Журнал "Новости Электроники", номер 5, 2008 годНовый транзистор преодолевает барьер мощности 1 кВт
Александр Акименко (Freescale Semiconductor)Линейка RF-продуктов Freescale традиционно охватывает самый широкий спектр применений. В конце 2007 года она пополнилась новыми представителями - мощными транзисторами для промышленных, научных и медицинских применений, созданными по LDMOS-технологии. Эти устройства устанавливают новые стандарты для RF-компонентов и позволяют значительно уменьшить цену готового усилителя мощности.
Новые транзисторы обладают характеристиками (коэффициент усиления, КПД, тепловое сопротивление и т.д.), в совокупности превосходящими характеристики как биполярных транзисторов, так и MOSFET.
Целевым рынком для этих устройств является сегмент промышленных, научных и медицинских приложений (ISM): системы магнитно-резистивной томографии (MRI) со сверхвысоким разрешением, вещательное оборудование с высокой мощностью, метеорадары, промышленные лазеры, плазменные генераторы и т.д.
Новые устройства основаны на шестом поколении высоковольтной LDMOS-технологии (VHV6 50V LDMOS). Эта технология является первой технологией подобного ряда, представленной специально для рынка вещательных, промышленных, научных и медицинских применений. К ВЧ-силовым транзисторам в вещательных и промышленных устройствах предъявляются очень строгие требования для обеспечения необходимой эффективности и надежности работы готовых устройств. Устройства на базе VHV6 50V LDMOS-технологии отличаются высоким значением коэффициента усиления и КПД. В сочетании с новым дизайном корпуса и теплоотвода эта технология позволяет за счет увеличения удельной мощности, приходящейся на каждый транзистор, значительно уменьшить количество необходимых вспомогательных компонентов. Это, в свою очередь, уменьшает занимаемую площадь на печатной плате и общую стоимость готового устройства по сравнению с традиционно применяемыми решениями (см. рис. 1).
Рис. 1. Уменьшение количества компонентов усилителя при использовании решений
Freescale Semiconductor
Для построения усилителя мощности на 2 кВт вместо трех драйверов на 15 Вт и 8 усилителей на 300 Вт теперь достаточно использовать всего лишь три компонента Freescale: один драйвер на 10 Вт и два усилителя на 1 кВт. При этом можно получить усиление 50 дБ вместо 45 дБ в стандартной схеме.
Как и остальные устройства Freescale, выполненные по 50 V LDMOS-технологии, новые транзисторы имеют встроенную защиту от электростатического разряда (ESD), исключающую необходимость специальных защитных мер при их монтаже, а также позволяющую работать с большим разбросом напряжений затвора
(-6...+10 В), что необходимо для построения усилителей высокого класса. При рабочем напряжении 50 В, прикладываемом к транзистору, его входы и выходы имеют высокий импеданс, что облегчает согласование транзисторов в схеме усилителя мощности. Низкое тепловое сопротивление обуславливает хороший теплоотвод и в результате уменьшает размер радиаторов.
Транзисторы MRF6VP11KH, MRF6VP21KH и MRF6VP41KH имеют максимальную выходную мощность 1 кВт и рассчитаны на применение в импульсных устройствах: телевещательном оборудовании и оборудовании систем связи и безопасности. Четвертая новинка - транзистор MRF6VP2600H - обладает пиковой выходной мощностью 600 Вт в непрерывном режиме (CW), может использоваться как в постоянном, так и в импульсном режиме. Он предназначен для промышленных и научных применений.
Основные характеристики представителей нового семейства транзисторов:
- MRF6VP2600H: частотный диапазон от 10 до 250 МГц, выходная мощность 600 Вт в непрерывном режиме (CW, 225 МГц), 125 Вт в режиме OFDM DVBT (Direct Video Broadcast-Terrestrial), усиление 25,8 дБ, КПД 29%. Типовые применения: FM-передатчики, аналоговые и цифровые УВЧ телевизионные передатчики, промышленные системы.
- MRF6VP11KH: Первый силовой транзистор, рассчитанный на мощность 1 кВт. Частотный диапазон от 10 до 130 МГц, пиковая выходная мощность 1 кВт (частота 130 МГц, длительность импульса 100 мкс, 20% заполнение), усиление 26 дБ, КПД 71%, низкое тепловое сопротивление 0,13 °С/Вт. Типовые применения: промышленное и медицинское оборудование, лазеры.
- MRF6VP21KH: частотный диапазон от 10 до 235 МГц, пиковая выходная мощность 1 кВт (частота 225 МГц, длительность импульса 100 мкс, 20% заполнение), усиление 24 дБ, КПД 67,5%, низкое тепловое сопротивление. Типовые применения: СВЧ-телевизионные передатчики, ВЧ- и СВЧ-системы связи.
- MRF6VP41KH: частотный диапазон от 10 до 450 МГц, пиковая выходная мощность 1 кВт (частота 450 МГц, длительность импульса 100 мкс, 20% заполнение), усиление 20,5 дБ, КПД 64%, низкое тепловое сопротивление. Типовые применения: радары, системы связи и безопасности.
Для поддержки разработчиков на сайте компании Freescale Semiconductor представлена обширная документация ( www.freescale.com/rf ), а также доступны для скачивания нелинейные модели транзисторов. Для быстрого начала работы и сокращения сроков разработок существует возможность заказа демонстрационных комплектов, включающих в себя плату с эталонным дизайном и настроенных под конкретные варианты применений.
| Ваш комментарий к статье | ||||
