先进坚固的LDMOS晶体管

虽然近年来GaN晶体管在宽带和高频应用中很流行，但LDMOS仍然是高频到超高频大功率放大器设计的领先技术。坚固耐用的LDMOS的最佳点在450MHz以下，并且通过正确的热设计，坚固耐用的器件将能够承受高达65:1的高VSWR水平。
最初设计用于广播和工业应用在90年代中期，我们已经看到功率水平和击穿电压不断提高的一代又一代。

设计的局限性

随着几代LDMOS的发展(Ampleon现在正在研究第12代)，我经常被问到更高功率的坚固晶体管。然而，在给定的漏极电压下所能产生的功率是有限制的。设计师可以将LDMOS的“手指”添加到布局中(图1)，但这是一种权衡。更多的手指增加了模具尺寸，从物理上讲，封装尺寸有限制。缩短手指之间的距离是可能的，但这会增加寄生电容。

另一种选择是给LDMOS手指增加更多的功率，但是晶体管的输出阻抗会随着功率的增加而降低。这使得晶体管的使用更具挑战性，难以与高q相匹配，也使得宽带设计更加困难。

看看我们供应商的产品，我相信50伏的设备已经达到了1.5KW左右的极限。为了进一步提高功率水平，设计人员选择了增加漏极电压。

输出阻抗RL =漏极电压V2 /输出功率P，因此通过提高电压，设计人员可以提高输出功率，同时保持输出阻抗在合理的水平。
现在Ampleon和NXP都有一些65V晶体管可供选择。Qorvo还选择了65V GaN用于一些针对l波段雷达和航空电子设备应用的大功率部件。

不过，并非所有人都适合65V。与48-50V版本相比，电源可能很贵，一些安全法规也在50V以上生效。
更高的功率也提供了更多的头痛，以获得多余的热量的PA。其他元件，如输出匹配电容器，必须承受更高的电压和耗散更高的温度。当焊料熔化时，我看到电容器从PCB上浮下来，PCB轨道有时需要将电线焊接到表面以携带足够的漏电流。并不总是可以使磁道宽以处理大电流，因为它也会降低阻抗，影响磁道的RF性能，而且我们通常在PCB上的空间有限。

新一代坚固耐用的LDMOS

Ampleon正在发布新一代坚固耐用的晶体管。这些被称为先进坚固技术(ART)晶体管．到目前为止，有2KW、1.6KW、700W、150W和35W器件。我们也刚刚开始对450W的设备进行采样，该设备将于2023年全面发布。

ART2K0FE是功率最高的晶体管，功率为2KW，电源为65V，许多客户在这种功率水平上考虑水冷散热器。不过，该系列的下一个晶体管更有趣。的ART1K6FH（图3)，提供了从BLF188XR和NXP的MRFE6VP1K25等旧设备的自然发展(和升级)。

乍一看数据表，似乎ART1K6FH的功率更大一些，标题为1.6KW，但仔细观察，你会发现该设备最高可达55V，可提供这种功率水平。在50V时，它被设计为50V BLF188XR的替代品，输出功率为1.4KW。事实上，客户告诉我们，它“几乎落入相同的电路”。

65:1 VSWR是在这些设备的生产测试期间可以准确测量的最高不匹配，但击穿电压是考虑坚固性的一个方便参数。看到它甚至比前几届还要高，我感到放心。

如果我们缺少电源，如前面所述，ART1K6FH是55V合格的，大多数50V电源至少可以向上调整几伏，因此在不改变PA电源的情况下，有可能实现比旧设备略高的功率输出。

大功率放大器中的LDMOS

的LinearAmp/The DX Shop的Gemini 2-1.2K使用ART1K6在144MHz VHF波段提供高功率(图4）.这是一个很好的产品示例，可以使用ART1K6FH代替BLF188XR，产品页面提供了一个有趣的功率图，比较了两种坚固的设备。

ART系列中的其他晶体管填补了功率级别的许多空白。坚固性对于二氧化碳激光器或等离子体发生器等工业应用是必不可少的，但我相信我不是唯一一个说坚固性总是受欢迎的人——即使在低功率的通信放大器中也是如此。至少，如果PA的输出有错误，坚固性可以让人安心。

对于将先进的LDMOS晶体管集成到您的设计中有更多问题吗?我们在RFMW的专家可以提供帮助。有关下一代LDMOS技术开发的更多信息，乐动全站APP今天联系RFMW！

关于蒂姆·丹尼尔斯

蒂姆·丹尼尔斯是RFMW的供应商业务经理，专门从事晶体管和MMIC技术。Tim拥有超过20年的射频行业经验，是一名特许工程师，拥有电子创新硕士学位和电子与通信学士学位。他的专业知识使他能够为RFMW的客户提供全面的设计建议和技术支持。Tim喜欢与来自世界各地的工程师一起工作，并渴望为新挑战找到创新的解决方案。