоэффективных многооктавных микроволновых двухтактных усилителей мощности

Роберт Смит; Профессор Стив К. Криппс — Используя дифференциальные линейные измерения, идентифицируются условия гармонического импеданса, представленные простыми симметрирующими устройствами линии передачи. Показано, что эти импедансы значительно отличаются от гармонических условий, обычно связанных с двухтактными усилителями.С учетом этих условий импеданса — семейство форм сигналов, соответствующих теоретическим формам сигналов внутри двухтактного усилителя, можно описать математически и измерить с помощью системы гармонической нагрузки-вытягивания.

Технические документы и статьи Проектирование высокоэффективного широкополосного усилителя мощности класса E с использованием синтезированных согласующих сетей нижних частот

Кенле Чен — Димитриос Перулис — Новая методология разработки и реализации высокоэффективной широкополосной сети класса E В статье предлагается усилитель (УМ), использующий фильтр нижних частот высокого порядка.В этой работе используется транзистор GaN, который тщательно смоделирован и охарактеризован для определения оптимального выходного сопротивления для широкополосной работы класса E.

Технические статьи и статьи Высокоэффективные усовершенствованные многокаскадные усилители мощности Doherty GaN HEMT

от Андрея Гребенникова — В современных системах беспроводной связи, таких как CDMA2000 — WCDMA — или OFDM с увеличенной полосой пропускания и высокой скоростью передачи данных — сигнал передачи характеризуется высоким отношением пиковой мощности к средней мощности (PAR) из-за широких и быстрых изменений мгновенной мощности передачи.

Технические документы и статьи Улучшение линейности в системе усилителя мощности ВЧ с использованием интегрированной системы слежения за вспомогательной огибающей

З. Юсофф — Дж. Лис — Дж. Бенедикт — П.Дж. Таскер — С.К. Криппс — новый метод, называемый вспомогательным отслеживанием огибающей (AET), который демонстрирует существенное улучшение линейности усилителей мощности ВЧ.

Технические документы и статьи Конвертер постоянного тока с отслеживанием огибающей с полосой пропускания более 10 МГц для гибких мощных GaN-усилителей

от Николя Ле Галлу — Дэвида Сардина — Кристофа Делепо — Мишеля Камповеккио — Стефана Рошетт — В этом документе описывается быстрый конверт -система слежения, способная работать на частоте 10 МГц (до 17.5 МГц) на основе коммутирующих устройств RF GaN и частоты коммутации 50 МГц.

Технические документы и статьи Сравнение надежности 28–50 В GaN-на-SiC S-Band и X-Band технологий

Дональд А. Гаевски — Скотт Шеппард — Саймон Вуд — Джефф Б. Барнер — Джим Миллиган — и Джон Палмор.

В этой статье обсуждаются характеристики надежности технологического процесса, разработанного MMIC на базе полупроводникового GaN / AlGaN транзистора с высокой подвижностью электронов (HEMT), изготовленных на 100-миллиметровых полуизолирующих подложках высокой степени чистоты (HPSI) 4H-SiC.

Технические документы и статьи Надежность технологии GaN / AlGaN HEMT MMIC на 100-мм 4H-SiC

Дональд А. Гаевски — Скотт Шеппард — Тина МакНалти — Джефф Б. Барнер — Джим Миллиган и Джон Палмор

В данной статье описываются характеристики надежности технологического процесса Wolfspeed — GaN / AlGaN HEMT MMIC, изготовленного на 100-миллиметровых полуизолирующих подложках высокой чистоты (HPSI) 4H-SiC.

Технические документы и статьи Термический анализ и его применение к усилителям GaN HEMT высокой мощности

Автор: Ильду Ким — Джанхон Ким — Чонхван Мун — Чонджун Ким — и Бумман Ким

Демонстрация высокоэффективного передатчика устранения и восстановления гибридной огибающей для IEEE 802.16e Приложения Mobile WiMAX, использующие высокоэффективный усилитель мощности с насыщением (PA). Для оптимальной работы H-EER — PA был разработан так, чтобы иметь максимальное PAE в средней области Vds за счет использования GaN-транзистора с высокой подвижностью электронов мощностью 10 Вт (P3dB).

Каталог продукции
Условия продажи Условия продажи

Транзисторный РЧ-усилитель Схема | Преимущества

Транзисторная схема усилителя RF:

Радиоприемник всегда имеет радиочастотную секцию, которая представляет собой настраиваемую цепь, подключенную к антенным клеммам.Он позволяет выбрать желаемую частоту и отклонить некоторые из нежелательных частот. Однако такой приемник не обязательно должен иметь схему транзисторного ВЧ-усилителя, следующую за этой настроенной схемой. Если есть усилитель, то его выход подается на смеситель, на входе которого присутствует другая перестраиваемая схема. Однако во многих случаях настроенная цепь, подключенная к антенне, фактически является входной цепью смесителя. В этом случае говорят, что приемник не имеет ВЧ-усилителя.

Причины использования и функции усилителя ВЧ:

Приемник, имеющий РЧ-каскад, несомненно, превосходит по своим характеристикам приемник без такового, при прочих равных.С другой стороны, есть некоторые случаи, когда схема транзисторного ВЧ-усилителя неэкономична, то есть когда ее включение значительно увеличит стоимость приемника, в то же время улучшив характеристики лишь незначительно. Лучшим примером такого типа приемника является домашний приемник, используемый в зоне с высоким уровнем сигнала, такой как мегаполис любого большого города.

Преимущества наличия схемы транзисторного ВЧ-усилителя следующие:
  1. Больший прирост, т.е.е., чувствительность лучше
  2. Улучшенное отклонение частоты изображения
  3. Улучшенное отношение сигнал / шум
  4. Улучшенное подавление соседних нежелательных сигналов, т.е. лучшая селективность
  5. Лучшее соединение приемника с антенной (важно на УКВ и выше)
  6. Предотвращение попадания паразитных частот в смеситель и гетеродинирования там для получения частоты помех, равной ПЧ от полезного сигнала
  7. Предотвращение переизлучения гетеродина через антенну приемника (относительно редко)

Однонастроенный усилитель с трансформаторной связью чаще всего используется для ВЧ-усиления, как показано на Рисунке 6-3.На обеих диаграммах на рисунке показан регулятор усиления ВЧ, что очень редко встречается в бытовых приемниках, но довольно часто встречается в приемниках связи. Среднечастотный усилитель, показанный на Рисунке 6-3a, довольно прост, но УКВ-усилитель на Рисунке 6-3b содержит ряд усовершенствований. Проходные конденсаторы используются в качестве байпасных конденсаторов и вместе с ВЧ-дросселем для развязки выхода от V cc . Как показано на рисунке 6-3b, одним из электродов проходного конденсатора является провод, проходящий через него.Он окружен диэлектриком и заземленным внешним электродом. Такая компоновка минимизирует паразитную индуктивность последовательно с байпасным конденсатором. Проходные конденсаторы почти всегда предусмотрены для шунтирования на УКВ и часто имеют значение 1000 пФ. На входе используется однонастроенная схема, которая подключается к антенне с помощью триммера (последний настраивается вручную для согласования с разными антеннами). Такая связь используется здесь из-за задействованных высоких частот.На практике в схеме транзисторного ВЧ-усилителя входные и выходные настроечные конденсаторы соединены друг с другом и с одним настраивающим гетеродин.

Чувствительность:

Чувствительность радиоприемника — это его способность усиливать слабые сигналы. Его часто определяют в терминах напряжения, которое необходимо приложить к входным клеммам приемника, чтобы получить стандартную выходную мощность, измеренную на выходных клеммах. Для радиовещательных приемников AM некоторые из соответствующих величин были стандартизированы.Таким образом, используется 30-процентная модуляция синусоидальной волной 400 Гц, и сигнал подается на приемник через стандартную сеть связи, известную как фиктивная антенна. Стандартная мощность составляет 50 милливатт (50 мВт), и для всех типов приемников громкоговоритель заменен на нагрузочное сопротивление равной величины.

Чувствительность часто выражается в микровольтах или децибелах ниже 1 В и измеряется в трех точках диапазона настройки, когда производственный приемник выстроен в линию. Из кривой чувствительности на рисунке 6-4 видно, что чувствительность изменяется в диапазоне настройки.На частоте 1000 кГц этот конкретный приемник имеет чувствительность 12,7 мкВ или -98 дБВ (дБ ниже 1 В). Иногда определение чувствительности расширяется, и производитель этого приемника может указать его как не просто 12,7 мкВт, а «12,7 мкВт для отношения сигнал / шум 20 дБ на выходе приемника».

Для профессиональных приемников существует тенденция указывать чувствительность в терминах мощности сигнала, необходимой для получения минимально приемлемого выходного сигнала с минимально приемлемым отношением сигнал / шум.Измерения производятся в описанных условиях, а минимальная входная мощность указывается в дБ ниже 1 мВт или дБм. Под заголовком «чувствительность» в технических характеристиках приемника производитель может процитировать: «Сигнал — 85 дБм на 1 МГц, 30% модулированный синусоидой 400 Гц, будет при подаче на входные клеммы этого приемника. приемник через фиктивную антенну, производите выходную мощность не менее 50 мВт с отношением сигнал / шум не менее 20 дБ на выходе ».

Наиболее важными факторами, определяющими чувствительность супергетеродинного приемника, являются коэффициент усиления усилителя (-ов) ПЧ и схемы транзисторного ВЧ-усилителя, если таковой имеется.Очевидно, что коэффициент шума играет важную роль. На рис. 6-4 показан график чувствительности неплохой домашней или автомобильной радиостанции. Портативные и другие небольшие приемники, используемые только для вещательного диапазона, могут иметь чувствительность около 150 мкВ, тогда как чувствительность качественных приемников связи может быть лучше 1 мкВ в ВЧ диапазоне.

Селективность:

Селективность приемника — это его способность отклонять нежелательные сигналы.Это выражается в виде кривой, такой как кривая на рис. 6-5, которая показывает ослабление, которое приемник предлагает для сигналов на частотах, близких к той, на которую он настроен. Избирательность измеряется в конце теста чувствительности с условиями, такими же, как и для чувствительности, за исключением того, что теперь частота генератора изменяется в обе стороны от частоты, на которую настроен приемник. Выход ресивера естественно падает, так как входная частота теперь некорректна. Входное напряжение необходимо увеличивать до тех пор, пока выходное напряжение не станет таким же, как было изначально.Отношение напряжения, необходимого для резонанса, к напряжению, необходимому, когда генератор настроен на частоту приемника, рассчитывается в нескольких точках и затем наносится на график в децибелах, чтобы получить кривую, представленной на рисунке 6-5. Глядя на кривую, мы видим, что на 20 кГц ниже настроенной частоты приемника мешающий сигнал должен быть на 60 дБ больше, чем полезный сигнал, чтобы выходить с такой же амплитудой.

Избирательность зависит от частоты приема, если в секции IF используются обычные настроенные схемы, и становится несколько хуже, когда частота приема увеличивается.Как правило, он определяется характеристикой секции ПЧ, при этом входные цепи смесителя и ВЧ усилителя играют небольшую, но важную роль. Следует отметить, что именно избирательность определяет отклонение приемника от соседнего канала.

Частота изображения и ее отклонение:

В стандартном широковещательном приемнике (и, фактически, в подавляющем большинстве всех изготовленных приемников) частота гетеродина сделана выше, чем частота входящего сигнала по причинам, которые станут очевидными.Он всегда равен частоте сигнала плюс промежуточная частота. Таким образом, f 0 = f s + f i или f s = f o -f i , независимо от частоты сигнала. Когда f s и f o смешиваются, разностная частота, которая является одним из побочных продуктов, равна f i. Таким образом, это единственный сигнал, прошедший и усиленный каскадом промежуточной частоты.

Если частота af si достигает смесителя, так что f si = f o + f i , то есть f si = f s + 2f i , то это частота также даст f i при смешивании с f o .Соотношение этих частот показано на рисунке 3-2, хотя и в другом контексте. К сожалению, этот паразитный сигнал промежуточной частоты также будет усилен каскадом ПЧ и, следовательно, будет создавать помехи. Это приводит к одновременному приему двух станций и, естественно, нежелательно. Термин f si называется частотой изображения и определяется как частота сигнала плюс удвоенная промежуточная частота.

Повторяю, у нас есть

Подавление частоты изображения одноконастроенной схемой, т.е.е., отношение усиления на частоте сигнала к усилению на частоте изображения равно

.

Q = загруженная добротность настроенного контура

Если в приемнике есть ВЧ-каскад, то есть две настроенные схемы, обе настроены на f s . Отклонение каждого будет рассчитываться по той же формуле, и общее отклонение будет произведением двух. Все, что применимо к расчетам выигрыша, применимо также и к расчетам с отклонением.

Подавление изображения зависит от входной избирательности приемника и должно быть достигнуто до этапа ПЧ.Как только паразитная частота поступает на первый усилитель ПЧ, становится невозможным удалить ее из полезного сигнала. Можно видеть, что если f si / f s велико, как в диапазоне вещания AM, использование RF-каскада не является существенным для хорошего подавления частоты изображения, но оно становится необходимым выше о 3 МГц.

Избирательность по соседнему каналу (двойное определение):

Это хорошо известное явление, которое проявляется в захвате одной и той же коротковолновой станции в двух соседних точках на шкале приемника.Это вызвано плохой избирательностью внешнего интерфейса, т. Е. Неадекватным подавлением частоты изображения. Иными словами, передний конец приемника не очень хорошо выбирает различные соседние сигналы, но каскад ПЧ заботится об устранении почти всех из них. В этом случае очевидно, что точная настройка гетеродина определяет, какой сигнал будет усилен каскадом ПЧ. В широких пределах настройка настроенной схемы на входе смесителя гораздо менее важна (предполагается, что в приемнике нет схемы транзисторного ВЧ-усилителя, который сильно страдает от двойных пятен).Рассмотрим такой приемник на ВЧ с ПЧ 455 кГц. Если есть сильная станция на 14,7 МГц, приемник, естественно, ее поймет. Когда это произойдет, частота гетеродина будет 15,155 МГц. Приемник также улавливает эту сильную станцию, когда он (приемник) настроен на 13,790 МГц. Когда приемник настроен на вторую частоту, его гетеродин будет настроен на 14,245 МГц. Так как это ровно на 455 кГц ниже частоты сильной станции, два сигнала будут давать 455 кГц при смешивании, и усилитель ПЧ не будет отклонять этот сигнал.Если бы существовала схема транзисторного ВЧ-усилителя, сигнал 14,7 МГц мог бы быть отклонен до того, как достигнет смесителя, но без ВЧ-усилителя этот приемник не может адекватно отклонять 14,7 МГц, когда он настроен на 13,79 МГц.

Отсутствие избирательности вредно, потому что слабая станция может быть замаскирована приемом соседней сильной станции в ложной точке на циферблате. Интересно, что двойное определение может использоваться для вычисления промежуточной частоты неизвестного приемника, поскольку паразитная точка на шкале точно на 2f ниже правильной частоты.(Как и ожидалось, улучшение подавления частоты изображения приведет к соответствующему уменьшению двойных пятен.)

Дом

Охват несчетных приложений

Наш инновационный, но стабильный портфель предлагает продукты и решения для широкого спектра приложений, таких как инфраструктура мобильного широкополосного доступа, радио- и телевещание, CO2-лазеры и плазма, МРТ, ускорители частиц, радары и управление воздушным движением, несотовая связь, ВЧ приготовление и размораживание, ВЧ нагрев и плазменное освещение.Глобальная команда экспертов обеспечивает превосходную поддержку приложений для удовлетворения сложных требований наших клиентов.

Читать далее
Специальные устройства для широкого применения

Мы специализируемся на ВЧ-мощности и предлагаем широкий спектр транзисторов в виде дискретных устройств, MMIC, поддонов и модулей на LDMOS, а также на технологии GaN. Наши продукты предназначены для работы в различных частотных диапазонах и поставляются с комплексной линейкой пакетов. Уже более 50 лет наши клиенты доверяют нашей надежной и проверенной стабильности продукции, обеспечивающей максимальную производительность.

Читать далее
Расширяя возможности мобильной связи нового поколения

Более чем 50-летний практический опыт и высококачественные конструкции позволяют нам адаптировать наше портфолио ВЧ для широкого спектра приложений с высокой и малой мощностью. Наши первоклассные и удобные в использовании ВЧ-решения предлагают наилучший компромисс между размером и производительностью на системном уровне, в то время как бескомпромиссная прочность вместе с отличными тепловыми характеристиками позволяет нашим продуктам работать в самых сложных условиях. Нужна помощь в выборе решения? Мы предлагаем вам лучшую в своем классе поддержку приложений и моделей.

Читать далее
Макрос
Линейка решений Macro

Ampleon, состоящая из многодиапазонных драйверов высокой мощности и конечных усилителей мощности, безупречно работает вместе, охватывая широкий спектр мобильных стандартов, включая LTE и 5G. Чтобы обеспечить лучшие качества продуктов Macro, Ampleon использует лучшие в своем классе, надежные и безопасные технологии RF Power, недорогую упаковку с превосходными тепловыми характеристиками, передовые методологии проектирования и возможности высокоавтоматизированного масштабирования.

Читать далее
Массивный MIMO
Портфель Massive MIMO

Ampleon, основанный на интегрированных LDMOS-решениях Doherty, обеспечивает высокую стабильную производительность при компактных размерах.Обеспечение экономической эффективности и простоты использования в 4G и 5G mMIMO PA.

Читать далее
Маленькая ячейка

Прорыв в технологии LDMOS на рынке GaAs доминировал на рынке малых сот, предлагая мгновенную полосу пропускания до 300 МГц, более высокую выходную мощность для увеличения покрытия, более высокую линеаризуемую эффективность, превосходную линеаризацию DPD и очень компактное семейство продуктов в стандартизированном корпусе для простоты развертывания.

Читать далее
Делаем мир более предсказуемым

Ampleon имеет более чем 50-летний опыт работы на рынке аэрокосмической и оборонной промышленности (A&D) и сочетает в себе уникальные решения ITAR, не содержащие GaN и LDMOS, с превосходными прикладными компетенциями для решения проблем проектирования радаров, электронного противодействия и связи.Приверженность Ampleon долгосрочной поддержке рынка A&D с помощью специальных программ долговечности гарантирует бесперебойную поставку на протяжении всего срока службы вашего оборудования.

Читать далее
Радар

Ampleon имеет более чем 50-летний опыт работы на рынке аэрокосмической и оборонной промышленности (A&D) и сочетает в себе уникальные решения ITAR, не содержащие GaN и LDMOS, с превосходными прикладными компетенциями для решения проблем проектирования радаров. Приверженность Ampleon долгосрочной поддержке рынка A&D с помощью специальных программ долговечности гарантирует бесперебойную поставку на протяжении всего срока службы вашего оборудования.

Читать далее
Электронное противодействие

Ampleon имеет более чем 50-летний опыт работы на рынке аэрокосмической и оборонной промышленности (A&D) и сочетает в себе уникальные решения, не содержащие GaN и LDMOS ITAR, с превосходными прикладными компетенциями для решения проблем проектирования средств противодействия. Для этого приложения важна высокая мощность наряду с высокой эффективностью. Приверженность Ampleon долгосрочной поддержке рынка A&D с помощью специальных программ долговечности гарантирует бесперебойную поставку на протяжении всего срока службы вашего оборудования.

Читать далее
Военная связь

Ampleon имеет более чем 50-летний опыт работы на рынке аэрокосмической и оборонной промышленности (A&D) и сочетает в себе уникальные решения, не содержащие GaN и LDMOS ITAR, с превосходными прикладными компетенциями для решения проблем проектирования коммуникаций. Приверженность Ampleon долгосрочной поддержке рынка A&D с помощью специальных программ долговечности гарантирует бесперебойную поставку на протяжении всего срока службы вашего оборудования.

Читать далее
Расширяя будущее телевидения и радиовещания

Ampleon — главный мировой поставщик транзисторов для радиовещания, рассчитанных на номинальное напряжение 50 и 65 В во всех диапазонах частот FM, VHF и UHF.Основываясь на последовательных поколениях как симметричных, так и асимметричных LDMOS-транзисторов, компания ampleon постоянно обновляла свой портфель, чтобы обеспечить создание наиболее эффективных в отрасли узкополосных и сверхширокополосных архитектур Doherty (UWD).

Читать далее
UHF / D-TV

Ampleon — главный мировой поставщик транзисторов для телевещания, рассчитанных на номинальное напряжение 50 В во всем диапазоне частот УВЧ от 470 до 860 МГц. Основываясь на последовательных поколениях как симметричных, так и асимметричных LDMOS-транзисторов, компания ampleon постоянно обновляла свой портфель, чтобы обеспечить создание наиболее эффективных в отрасли узкополосных и сверхширокополосных архитектур Doherty (UWD).

Читать далее
Радио FM / HDR / DAB

Ampleon предлагает обширный портфель чрезвычайно надежных транзисторов на 50 В и 65 В для приложений FM-радиовещания на основе своей новой передовой технологии повышенной прочности (ART) и хорошо зарекомендовавшей себя линейки транзисторов XR. Эти устройства тщательно спроектированы для работы во всем частотном диапазоне FM / HDR и DAB и обеспечивают высокую мощность в сочетании с лучшими показателями эффективности, превышающими 85%.

Читать далее
VHF / D-TV

Ampleon предлагает обширный портфель чрезвычайно надежных транзисторов на 50 В и 65 В для приложений УКВ вещания.Эти устройства тщательно спроектированы для работы во всем диапазоне частот VHF и обеспечивают высокую мощность в сочетании с лучшими показателями эффективности, превышающими 85%.

Читать далее
Надежные решения для работы в суровых и опасных условиях

Ampleon возглавляет преобразование промышленных, научных и медицинских систем (ISM) в широкополосные, надежные и интеллектуальные твердотельные системы, работающие на частотах до 2,4 ГГц. Мы предлагаем полные линейки, основанные на обширном портфеле чрезвычайно надежных транзисторов на 50 В и 65 В и паллетных модулей, которые обеспечивают лучшие в своем классе профили мощности и эффективности во всем диапазоне частот, выдерживая при этом самые жесткие условия несоответствия.

Читать далее
CO2-лазеры и плазма

Ampleon возглавляет трансформацию систем генерации ВЧ-плазмы и лазеров на углекислом газе из традиционных систем на основе трубок в широкополосные, надежные и интеллектуальные твердотельные системы, работающие на частотах до 2,4 ГГц. Мы предлагаем полные линейки, основанные на обширном портфеле чрезвычайно надежных транзисторов на 50 В и 65 В и паллетных модулей, которые обеспечивают лучшие в своем классе профили мощности и эффективности во всем диапазоне частот, выдерживая при этом самые жесткие условия несоответствия.

Читать далее
Здравоохранение / МРТ

Ampleon возглавляет преобразование систем магнитно-резонансной томографии (МРТ) в надежные и интеллектуальные твердотельные системы, работающие на частотах до 256 МГц. Мы предлагаем полные линейки, основанные на обширном портфеле чрезвычайно прочных пластиковых транзисторов на 65 В и модулей для поддонов, которые обеспечивают лучшие в своем классе профили мощности и эффективности во всем частотном диапазоне, выдерживая при этом самые жесткие условия несоответствия.

Читать далее
Ускорители частиц

Ampleon предлагает лучшие в своем классе ВЧ усилители мощности с ускорением частиц, работающие на 1.3 ГГц и мощность 750 Вт в непрерывном режиме. Мы предлагаем полные линейки, основанные на обширном портфеле устройств LDMOS и вскоре GaN, которые обеспечивают лучшие в своем классе профили мощности и эффективности, выдерживая условия несоответствия.

Читать далее
Промышленное отопление

Ampleon возглавляет преобразование промышленных систем отопления в надежные и интеллектуальные твердотельные системы, работающие на частотах до 2,4 ГГц. Мы предлагаем полные линейки, основанные на обширном портфеле надежных транзисторов и паллетных модулей, которые обеспечивают лучшие в своем классе профили мощности и эффективности во всем частотном диапазоне, выдерживая при этом самые жесткие условия несоответствия.

Читать далее
Революция в кулинарии

Ampleon революционизирует традиционные методы приготовления и разморозки, представив обширную карту мощных решений RF Si LDMOS и GaN. Мы тесно сотрудничаем с нашими клиентами и партнерами и предоставляем им превосходную техническую поддержку и интеллектуальное лидерство, чтобы создать более быстрые и умные твердотельные микроволновые печи.

Читать далее
Профессиональная кулинария (B2B)

Ampleon поддерживает 433 МГц через 2.Профессиональные приложения для приготовления пищи с частотой 4 ГГц с полным набором самых современных мощных согласованных высокочастотных силовых транзисторов и встроенных модулей.

Читать далее
Домашняя кулинария (B2C)

Ampleon поддерживает профессиональные кулинарные приложения с диапазоном частот от 433 МГц до 2,4 ГГц с полным набором самых передовых высокопроизводительных согласованных высокочастотных силовых транзисторов и встроенных модулей.

Читать далее
Размораживание

Ampleon поддерживает приложения для размораживания от 433 МГц до 915 МГц с полным набором самых современных мощных предварительно согласованных силовых ВЧ-транзисторов и встроенных модулей.

Читать далее
Освещение радиочастотной энергии

Ampleon — технологический новатор, предлагающий высокомощные решения RF Si LDMOS, которые используются для разработки новой революции в источниках света, то есть плазменного ВЧ-освещения. Эти инновационные источники света питаются направленным радиочастотным излучением, которое воспламеняет газовые смеси и создает очень яркую плазму со спектром излучения, подобным солнечному свету. Решения Ampleon направлены на решение строгих проблем эффективности и прочности, необходимых для подачи энергии к этому новому источнику света.

Читать далее
Расширяя возможности мобильной связи нового поколения

Наши решения RF Power и 50-летний опыт работы с LDMOS заложили прочную основу для мобильных широкополосных приложений. Мы предлагаем вам полный и надежный портфель RF Power, охватывающий все стандарты сотовой связи, включая LTE Advanced и 5G. Выберите подходящий вариант из всей линейки силовых ВЧ-транзисторов, работающих от 400 МГц до 4,2 ГГц.

Читать далее
Транзисторы 0,4-1,0 ГГц

Высоковольтные, мощные, надежные транзисторы с бескомпромиссным КПД и отличными тепловыми характеристиками.Ищете бесспорное и надежное радиопокрытие? Выберите свое решение из нашего полного портфолио мобильного широкополосного LDMOS, разработанного для работы в диапазоне 0,4–1 ГГц.

Читать далее
Транзисторы 1,4-2,2 ГГц

Наш постоянно развивающийся портфель ВЧ-источников питания 1,4–2,2 ГГц выводит эффективность системы на высочайший уровень без каких-либо компромиссов по размеру и надежности. Мы поддержим вас широким спектром мощностей широкополосных радиочастотных транзисторов с оптимальной линейностью, подходящих для всех стандартов сотовой связи и мобильных приложений.

Читать далее
Транзисторы 2.3-2.7 ГГц

Наш постоянно развивающийся портфель ВЧ-источников питания 2,3–2,7 ГГц выводит эффективность системы на высочайший уровень без каких-либо компромиссов по размеру и надежности. Ищете исключительное широкополосное усиление и эффективность на небольшой площади? Мы поддержим вас широким спектром мощностей широкополосных радиочастотных транзисторов с оптимальной линейностью, подходящих для всех стандартов сотовой связи и мобильных приложений.

Читать далее
Транзисторы 3,3-4,2 ГГц

Наш широкополосный и эффективный 3.Решения на частоте 3-4,2 ГГц помогут вам повысить производительность вашей системы. Выберите свое идеальное радио-решение из широкого спектра компактных РЧ-устройств, подходящих для всех приложений 5G.

Читать далее
Импульсные радары

Ampleon основывается на своем многолетнем опыте в области ВЧ-мощности и предлагает широкий спектр линейок усилителей мощности для аэрокосмической и оборонной промышленности с лучшей в отрасли надежностью в течение срока службы и характеристиками продукта при хорошо оптимизированной структуре затрат.

Читать далее
Авионика

Ampleon предлагает силовые транзисторы, предназначенные для импульсной работы во всем диапазоне частот авионики от 1030 до 1090 МГц и от 960 до 1215 МГц, предназначенные для таких приложений авионики, как IFF, DME, Mode-S, ELM и ADS-B.Новейшие продукты основаны на технологиях последних поколений Ampleon, которые раздвигают границы, обеспечивая превосходные форм-факторы и показатели эффективности.

Читать далее
КВ, УКВ, УВЧ

Ampleon предлагает силовые транзисторы, предназначенные для импульсной работы во всех диапазонах частот ВЧ, УКВ и УВЧ до 800 МГц. Новейшие продукты основаны на технологии LDMOS 9-го поколения компании Ampleon, которая расширяет пределы плотности мощности LDMOS и обеспечивает самые высокие в отрасли показатели эффективности.

Читать далее
Диапазон L, диапазон S, диапазон C

Ampleon предлагает линейки усилителей, разработанные для импульсной работы во всем диапазоне частот от 900 до 3500 МГц, чтобы удовлетворить очень высокие требования современных импульсных радаров, основанных на технологиях GaN и LDMOS следующего поколения с долгосрочными обязательствами.

Читать далее
Соответствует — ISM, Cooking and Defrosting

Ampleon имеет подтвержденную репутацию в области производства усилителей мощности, согласованных с определенной частотой и уровнями мощности, для промышленных, научных целей, а также для приготовления пищи и размораживания.Дорожная карта интеграции Ampleon будет по-прежнему позволять заказчикам улучшать результаты по размеру, весу и мощности, одновременно обеспечивая переход к системам следующего поколения.

Читать далее
433 МГц

Ampleon предлагает полную линейку согласованных усилителей мощности, разработанных для удовлетворения жестких требований промышленных приложений и систем размораживания в полосе частот 433 МГц. Наши последние технологические достижения позволили получить самые исключительные в отрасли результаты в области мощности, эффективности и прочности при хорошо оптимизированной структуре затрат.

Читать далее
915 МГц

Ampleon предлагает полную линейку согласованных усилителей мощности, разработанных для удовлетворения жестких требований промышленных и кухонных приложений в диапазоне частот ISM 915 МГц. Наши последние технологические достижения позволили получить самые исключительные в отрасли результаты в области мощности, эффективности и прочности при хорошо оптимизированной структуре затрат.

Читать далее
1300 МГц

Ampleon предлагает лучшие в своем классе предварительно согласованные усилители мощности, разработанные для удовлетворения жестких требований промышленных и научных приложений в области 1.Полоса частот 3 ГГц. Наши последние технологические достижения как в LDMOS, так и в GaN позволили достичь высочайшего уровня эффективности и надежности в отрасли при хорошо оптимизированной структуре затрат.

Читать далее
2450 МГц

Ampleons предлагает сегодня самый полный и последовательный в мире портфель согласованных драйверов, оконечных усилителей и эталонных схем киловаттных систем, специально разработанных для промышленных, бытовых и профессиональных кухонных приложений в диапазоне частот 2,4 ГГц.Мы предлагаем лучшие в своем классе мощность, эффективность и тепловые характеристики в различных керамических и пластиковых корпусах с долгим сроком службы.

Читать далее
UHF вещание

Являясь мировым лидером в области мощных решений для радиовещания, Ampleon внедряет инновации, позволяющие реализовать самые передовые в отрасли узкополосные и сверхширокополосные архитектуры Doherty (UWD) для радиовещательных РЧ-передатчиков.

Читать далее
470-860 МГц

Ampleon — главный мировой поставщик транзисторов для телевещания, рассчитанных на номинальное напряжение 50 В во всем диапазоне частот УВЧ от 470 до 860 МГц.Основываясь на последовательных поколениях как симметричных, так и асимметричных LDMOS-транзисторов, компания ampleon постоянно обновляла свой портфель, чтобы обеспечить создание наиболее эффективных в отрасли узкополосных и сверхширокополосных архитектур Doherty (UWD).

Читать далее
Чрезвычайно прочный

Ampleon предлагает самый широкий в отрасли портфель сверхнадежных транзисторов, предназначенных для работы при напряжениях 50 и 65 В, на основе новой передовой технологии повышенной прочности (ART) и хорошо зарекомендовавшей себя линейки транзисторов XR.Эти устройства тщательно спроектированы для работы во всем диапазоне частот от ВЧ до 650 МГц и могут выдерживать самые суровые условия с отношением стоячей волны по напряжению 65: 1 (КСВН). Чрезвычайно надежные решения Ampleon сегодня можно найти повсюду в приложениях для генерации плазмы, драйверов CO2-лазеров и магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Читать далее
50 В

Ampleon является мировым лидером, предлагающим полный портфель сверхнадежных транзисторов на 50 В на основе своей новой передовой технологии защиты (ART) и хорошо зарекомендовавшей себя линейки транзисторов XR.Новая линейка транзисторов ART на 50 В от Ampleon обеспечивает более высокое напряжение пробоя и лучший уровень эффективности по сравнению с предшествующим семейством тансисторов 50 В XR. Новые устройства ART на 50 В могут обеспечивать мощность от 30 до 1500 Вт во всем диапазоне частот от ВЧ до 650 МГц и поставляются в различных керамических и пластиковых корпусах с долгосрочным сроком службы.

Читать далее
65 В

Ampleon поставляет передовые высокопрочные транзисторы на 65 В, основанные на своей новой усовершенствованной технологии повышенной прочности (ART), которая открывает еще не использованные в отрасли уровни чрезвычайной прочности и сверхвысокого напряжения пробоя.Новые транзисторы на 65 В могут обеспечивать мощность от 30 до 2000 Вт во всем диапазоне частот от ВЧ до 650 МГц и поставляются в различных керамических и пластиковых корпусах с долгосрочным сроком службы. Чрезвычайно надежные решения Ampleon на 65 В сегодня используются повсюду в приложениях для генерации плазмы, драйверов CO2-лазеров и магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Читать далее
Универсальный широкополосный канал

Ampleon предлагает самый полный в отрасли портфель широкополосных усилителей на 12 В, 32 В и 50 В, способных работать с непрерывными (CW) и импульсными сигналами во всем диапазоне частот от ВЧ до 1500 МГц.Эти широкополосные устройства размещены в различных керамических и пластиковых корпусах, предназначенных для различных приложений, таких как промышленные, научные, импульсные радары, электронное противодействие и несотовая связь. Новейшие продукты поставляются с долгосрочными обязательствами, основанными на технологиях LDMOS и GaN следующего поколения.

Читать далее
50 В

Ampleon — надежный поставщик широкополосных усилителей на 50 В, способных работать с непрерывными (CW) и импульсными сигналами во всем диапазоне частот от ВЧ до 1500 МГц.Эти широкополосные устройства на 50 В обеспечивают мощность от 10 до 1900 Вт в различных керамических и пластиковых корпусах, предназначенных для различных приложений, таких как промышленные, научные, импульсные радары, электронное противодействие и несотовая связь. Новейшие продукты на 50 В поставляются с долгосрочными обязательствами, основанными на технологиях LDMOS и GaN следующего поколения.

Читать далее
32 В

Ampleon предлагает обширный портфель широкополосных усилителей на 32 В, способных работать с непрерывными (CW) и импульсными сигналами во всем диапазоне частот от ВЧ до 1500 МГц.Эти широкополосные устройства обеспечивают мощность от 10 до сотен ватт в различных керамических и пластиковых корпусах. Новейшие продукты на 32 В поставляются с долгосрочными обязательствами, основанными на технологиях LDMOS и GaN следующего поколения.

Читать далее
12,5-14 В

Ampleon предлагает самые надежные в отрасли транзисторы LDMOS 12–14 В для коммерческих приложений, приложений общественной безопасности и оборонной мобильной радиосвязи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *