2022年采用射频功率MOSFET设计功率放大器 .pdf
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1、1 南京信息职业技术学院设计功率放大器论文题目:采用射频功率 MOSFET 设计功率放大器院系:电子信息学院班级: 11212P 姓名:吕远庆学号: 23 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 7 页 - - - - - - - - - 2 采用射频功率 MOSFET 设计功率放大器摘要:本文介绍了采用射频功率MOSFET 设计 50MHz/250W 功率放大器的设计过程。叙词:功率放大器 ,射频Abstract:The design procedure of
2、50MHz/250W power amplifier with RF power MOSFET is introduced in this paper. Keyword:power amplifier radio frequency 1. 引言本文设计的 50MHz/250W 功率放大器采用美国APT 公司生产的推挽式射频功率MOSFET 管 ARF448A/B 进行设计。 APT公司在其生产的射频功率MOSFET 的内部结构和封装形式上都进行了优化设计,使之更适用于射频功率放大器。下面介绍该型号功率放大器的电路结构和设计步骤。250MHz/250W 射频功率放大器的设计高压射频功率放大器的设
3、计与传统低压固态射频功率放大器的设计过程有着显著的不同,以下50MHz/250W 功率放大器的设计过程将有助于工程技术人员更好的掌握高压射频功率放大器的设计方法。2.1 射频功率 MOSFET 管 ARF448A/B 的特点名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 7 页 - - - - - - - - - 3 ARF448A 和 ARF448B 是配对使用的射频功率MOSFET,反向耐压 450V,采用 TO-247 封装,适用于输入电压范围为75V150V 的单
4、频 C 类功率放大器,其工作频率可设置为13.56MHz、27.12MHz 和 40.68 MHz。ARF448A/B 的高频增益特性如图 1所示。从图中可以看出,当频率达到50MHz 时, ARF448的增益约为 17dB。2.2 设计指标50MHz/250W 功率放大器的设计指标如下:(1)工作电压: 100V;( 2)工作频率: 50MHz;(3)增益:15dB;( 4)输出功率: 250W;(5)效率:70%;(6)驻波比: 20:1;2.3 设计过程功率放大器的输入阻抗可以用一个Q 值很高的电容来表示。输入电容的取值可以参照相应的设计表格,从中可以查出对应不同漏极电压时的电容取值。当
5、ARF448 的漏极电压为125V 时,对应的输入电容值为1400pF。输入阻抗取决于输入功率、漏极电压以及功率放大器的应用等级。单个功率放大器开关管负载阻抗的基本计算公式如式(1)所示。注意,利用公式( 1)可以准确的计算出A 类、AB 类和 B类射频功率放大器的并联负载阻抗,但并不完全适用于C 类应用。对于 C 类射频功率放大器,应当采用式(2):可以算出,当Vdd 为 150V 时,Rp 的取值相当于Vdd 为 50V 时的 9 倍,这对输出负载匹配非常有利。但是,需要注意的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
6、名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 7 页 - - - - - - - - - 4 是,此时功率MOSFET 输出电容的取值并没有发生明显的变化。由于高压状态下的并联输出阻抗显著增大,输出容抗也将显著增大。换句话说,此时输出容抗将起主要作用。因此,在设计过程中,应当采取相应的措施克服输出容抗的作用。推挽工作过程需要一个平衡电路,每个开关管的漏极均与一个双股扼流电感相连,采用这样的结构有利于磁通的平衡。综合考虑最大输出功率和最坏工作条件,Vdd 应取为 125V。这样,每个开关管将提供125W 的输出功率,与1400pF的输出电容 Cos并联的漏极阻抗为90 欧姆。可以采用
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