王志剛 曹迅

摘要：功率放大器的性能受功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)影響很大，在實(shí)際工作中，功放管的門限開啟電壓會(huì)隨環(huán)境溫度變化而變化。本文給出了一種LDMOS功放管靜態(tài)工作點(diǎn)的溫度補(bǔ)償措施，可以保持功率管性能穩(wěn)定，該方法在LDMOS功率放大器中有著廣泛的用途。

關(guān)鍵詞：靜態(tài)工作點(diǎn);溫度補(bǔ)償;LDMOS功率管

中圖分類號(hào)：TN722 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）12-0131-01

LDMOS（橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體）管是當(dāng)前射頻通信常用的功率管，與雙極型功率管相比，LDMOS功率管具有增益高、輸出功率大，抗適配能力強(qiáng)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。LDMOS功率管具有較大的溫度熱性，溫度系數(shù)為負(fù)數(shù)。靜態(tài)電流變化會(huì)影響功率管的增益、效率和線性等指標(biāo)。因此，保持功率管靜態(tài)電流的穩(wěn)定，是功放電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

1? LDMOS功率管溫度效應(yīng)

LOMOS功率管對(duì)溫度是非常敏感的，溫度的主要的參數(shù)響應(yīng)是有效載流于遷移率μ和闊值電壓V_th^ 。同的熱沉溫度條件下，漏極電流Ids與柵極電壓Vgs的關(guān)系。即在一定的柵壓下，當(dāng)工作溫度升高時(shí)，其靜態(tài)電流增加，工作溫度降低時(shí)，靜態(tài)電流下降，這樣可以防止熱耗散的影響。

2 溫補(bǔ)電路元件的選擇

溫補(bǔ)電路元件的關(guān)鍵就是利用溫補(bǔ)器件隨溫度發(fā)生變化的性質(zhì)。常用元件有二極管、三極管、電壓調(diào)節(jié)IC、熱敏電阻以及利用單片機(jī)等，這些方法的原理不盡相同，性能各有優(yōu)劣，可以根據(jù)實(shí)際情況去選擇。下面給出一些常用的數(shù)值。硅二極管PN結(jié)，溫度系數(shù)大約為-1.5mV/度; 三極管，在飽和工作狀態(tài)是，溫度系數(shù)大約為-1.7mv/度;功率管工作在放大狀態(tài)時(shí)，鍺管溫度系數(shù)約為-1.55mV/度，硅管約為-2mV/度。

3 溫補(bǔ)電路的設(shè)計(jì)

本文采用的是二極管溫補(bǔ)電路，具體的電路圖如圖1所示。

根據(jù)圖示可以得出：

Vg=*Vgs+*Vd

對(duì)上式進(jìn)行微分可得：

dVGg=*dVgs+*dVd

一般情況下認(rèn)為在Vgs在溫度變化時(shí)保持不變，則：

dVGg=*dVd

從上面的公式可以看到，Vg的變化主要與以及 Vd的溫度系數(shù)有關(guān)，通過選擇合適的R1，R2以及Vd，讓溫補(bǔ)電路的溫度系數(shù)與LDMOS的溫度系數(shù)相對(duì)應(yīng)。

4 實(shí)際的調(diào)試、測(cè)試過程

調(diào)試過程中，先將功率管放在加熱平臺(tái)上，加電測(cè)試功率管的漏極電流Id隨溫度變化的曲線，隨后根據(jù)變化值來選擇合適的二極管來進(jìn)行匹配。在模塊測(cè)試之前，需要做好相關(guān)保護(hù)工作。功率管要充分接地，減少熱阻，柵極、漏極供電加濾波電容，功率管射頻輸入、輸出匹配要良好。另外，漏極電源還應(yīng)設(shè)置電流保護(hù)，防止功率管自激損壞功率管。

實(shí)際測(cè)試時(shí)，我們選用的功率管為NXP的BLF574，溫補(bǔ)二極管型號(hào)為IN4148。工作電壓為28V，常溫靜態(tài)電流0.5A。圖2為溫補(bǔ)前后靜態(tài)電流隨環(huán)境溫度變化的曲線。

從圖2的對(duì)比圖中，我們可以看到，加溫補(bǔ)電路后，功率管的靜態(tài)電流基本保持恒定。

5 結(jié)語(yǔ)

本文采用二極管設(shè)計(jì)的溫補(bǔ)電路，與其他方案相比，該方法具有成本低、溫度適應(yīng)范圍廣、補(bǔ)償精度高、批量生產(chǎn)一致性好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于這種電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，可以大幅縮短批量生產(chǎn)時(shí)，設(shè)備的調(diào)試時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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Design of Temperature Compensation Circuit for Power Transistor

WANG Zhi-gang1， CAO Xun2

（1.Shijiazhuang Norton Human Resources Co.， Ltd. Shijiazhuang Hebei 050000;

2.Hebei Branch of China United Network communication Co.， Ltd. Shijiazhuang Hebei 050000）

Abstract：The performance of power amplifier is greatly affected by the static operating point of power amplifier. In practice， the threshold opening voltage of power transistor varies with ambient temperature. This paper presents a compensation method for LDMOS power transistor， which can maintain the stable performance of the power transistor .This way is widely used in LDMOS power transistor amplifier

Key words：static working point;temperature compensation;LDMOS? power transistor