功率放大器可靠性怎么設(shè)計(jì)的好

功率放大器可靠性怎么設(shè)計(jì)怎么做，是很多工程師們心里一直存在的疑惑，像功率放大器這些有源放大電路，工作的可靠性在某些情況下比性能指標(biāo)更重要。下面就來(lái)為大家介紹功率放大器可靠性怎么設(shè)計(jì)的好。

功率放大器電路設(shè)計(jì)過(guò)程中其可靠性主要分為穩(wěn)定性和保護(hù)性兩種，穩(wěn)定性是為了防止放大器自身的自激，而保護(hù)性是為了防止外部電路異常狀態(tài)和環(huán)境問(wèn)題造成的工作狀態(tài)異?；蚱骷膿p壞。

影響功率放大器穩(wěn)定性的原因有內(nèi)在和外在兩種因素，而內(nèi)在因素是封裝等放大管器件自身的問(wèn)題。

圖：功率放大器管子封裝

從上面的圖中可以看出，Ccb的存在使得隨集電極電壓的增加，非線性減小，回路呈感性，滿足振蕩相位條件；而發(fā)射機(jī)的引線電感，感抗的存在會(huì)加劇正反饋的情況。

而外在因素則包括很多方面。當(dāng)激勵(lì)過(guò)大的時(shí)候，放大器產(chǎn)生飽和失真；PCB布局不合理，晶體管接地不良，走線、過(guò)孔帶來(lái)分布參數(shù)，容易引起高頻自激；輸入輸出距離過(guò)近會(huì)引起耦合等等。

對(duì)于功放保護(hù)性而言，主要是防止放大器極端條件下出現(xiàn)損壞，比較常見的有過(guò)電壓擊穿、靜電、過(guò)激勵(lì)、雷擊、脈沖電壓和電流、開路負(fù)載和短路負(fù)載等等。

功率放大器的穩(wěn)定性如何判斷？主要依據(jù)穩(wěn)定性系數(shù)和端口的反射系數(shù)。端口的四個(gè)反射系數(shù)（Γs、ΓL、Γin、Γout）模均小于1時(shí)，穩(wěn)定；當(dāng)穩(wěn)定性系數(shù)K>1時(shí)，穩(wěn)定。

功率放大器穩(wěn)定設(shè)計(jì)后，是否有效，是否合理，就需要通過(guò)測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證。測(cè)試電路穩(wěn)定的方法包括靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試和增益測(cè)試與頻譜觀察。穩(wěn)定判斷方法分析：調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)的時(shí)候，觀察靜態(tài)電流是否出現(xiàn)異常跳變；輸入端不外加輸入信號(hào)的時(shí)候，觀察輸出是否有一定頻率和幅度的信號(hào)輸出。

功率放大器的穩(wěn)定性如何設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的時(shí)候主要從以下幾方面來(lái)考慮：

1、選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。

2、采用RC負(fù)反饋電路，形成閉環(huán)控制，降低S21。

3、將饋電電感并聯(lián)一個(gè)小電阻，降低電感自諧振回路或與其他寄生參數(shù)產(chǎn)生的諧振回路的Q值，避免振蕩。

4、增加π型衰減電路，增加隔離，減小級(jí)間反射，改善S22和S12。

5、輸入端采用高通匹配，平衡高低端增益。

6、輸入電路中串聯(lián)電阻。

7、布局PCB的時(shí)候，保證接地的良好，分開串接電感，避免射頻走線時(shí)細(xì)而長(zhǎng)。

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圖：ATA-3090功率放大器指標(biāo)參數(shù)

功率放大器的保護(hù)性如何設(shè)計(jì)？常見的方法包括下面兩種：

1、采用PIN管或可控衰減器等來(lái)組成限幅電路，防止信號(hào)過(guò)激勵(lì)造成器件損壞。使用可控衰減器的時(shí)候，前端檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱可以當(dāng)作判斷條件，根據(jù)強(qiáng)弱信號(hào)來(lái)挑選合適的衰減值。使用PIN管的時(shí)候，PIN管與普通二極管一樣，直流正偏導(dǎo)通，反偏截止，交流信號(hào)不導(dǎo)通。限幅使用的時(shí)候，小信號(hào)，PIN管結(jié)電阻呈現(xiàn)高阻抗，大信號(hào)PIN管阻抗降到最低，信號(hào)反射回去。

2、限流電路溫度保護(hù)電路，可以通過(guò)限流電阻限制晶體管耗散功率或者使用鎖存器比較器一類的數(shù)字電路構(gòu)成過(guò)流保護(hù)電路。溫度保護(hù)電路的時(shí)候需要用溫度傳感器，溫度超過(guò)額定值的時(shí)候，切斷晶體管的供電與激勵(lì)。

以上就是功率放大器可靠性怎么設(shè)計(jì)的好的內(nèi)容，如果大家對(duì)于功率放大器還有什么不知道或者想了解的，歡迎咨詢西安安泰官網(wǎng)。

文章來(lái)源：西安安泰電子科技有限公司

審核編輯黃昊宇