Усилители 30-100 ватт на полевиках

[RK4CI]

полевые транзисторы выполненные по технологии DMOS и LDMOS непригодны для использования в схемах с общим затвором. У них большая конструктивная емкость сток-исток, которая не устраняется при заземлении затвора.

Как интересно. А что, при схеме с ОИ, эта ёмкость куда то исчезает? Да нет, она всегда на месте. У MRF 150, эта ёмкость составляет почти 400 пФ. На частоте 30 мгГц это около 10 ом реактивного сопротивления. Параллельно вторичной обмотке входного трансформатора, всегда весит реактивное сопротивление порядка 20 ом. Поэтому, трансформатор выполняют 3 к 1 по напряжению. И выходная обмотка рассчитана на сопротивление около 5 ом. Нагрузкой для этой обмотки являются резистора ООС... В общем, достаточно посмотреть схему ЕВ 104. Там всё правильно. И напряжение для цепи ООС берётся с понижающего трансформатора...
А в чём же проблема если применить схему с ОЗ? Ну гораздо меньший КУ. Так он иногда и не нужен. Очень низкоомный вход, может быть довольно сложно выполнить входной трансформатор. Так крутизну можно как бы снизить, подав ООС на затворы. В результате, при схеме с ОЗ, входная ёмкость транзисторов подключена параллельно сопротивлению около 1 ома. Вопрос, даст ли подобное включение выигрыш по линейности, относительно стандартной схемы. Вот это я и хочу проверить. Есть желание получить линейность на уровне лучше -40 дБс, при работе каскада в режиме класса В. При этом, поменьше рассеивая на резисторах ООС. Да и большая часть мощности пред оконечного каскада в нагрузку пойдёт. В общем мне это просто интересно. Делать стандартные схемы... Ну собрал. Работает. И что? Разбирать, и собирать следующую?

но для использования транзисторов типа RD70, RD100 я бы добавил цепь термокомпенсации смещения.

Именно с этими транзисторами не работал. Да и в других схемах, ничего похожего пока не встречал. С теми полевиками, с которыми приходилось иметь дело, такой проблемы можно считать что и не было. Ну возрастёт ток покоя процентов на 30-50. При наличии резисторов в истоках даже поменее. Если такая проблема в самом деле возникнет, то решить её не особо сложно. Достаточно взять транзистор, прикрутить его к радиатру, и используя его как термодатчик подобрать пару резисторов. Но это придётся делать именно в готовой схеме. Но подобных транзисторов у меня нет. И покупать не особо хочется. Уж слишком цены кусаются. Вот проверить транзисторы что у меня есть, в планах имеется. Просто что бы иметь представление, какие транзисторы, и что могут обеспечить и в плане мощности, и в плане линейности на разных частотах.

[Евгений240]

Очень низкоомный вход, может быть довольно сложно выполнить входной трансформатор

Совершенно верно. Именно поэтому схема с ОЗ практически не применяется.
Даже если считать, что R вх= 1/S, то для слабосильных RD 16 получается около 0,6 Ома.
Кстати, если раскачки нужно около 3- 4 В, то мощность раскачки потребуется 15-20 Вт.
Многовато для таких транзисторов.

[RK4CI]

Кстати, если раскачки нужно около 3- 4 В, то мощность раскачки потребуется 15-20 Вт.

А рассчёты, откуда взялись подобные циферки, привести не сможете?. Например, при 3 вольтах раскачки, импульс тока 4 А. 3*4 =12. Это амплитудное значение одной полуволны сигнала. Вторую полуволну "скушает" второй транзистор. Мощность раскачки 6 ватт.. При мощности на выходе около 40. КУ около 6. Но этот транзистор достаточно низковольтный. С 50 вольтовыми транзисторами всё чуть повеселее. При амплитуде раскачки 5 вольт, амплитуда напряжения на выходе может достигать 45-50 вольт. Реальный КУ 8-10 раз. Так что не всё так плохо, как вы рисуете. Если посмотрите данные на MRF 150, так там для достижения импульса тока 8-10 А, вообще чуть более 2 вольт потребуется. Ещё и на довольно глубокую ООС по напряжению место остаётся.
А насчёт сложности выполнения трансформаторов. Возьмите любой 12 вольтовый усилитель, мощностью 100 ватт. При амплитуде напряжения около 10 вольт, импульс тока выходного транзистора в них должен достигать 20 А. Выходное сопротивление около 0,5 ома. И ничего, десятки и сотни тысяч подобных усилителей исправно трудятся, и эти 0,5 ома никого как то и не пугают...

[Сергей Викт]

RK4CI- по опыту работы: термокомпенсация для транзисторов типа MRF150 желательна но не необходима если это не мобильный УМ для широкого температурного диапазона, для менее мощных не обязательна, обязательно для транзисторов типа MRF157 c крутизной порядка 20 А/В, без нее даже смещение выставить затруднительно.
Смоделировал половинку каскада на MOSFET с общим затвором. Транзистор Polyfet, аналогичный MRF150.
Интересные результаты. Картинку прилагаю. Самое сложное будет сделать входной трансформатор с коэффициентом трансформации 1:49 по сопротивлению, и источник смещения рассчитанный на полный ток стока.
Резистор R1 - обратная связь.

[Сергей Викт]

В продолжении MOSFT c общим затвором. Есть определенная засада. При индуктивности в цепи затвора больше 0,3нГн во входном импедансе активная часть становиться отрицательной в УКВ диапазоне. Там возникнет автогенерация. Как давить пока не знаю.

[Евгений240]

А рассчёты, откуда взялись подобные циферки, привести не сможете?. Например, при 3 вольтах раскачки, импульс тока 4 А. 3*4 =12. Это амплитудное значение одной полуволны сигнала. Вторую полуволну "скушает" второй транзистор. Мощность раскачки 6 ватт..

Николай, да ничего я не считал. просто прикидка, для определения порядка величин. Так как обязательно будет достаточно глубокая ООС, то для раскачки 3 Вольт амплитудного будет мало. Пусть потребуется 5 В амплитудного, то есть 3,5 В действующего. Ну а дальше 3,5в х3,5 /0,6 = 20,4 Вт. Можно и так прикинуть: максимальный ток через транзистор = 5 А. Действующий = 3,5 А. Он же ток раскачки. Напряжение раскачки 3,5 В х ток раскачки =3,5 А, получаем 12,3 Вт. Думаю второй вариант ближе к истине, так как сразу отталкивается от допустимого тока через транзистор. В первом же не учтён рост входного сопротивления из-за ООС. Но и он тоже не страдает точностью, поскольку напряжение раскачки тоже не определялось расчётом. Но, ещё раз повторюсь: Это не расчёт, а прикидка требуемого порядка мощности раскачки.
Вполне может быть и поменьше, как у вас. Но конечно не 6 Ватт. 3 В амплитудного раскачки с подключёнными цепями ООС будет явно мало.

Самое сложное будет сделать входной трансформатор с коэффициентом трансформации 1:49 по сопротивлению

Дык отож! С одним трансформатором, по моему это не реальн. Придётся городить пару последовательно.

А чего это я всё время ООС да ООС? А как вы её будете вводить?

[RK4CI]

Самое сложное будет сделать входной трансформатор с коэффициентом трансформации 1:49 по сопротивлению

Зачем такие сложности? Перед этим каскадом, будет другой, на полевиках средней мощности. С выходной мощностью порядка 20 ватт. Плюс, мы немного уменьшим крутизну выходного транзистора, подав ООС в цепи затворов. Конечно, в фазе со входным сигналом. Рассчётный импульс тока одного плеча предварительного каскада, 2-2,5 А. После трансформации 4 к 1, импульс тока выходного транзистора, 8-10 А. Сопротивление нагрузки одного плеча выходного каскада 5,5 ома.

источник смещения рассчитанный на полный ток стока.

А это ещё зачем. Затворы можно заземлить и только по ВЧ. При этом, на них через понижающий трансформатор будет подаваться и ООС. С помощью низкоомных резисторов она будет подогнана под необходимую мне величину.

Резистор R1 - обратная связь.

Зачем мне такая ООС? ООС будет подана в цепи затвора, просто повышая необходимое напряжение раскачки, а не рассеивая чуть ли не десятки ватт мощности в тепло. Вы просто извращаете саму идею, закладывая в неё заведомо неприемлемые решения.

При индуктивности в цепи затвора больше 0,3нГн во входном импедансе активная часть становиться отрицательной в УКВ диапазоне.

Вообще то, для измерения токов каждого из транзисторов, в цепи каждого из истоков стоит по паре СМД резисторов номиналом 0,075 ома. О подобной засаде пока не думал, но её цепь достаточно легко разорвать резисторочками и в истоках, и в затворах. Ведь подобная засада просто в обязательном порядке будет присутствовать и в схемах с ОИ. И существуют достаточно действенные методы подавления склонности каскада к самовозбуждению.
Ну а собственно сами результаты моделирования меня порадовали. Ведь я и хочу связаться со схемой с ОЗ в надежде получить линейность на уровне -40 дБс при мощности РЕР 150 ватт. Я гляжу вы заинтересовались схемой. Так почему бы не промоделировать её целиком? Именно в двухтактном включении. На входе трансформатор 4 к 1+ симметрирующий трансформатор. В цепи истоков резисторочки 0,0375 ома. На выходе трансформатор 2 к 3+понижающий трансформатор 10 к 1. Через него же подаётся и смещение в цепь затворов. Резистора пока не стоят. Они будет подбираться. Есть резистора нагрузки, с затвора каждого из транзисторов на массу, 2*10 ом. Через разделительный конденсатор конечно. Антипаразитные в цепях каждого из затворов, 2*2,2 ома.

[Сергей Викт]

Вот так получается. "Если повар нам не врет" (С). Какой то сказочный результат. Продолжение завтра.

[RA4FIX]

Давно валяется пара 2Т986Б. Это для импульиных с ОБ на 1,5Гига. Не знаю, что с ними делать. Справочные данные в сети скудные. Хоть выбрасывай

[Евгений240]

Продолжение завтра.

Симуляторы конечно дело хорошее. Когда есть и полные данные на транзистор и симулируемая схема правильно составлена. И создатель симулятора все нюансы учёл. Так что без макетирования всё равно не обойтись. Во всяком случае, если создаётся мощный усилитель с токами в десятки Ампер и мощностями в сотни Ватт.
А что моделирует конденсатор в 3000 пФ на выводах входного трансформатора? Почему резисторы R2 и R8 подключены к правым выводам R3 и R7, а не к левым? Что за конденсаторы С1 и С3 по 1,5 пф? Где блокировка затворов на корпус?