چگونه می توانم RF PA را بسوزانم؟

PA (تقویت کننده برق) یک مؤلفه مهم سیستم ارتباطی است ، که وظیفه تقویت و برقراری سیگنال های RF {{0} را بر عهده دارد. عملکرد و قابلیت اطمینان PA تأثیر قابل توجهی در کل سیستم انتقال {1}

In the mobile phone communication system, the output signal of PA is about 29~32dBm (about 1,000mW), which is 1000 times larger than the power output of about 0dBm (1mW) of the Transceiver chip. At the same time, in order to achieve the corresponding RF power output, the PA generally needs to consume about 1 ، 900-4 ، 000 mw از مصرف انرژی DC .

شکل 1: لینک سیستم ارتباطی تلفن همراه معمولی

برنامه های پر قدرت و با قدرت بالا همچنین چالش هایی را برای قابلیت اطمینان PA . در برنامه های کاربردی سیستم ایجاد می کنند ، "سوزاندن PA" یک موضوع داغ در بحث مهندسان است {{3}

0040-02544 بالای بدن ، فلز DPS

چرا PA را می سوزانید

دستگاه های نیمه هادی در تراشه های تلفن همراه PA

متداول ترین فرآیند نیمه هادی برای طراحی PA GAAS HBT ، GAAS PHEMT ، SOI CMOS ، CMOS فله (CMOS فله).}} در میان آنها ، GAAS HBT به دلیل افزایش قدرت RF تقویت کننده های قدرت RF به دلیل افزایش قدرت بالا و چگالی قدرت بالا} 1 (در مقایسه با GAAS PHEMT) تبدیل شده است.

دستگاه های HBT دارای سه پارامتر محدود هستند ، یعنی:

حدا

لازم است اطمینان حاصل شود که حداکثر مدار کار ، قدرت از بین بردن

و حداکثر ولتاژ دستگاه در محدوده امتیاز .

ولتاژ/جریان جریان PA

برای دستگاه های HBT با RF PAS ، جمع کننده ترانزیستور خروجی دارای حداکثر ولتاژ و نوسان فعلی است . به منظور توصیف بهتر رابطه بین ولتاژ و جریان ، ولتاژ و جریان معمولاً در همان نمودار به شکل یک خط بار ترسیم می شود ، همانطور که در شکل {12.}}}}}

خط بار ترانزیستور منعکس کننده رابطه بین ولتاژ و جریان ترانزیستور در بارهای مختلف است و به طور کلی بر روی منحنی DC-IV {{1} در خط بار کشیده می شود:

شیب خط بار نشان دهنده بزرگی امپدانس بار .

در مدار واقعی ، به دلیل وجود قسمت تخیلی بار ، اختلاف فاز ولتاژ/جریان تشکیل می شود ، که ممکن است باعث شود خط بار به عنوان یک حلقه توخالی {{0} ظاهر شود

3. انتخاب نقطه عملیاتی DC (ولتاژ و جریان) در نوسان خط بار . تأثیر دارد

شکل 2: یک خط بار دینامیکی معمولی برای PA

در عملکرد PA ، با توجه به وجود ولتاژ منبع تغذیه بالا و VSWR بالا ، ولتاژ خروجی PA و نوسان فعلی افزایش می یابد .} شکل 3 یک تقویت کننده قدرت معمولی با خطوط بار پویا در 50 Ω و VSWR =10: 1 در 3.}} 2V و 5V BIAS ولتاژ (2 ولت) نشان می دهد. ولتاژ و VSWR ، PA باید در برابر ولتاژ بزرگتر و نوسان فعلی. مقاومت کند وقتی که ولتاژ و نوسانات فعلی از مقدار تحمل دستگاه فراتر رود ، دستگاه می سوزاند.

شکل 3: تغییرات در خطوط بار پویا PA در ولتاژهای مختلف و VSWR ها

چگونه می توان PA را از سوزاندن محافظت کرد

ضمانت های طراحی

PA ها باید به درستی طراحی شوند تا نیازهای ناهمواری را برآورده کند {{0}

ضمانت طراحی فعلی

لازم است اندازه دستگاه را به طور منطقی طراحی کنید تا اطمینان حاصل شود که حداکثر جریان از طریق دستگاه در شرایط مختلف کمتر از حداکثر جریان مقاومت در برابر دستگاه است . در طراحی جریان از طریق جریان ، مهم است که توجه داشته باشید که دستگاه های ترانزیستور متعدد در مرحله انتهایی PA به طور موازی به هم متصل می شوند ، و لازم است که این دستگاه اطمینان حاصل کند که جریان به طور مساوی در کل دستگاه توزیع می شود و نه جریان ، و نه جریان ، و نه جریان کامل ، و نه جریان کامل ، و نه در حال حاضر جریان و نه از جریان ، و نه در حال حاضر در دستگاه کاملاً توزیع می شود و نه جریان ، و نه در حال حاضر در دستگاه کاملاً توزیع می شود. سوخته . از آنجا که ولتاژ روشن دستگاه HBT با افزایش درجه حرارت کاهش می یابد ، جریان بیش از حد باعث کاهش ولتاژ روشن می شود و جریان را بیشتر می کند تا اینکه دستگاه از بین برود {5 {}}

این اثر به صورت حرارتی اجرا می شود و یک شکل متداول از سوزش جریان است. به منظور جلوگیری از بروز اجرای حرارتی ، یک مقاومت بالاست به پایه یا قسمت انتشار دهنده ترانزیستور اضافه می شود . حضور مقاومت بالاست باعث می شود که ولتاژ VBE باعث کاهش ولتاژ بیشتر شود و از جریان بیشتر می شود} جریان را افزایش می دهد ، جریان را افزایش می دهد ، جریان را از بین می برد و جریان را از بین می برد.

شکل 4: توزیع حرارتی ناهموار PA (سمت چپ) و طراحی مقاومت های بالاست

0040-01973 rev .004 اتاق تابش پایین 200mm rtpw

ضمانت طراحی ولتاژ
برای محافظت از ولتاژ ، ولتاژ به طور کلی با قرار دادن رشته های دیود به صورت موازی در جمع کننده ترانزیستور نهایی تنظیم می شود به طوری که چرخش خروجی در ولتاژ باز رشته دیود . در طراحی مدارهای حفاظت ولتاژ پایدار است ، لازم است تا اطمینان حاصل شود که تقارن از تقاطع SWOLLEMENT SWORE SWORE VOLTICES VOLTICES VOLTAGE VOLTICE محافظت شده . آزمون ناهمواری از آنجا که قابلیت اطمینان PA برای طراحی دقیق با شبیه سازی دشوار است ، پس از اتمام طراحی PA ، باید یک تست کامل ناهموار را پشت سر بگذارد تا اطمینان حاصل شود که قابلیت اطمینان از محیط تست کامل ناهماهنگ در شکل زیر نشان داده شده است.}}} آزمون آزمون ناآرامی نیاز به پوشش آزمون زیر دارد.

شکل 5: محیط آزمایش ناهمواری

موارد آزمون فوق باید به صورت متقاطع انجام شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ مشکلی ناهمواری در PA در هر شرایطی وجود نخواهد داشت . از آنجا که حداکثر ولتاژ شکست دستگاه های نیمه هادی با کاهش دما کاهش می یابد ، و افزایش افزایش PA با کاهش دما افزایش می یابد ، بدترین نقطه رزمانه به طور کلی در حداکثر توان ایجاد می شود. VSWR بدترین شرایط برای ناهمواری است.

تضمین برنامه

اگرچه PA های واجد شرایط قبل از خروج از کارخانه کاملاً ناهمواری آزمایش شده اند ، اما هنوز هم باید به محیط برنامه توجه کنید تا اطمینان حاصل شود که ناهمواری در برنامه تضمین شده است . اصلی ترین حفاظت های مورد نیاز در برنامه به شرح زیر است:

ولتاژ منبع تغذیه را به طور مناسب کنترل کنید
همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است ، PA دارای ولتاژ کوچکتر و نوسان فعلی در کاربردهای ولتاژ کم است ، و ناهمواری PA بهتر تضمین می شود . بنابراین ، در برنامه ، به درستی کنترل ولتاژ و استفاده از ولتاژ عرضه تا حد امکان می تواند به بهبود رقت دستگاه {2. کمک کند.

قدرت خروجی را به درستی کنترل کنید
هنگامی که خروجی برق زیاد باشد ، خروجی PA دارای ولتاژ و نوسان بیشتری خواهد بود . سازگاری با کنترل توان خروجی در محدوده مجاز برنامه به بهبود ناهمواری.}} کمک می کند

به یکپارچگی قدرت و زمان سیگنال توجه کنید
تلفن همراه یک سیستم نسبتاً پیچیده است که شامل پیوند بین ماژول های متعدد . در برنامه ، توجه به یکپارچگی منبع تغذیه (خواه پالس های ولتاژ بیش از حد) ، زمان سیگنال کنترل تعصب ، اندازه و زمان سیگنال ورودی ، و زمان بندی برای اطمینان از عملکرد PA {1 {}}} مهم است.