Купил на пробу 10-ти ватные усилители TGA2924-SG. Рассчитал топологию и номиналы согласующих элементов в ADS. Спаял, но не смог вывести его в рабочий режим, да и просто хотя бы заставить работать. Даташит читал, действовал по указанному в нем алгоритму:
1) источник радиосигнала не подключен, нагрузка также не подключена. Хотя пробовал подключать мощный аттенюатор в качестве нагрузки – толку ноль.
2) напряжение Vg ставлю -3В, напряжение Vd = +8В, включаю через секунду после Vg.
3) Очень плавно (по 10мВ) увеличиваю напряжение Vg в направлении к 0В. При этом ток потребления от Vd не растет совсем и равен 0. При напряжении -2.25В ток потребления от Vd становится равным 10мА. А при напряжении -2.24В ток скачкообразно увеличивается до 1,5А и источник питания переходит в режим защиты от короткого замыкания. (если защиту выставить на 2А – будет потреблять 2А). Причем если сразу не выключить блок питания, то через несколько секунд усилитель пробивается. Замена одного усилителя на другой из той же партии никаких результатов не дает.

Почему так происходит? Мысли у меня закончились. Что скажете коллеги?

Да, и еще особенность – если к корпусу микросхемы случайно прикоснуться паяльником, то корпус моментально плавится, как будто сделан из плохой пластмассы.


Ссылка на datasheet http://www.triquint.com/prodserv/more_info.../TGA2924-SG.pdf

Схема прилагается

Здравствуйте Александр.
Сначала можно вопрос не "по технике дела" - где приобрели данную партию от Triquint?

ну ничего так себе усилитель Я для своего Nanotron'a выбирал такой, чтоб не превышал 100 мВт, мол чтоб не больше чем ГКРЧ разрешила, а тут на два порядка выше)) Так чтоб включить, и без антенн с обоих сторон сигнал можно было за километр принять

Дык, возбуждается, звенеть начинает. Где-то серьезная ошибка в топологии. Притом, при таких мощностях, это можеь быть и локальный перегрев материала диэлектрика. Осциллом cнимите фронт тока потребления- если фронт затянут (на время нагрева подложки) то это оно. А вообще- топологию платы в студию, лучше фотографию макета. И паспорта примняемых нагрузок- точно ли они еще нагрузки, хотя бы на 3 гармонике сигнала?

Выкладываю топологию. Питание подключается сверху к прямоугольным площадкам. Также прикрепляю файл с рассчитанной и оптимизированной схемой в ADS. Также даю фото готового девайса.
Конденсаторы использованы специализированные для СВЧ от American Technical Ceramics (ATC) серия 800A. А вот как лучше ток потребления мерить, чтобы осцил не спалить я что-то с ходу не соображу.
Да, а закуплены были в Альтексе (Зеленоград) http://www.altex-com.ru/

Непонял, а что с длиной линий TL42 и TL13 в вашем проекте? Где они на плате? Это же четвертьволновые изоляторы, которые отсекают СВЧ сигнал от питания. А у вас они минимальной длины почему то. Может стоило повторить топологию из даташита и на ней проверить усилок. Кстати, какой диэлектрик используется?.
И зачем было играться с шириной полосков, на 50 настроили бы как в даташите и все, у TGA2924 ведь внутренне согласование на рабочей частоте. Ну и по поводу земли, непонятно что там под брюхом усилителя. Сколько дырок и каков их приблизительный импеданс на рабочих частотах.
Зы. А какая целевая функция оптимализации в ADS была задана? Что получить хотели?

тоже немного не по делу:
Как в лабораторной практике, без специальных печей с вакуумом (чтоб пузырей небыло), припаиваются такие транзисторы на массивный радиатор?
Мы такие корпуса не используем, из-за неумения их припаивать.

Я согласен, что если ты не большой специалист, то лучше повторять по максимуму, то что нарисовано в описании элемента. Или задумываться почему так все сделано и почему такие размеры.

А в чем проблема с печью? Особенно лабораторной? У нас это латунная " кастрюлька" высотой сантиметров 5 диаметром сантиметров 20 с проточкой по фланцу. В проточке резиновое уплотнение. На нем лежит толтый кружок оргстекла. Сверху на все это смотрит МБС-9. Откачка- старинным форвакуумником. Внутри- самоделный хотплейт из китайских паяльников и снаружи - контроллер хотплейта от веллера (фирменный хотплейт просто в кастрюльу непоместился). Китайский мультиметр с термопарой на пружинке для измерения именно температуры компонента. Баллон с азотом и аргоном. Вакууметр маномерический.

И еще немного в продолжении:
1. Функция микроскопа?
2. Мрка припоя и температура пайки?
3. Кружок оргстекла не плавится?

Микроскоп- правильно уложить элементы перед пайкой, наблюдать процесс плавления, убедиться, что ничего не сдвинулось. Вебкамера в окуляр- задокументирвоать процесс пайки.
Припой- самый разный в зависимости от задачи. От чистого индия до эвтектики золото-кремний.
При откачке кружок не нагревается. Если по забывчивости нагреть не откачивая до 300 и выше- приходиться менять кружок.
В принципе есть манипулятор для двиганья чего-либо из куска сильфонного шланга и уплотнения на о-ринге для штанги манипулятора сбоку на кастрюльке, но он неудобен при откачке и обычно валяется отдельно, а порт под него заглушен.

И все таки вы не сделали главного, в описалове на усилитель указана топология готовая (непонятен ваш мотив согласования в ADS ?) ! Судя по описанию усилитель уже согласован на 50-омную линию ! Как выше уже заметили, развязки по питанию у вас нету - а это на свч самое главное. Подвод питания всегда должен быть четвертьволновым для несогласованных активных эелементов. Для MMIC все проще. Нету прошивки сквозных отверстий по СВЧ сигналу как в описалове, хотя на этих частотах это не обязательно делать. Проходные конденсаторы можно было применить тоже простенькие, к примеру Murata NPO, тоже без проблем работают. Про питание: это арсенид галлиевый прибор, а значит сначала надо подавать минус, то есть смещение, затем плюс, то есть питание, выключение в обратном порядке. Если у вас по питанию большой ток, то данный транзистор либо уже мертвый (по возможным причинам - усилитель возбудился по причине отсутствия развязки по питанию (скорее всего), неверной тополигии платы при рассогласовании самого усилителя и т.д. и т.п.). Читайте внимательно пдф и просто надо повторить данную топологию и не будет проблем. Единсвеное что можно было бы сделать оптимизировать цепи подвода питания (геометрически не прямыми, а как то скрутить к примеру). И почитайте литературу по СВЧ для начала, не в обиду. К примеру эту книгу - Петров, Романюк - Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.

Отвечаю по порядку:
- линии TL42 и TL13 присутствуют ровно той толщины, какая рассчитана в ADS. Вообще вся топология импортирована в P-CAD напрямую из ADS. Да, питание подводится не четверть-волновыми отрезками. Но Вы похоже правы - я как-то забыл про них. Сделаю макет с четверть волновыми линиями - отпишусь о результатах. Кстати хочу заметить, что в топологии из даташита тоже не четверть волновые линии использованы.
- Что касается копирования топологии из даташита - так она рассчитана и согласована на рабочую частоту 2,6ГГц. Мне же нужна частота порядка 1,3ГГц - отсюда необходимость перерасчета топологии.
- Оптимизация проводилась с целью получения усиления больше 10dB, при минимальном S11 и S22 на нашей рабочей частоте 1,3ГГц на нагрузку 50Ом
- Материал платы макета использован Rogers4350, E=3.48, толщина 20mil. Под него же сделан рассчет в ADS. Нижняя сторона платы полностью метализирована и подключена к земле. Под микросхемой полигон земли, в который натыкано переходных отверстий столько - сколько влезло.
- Питания включаются в правильной последовательности.

Когда-то делал РА но правда на TGA2921 на диапазон 5.1GHz-5.9GHz, как и расчитывал с 2-х усилителей получил мощность порядка 8W. При проектировании сначала измереял S-параметры, затем делал экстракцию в малосигнальную модель, а потом уже расчитывал согласующие цепи (выходную СЦ- на максимум выходной мощности). Для устранения "возбуда" в цепь подачи смещения включил 10R.
Хочу заметить что уж очень чувствительны усилители к перегреву, (что вернее всего происходит в вашем случае). Надеюсь отверстия в плате метализированы гальваническим методом а не пастой LPKF иначе тепло не отвести!!!! Еще как стовет: сделайте "земляной" полигон на слое TOP и добавне пару винтов возле микросхемы для крепления платы к радиатору, а место крепления платы к радиатору под микросхемой промажте термопастой!!!!!!!
Платы под рукой сейчас нет (фото не могу сделать) есть топология макетной платы в P-CAD

А в чём целесообразность использования этого усилителя в несвойственном ему диапазоне? Иногда бывает на паяльнике болтается переменное напряжение (например по ностальгии используется "безземельный" девайс на 36В), так с двух тычков вышибает наповал такие усилики.

Возьмите за правило: никогда не подключать питание к усилителю без нагрузки.