Сделал усилитель мощности на LD-MOSFET транзиcторе NE5520379A.
С фиксированным смещением, безо всякой автоматики.
Диапазон частот 150...170 МГц.
Питание - 3,2 В.
Коэффициент усиления - 15 дБ.
Выходная мощность - до 1,5 Вт (меняю вручную смещение резистивным делителем для получения нужной мощности).

Столкнулся со одним странным, на мой взгляд, явлением.
Опишу все по порядку.

Включаю усилитель без раскачки, выставляю ток покоя транзистора 150 мА.
Подаю раскачку - получаю мощность 1 Вт в требуемой полосе, как и положено.

Далее хочу увеличить выходную мощность, поэтому ток покоя делаю больше. Меняю в делителе резистор. Включаю усилитель без раскачки, чтобы оценить ток покоя. Ток сначала равен 600 мА и тут же начинает расти, за несколько секунд доходит почти до 1 А. Далее выключаю, боясь спалить транзистор.

Включаю усилитель под раскачкой - потребляет те же начальные 600 мА. Ток стоит как вкопанный.

Стал изучать усилитель на предмет самовозбуда (хотя предусмотрел в схеме и антивозбудные элементы - последовательный резистор 5 Ом в затворе транзистора и резистор 15 Ом в цепи смещения).

Анализатор спектра, равно как и ваттметр никаких паразитов и возбудов в отсутствии раскачки не показали (смотрел аж от 9 кГц до 2 ГГц). При наличии раскачки спектр - "чистая" несущая.

Вопрос с знающим, что происходит? Почему ток покоя так быстро растет без раскачки, достигая значений, б0льших тока при раскачке? Может, у LDMOS СВЧ транзисторов есть какая-то особенность, о к-рой мне неизвестно.

Сообщение отредактировал Isomorphic - Aug 23 2008, 08:23

под каждым эффектом есть какая либо физичесская сущность, что я могу сказать ...ищите шурик...
я склоняюсь к версии самовозбуда...хотя мягкий(жесткий, ток скачком) вариант возбуда ожидаем меньше всего, либо со смещением что то, обрывы какие либо(в LDMOS в том числе)...
можно фотку сбросить, разговор тогда будет более предметным...глянул S параметры, в рабочем диапазоне крайне не согласован, еще один плюс в пользу возбуда...опять таки низкое напряжение 3.2V аккуратно надо с ним...

Да может он тупо течь начинает от температуры. Прикиньте температуру кристалла с учетом теплового сопротивления корпус-кристалл. Возможно, вылезли за ОБР. Можно проверить эффект охлаждением чем-то в опасном режиме. Хотя бы обдувом.

Схему дай, со всеми вещами, которые в данный момент стоят, плюс желательно фотку монтажа.

у FET ов наоборот, с ростом температуры ток стока уменьшается, при фиксированном смещении затвора, однако...

Вот схема. Фото выложить сейчас не могу, нет возможности.
Все на плате толщиной 1,5 мм. Под транзистором много металлизированных отверстий для заземления и теплоотвода. Все элементы заземлены хорошо, на плате группу элементов усилителя окружает земляной полигон, прошитый металлизированными отверстиями. Конденсаторы и резисторы - 0603. Индуктивности - 1008, air core. Все элементы максимально близко друг к другу, безо всяких лишних проводников в ВЧ согласующих цепях.

Сообщение отредактировал Isomorphic - Aug 23 2008, 10:19

Если они не текут, то да. А если текут - то нет, увеличивается. А еще от нагрева порог уползает - это равносильно изменению напряжения смещения затвора. Что тоже влияет на ток стока. Также, надо посмотреть напряжение сток-исток. Если большое - может уже вылезать эффект горячих электронов. Да много чего может быть. Надо исследовать, раз такое дело.

как цепи считали..возможны варианты паразитной связи между катушками, как насчет корпуса, что там, рекомендовал бы как то катушки успокоить, ввести элемент с потерями резисторы парралельно-последовательно либо адсорбант какой нибудь...

кстати о дорожках при такой толщине материала в 1.5мм, ширина должна быть ой ой ой, надеюсь считали...

С катушками все и так спокойно. Топология такова, что катушки стоят под 90 град по отношению друг к другу. А мощность тут не десятки ватт, чтобы катухи влияли друг на друга. Элементы с потерями - резисторы - и так стоят.
В общем, поменял в итоге транзистор на другой, такой же. Ток стал расти гораздо меньше - с 600 до 650 мА.
Так что неправильный, видать, транзистор был. Или я при монтаже что-то сотворил с ним.

Сообщение отредактировал Isomorphic - Aug 24 2008, 04:43

так чем считали-прикидывали... или методом научного тыка...если эффект не понятен значит он повторится в самом не подходящем случае...

Поскольку в даташите не было сопротивлений по вх/вых на эти частоты, использовал простой подход. Согласование по входу рассчитывал по S11. А согласование по выходу - из известной формулы оптимального выходного сопротивления для определенной мощности. К-фактор - также по S-параметрам. Плюс подсогласовать на макете пришлось, куда же без этого.
Для пробы поменял еще пару транзисторов - все в норме. Смещение давал большее - ток растет с прогревом транзистора, но ненамного.

Похоже, что это термоэффекты, которые особенно проявляются при сильном нагреве транзистора, тем более, что транзистор предназначен для использования в схемах с высоким КПД, поэтому и не крепится непосредственно к радиатору. А так, 2-3 Вт без внешнего возбуждения - это много, если он крепится к FR4. Поэтому и поведение может быть непредсказуемым от экземпляра к экземпляру. Все же ток покоя 150 мА многовато для 1 Вт. А уж 600 мА - это чересчур, тем более, что, для того чтобы повысить выходную мощность, надо изменить прежде всего импеданс нагрузки (уменьшить его активную часть) и увеличить входную мощность, а не ток покоя, который просто определяет класс работы усилителя. Аналитической оценки активной составляющей выходного импеданса недостаточно, поскольку существует также емкость сток-исток (она примерно ведет себя как емкость варикапа с плавным переходом), которая обычно раза в полтора меньше емкости затвор-исток, которая в свою очередь может быть оценена по S11.

Сообщение отредактировал grandrei - Aug 24 2008, 21:48

Увеличить входную мощность не представляется возможным - она составляет не более 15 дБм, предыдущий каскад - интегральный усилитель, из к-го больше не выжмешь.
Задача была - сделать усилитель с полосой 15-20%.
При токе покоя 150 мА к-т усиления 15 дБ смог получить только в очень узкой полосе 5-7 МГц. При попытке расширить полосу - падает к-т усиления и 1 Вт уже не получается. Пытался увеличить к-т передачи за счет уменьшения последовательного резистора в затворе - усилитель возбуждался. Поэтому единственный выход был - поднять смещение - так что усилитель почти в классе А работает.
Ток покоя - 600 мА. Ток при раскачке - 700 мА. Питание - 3,2 В. Выходная мощность - 1,2 Вт (на выходе еще и ФНЧ) . Полоса усиления - 130...170 МГц.
Усилитель устойчив при КВСН=5 на вх/вых.
Grandrei, по моему, усилитель вышел, как надо. Хотя Ваша критика, как эксперта, будет в любом случае полезна.

Сообщение отредактировал Isomorphic - Aug 25 2008, 04:50

Насколько я понимаю, необходимо:
1. сплошной земляной полигон под, а не вокруг.
2. убрать 5 Ом резистор и поставить вместо него емкостной делитель на землю, среднюю точку на затвор.
(не нашёл в дэйташите емкостей для этого транзистора, их надо учесть в делителе)
3. контура должны быть настраиваемые, хотя бы для макета.
4. для максимума усиления по первой гармонике угол отсечки должен быть где-то 120 или 180 градусов (посмотрите коэффициенты Берга), а не режим А.
5. если предыдущий каскад рядом, 50 Ом согласование ни к чему.

Сообщение отредактировал alexkok - Aug 25 2008, 07:04