СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2015

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 57 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2015 КПД, % Нелинейные искажения, дБ 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 Максимум Минимум 59,83 59,83 59,83 59,81 59,84 59,82 59,82 59,83 59,83 59,80 59,80 59,80 На рисунке 1 показаны результа- ты гармонических измерений Load- Pull для транзистора Freescale LDMOS, с интегрированным согласованием на гармониках, работающего в классе F на частоте 960 МГц с напряжением смеще- ния V dd = 28 В, I dq = 300 мА и выходной мощностью 35 Вт при 1 дБ компрессии коэффициента усиления. Видно, что изменение импеданса на гармониках по всей диаграмме Смита не влечёт за собой увеличения или каких-либо тен- денций к улучшению КПД. Согласование импеданса на гармо- никах становится критичным при про- ектировании высокоэффективных УМ, функционирующих в условиях ком- прессии или насыщения. В таких усло- виях транзистор будет работать в глубо- ко нелинейном режиме, а значит будет генерировать мощность на одной или нескольких гармонических частотах. Для подобных режимов достижимо функционирование транзисторов в со- временных классах работы (E, F, G, J и их инверсных режимах) путём иде- ального согласования на гармониках. В основном, когда вследствие ком- прессии присутствует мощность на гар- монических частотах, улучшить пока- затели КПД возможно через отражение энергии обратно в направлении к тран- зистору, что имеет место при ампли- туде отражения |Г L |, близкой к едини- це с соответствующим значением фазы (зависящим от плоскости сече- ния, в которой проводились измере- ния) [5–8]. На рисунке 2 показано измене- ние КПД GaN-транзистора на частоте 2,5 ГГц в зависимости от уровня ком- прессии: от 0 дБ (малосигнальный, практически линейный режим рабо- ты) до 5 дБ (глубокая компрессия, близ- кая к насыщению). На рисунке 2 пред- ставлены два случая согласования на гармонических частотах – минималь- ное и максимальное. Влияние согласо- вания на гармониках, а именно на зна- чение КПД, возрастает вместе с ростом выходной мощности на этих частотах. Рис. 1. Load-Pull контуры КПД на f 0 для нагруженного транзистора Рис. 2. КПД как функция компрессии усиления с согласованием на гармониках Реклама