О высокочастотности ключевых (свитчевых) транзисторов

Предварительный высокочастотный тест на анализаторе спектра мы проводили здесь, но он был очень сумбурный и малопоказательный — не было понятно, что и с чем сравнивать.

Очень много графиков, но малопонятных — так бывает всегда, когда делаешь что-то первый раз, стараешься охватить все возможное и максимально снять все данные, а потом из кучи выцепить нужное и с ним уже работать в дальнейшем. Наступает чувство ощущения железа, как оно работает и что может. Что нужно мерить, а что не имеет значения. Так вот, хотим провести прямое натурное сравнение на большой мощности в однотактном режиме IRF730, IRF840, APT5024BLL, IRFP450, IXTK180N15 и посмотрим, можно ли верить даташиту и на его основе прогнозировать частотную характеристику транзисторов, не покупая их.

Напряжение питания для теста транзисторов

Напряжение питания выберем стандартное в 48V и 12V (опционально, если хватит терпения).

Вот некоторые инновации, которые хотим применить в усилителе.

1. На выход- обязательно резонансный фильтр или транс. Выше кпд.Вместо стандартного П-контура -по эффективности выше. Либо полосовой полосовой:C переходная, L на землю, в точку их соединения L выходная и C на землю
2. L по затвору делает круче частотный срез входа транзистора, поэтому эффективность такой схемы по устранению вч паразитных колебаний в затворе лучше. Получается фильтр LC.

Постулаты для транзисторных усилителей мощности высокой частоты

Еще один постулат, который следует из даташитов- чем больше напряжение питания транзистора, тем больше его высокочастотность, причем весьма существенно. Проверяли APT5024BLL — в импульсном режиме при 5 омах в затворе и 200V все нормально, при 300V уже звон и возбуд в районе 100 Mhz! Причем сильный! Спасло увеличение резисторов до 10 ом, но это как-то неправильно, не хочтся этого делать, ведь высокочастотность -это хорошо!

Не надо ее давить, надо правильно готовить.

Постулат про ток: ток при 100С в среднем 1,6 раза меньше, чем при 25С

Постулат про напряжение: в настроенном усилителе пиковое напряжение на дрейне примерно в 3.5-4 раза выше питания, и транзистор должен быть расчитан на него с запасом

Ну, в общем, при 48V все будет заведомо лучше, чем при 12V. При увеличении напржения эффективные области заряда как бы растаскиваются дальше друг от друга, как в варикапе, емкость уменьшается, и частотность и быстродействие увеличивается.

Поднимать далее напряжение не имеет смысла,т к. при правильной амплитудной модуляции при этом средняя мощность то та же, а вот пиковое будет достигать 96V питания, и опускаться до 0. Но 96, считай 100 округленно, это в двухтактнике на втором молчащем плече будет ок 400V –а это уже предел, под притирку под большинство транзисторов.

И то гложут сомнения, что киловатта не достигнем при 500-вольтовых транзисторах и 50 ом нагрузке, посмотрим.

 ПС

У нас плохая антенна, нагрузка- единицы ом с параллельной емкостью в нанофарады, прокачает ли ее данный усилитель? Сможем ли мы ее согласовать? Антенна- четвертьволновая мачта на 160м с емкостной нагрузкой в виде 2 растяжек и противовеса вдоль дома с индуктивным удлинением.

А вот здесь хорошая антенна для дали.