HF-Power-MOSFET SD2923
Bild 1: Anschlussbelegung des SD2923: 1 = Drain, 2 = Source, 3 = Gate, 4 = Source, 5 = Source.
Bild 2a + b: Ausgangsleistung in Abhungigkeit von der Steuerleistung bei Drainspannungen von 40 und 50 V (a); Ausgangsleistung in Abhangigkeit von der Eingangsleistung (VDD = 50 V) bei verschiedenen Gehausetemperaturen von 20, 25 und 80° C (b).
Bild 3: Ausgangsleistung des SD2923 in Abhangigkeit von der Drainspannung bei verschiedenen Eingangsleistungen von 1, 2 und 3 W am Gate.
Bild 4: Dieses Diagramm zeigt die Abhangigkeit der Ausgangsleistung von der Gatespannung des Power-MOSFETs bei verschiedenen Gehausetemperaturen in einer Anwendung bei 30 MHz und einer Drainspannung von 50 V.
Bild 5: Drainstrom und Gate-Spannung bei einer Drain-Source-Spannung von 10 V.
Der SD2923 von ST-Microelectronics (früher SGS) ist ein N-Kanal-PowerMOSFET für den Frequenzbereich bis 150 MHz. Der Single-Gate-MOSFET zeichnet rich durch Goldmetallisierung auf dem Chip, hervorragende thermische Stabilitat und ein spezielles Gehause für hohe thermische Belastbarkeit aus. Der MOSFET kann in Eintaktschaltungen bei Betriebsspannungen bis 50 V DC Ausgangsleistungen in Halle von mindestens 300W liefern. Wichtige technische Daten des SD2923 im Uberblick:
- Frequenzbereich: bis 150 MHz
- Ausgangsleistung: typisch 400 W beim Betrieb mit 50 V im Frequenzbereich bis 30 MHz
- Leistungsverstarkung: typisch 22 dB bei 300W Ausgangsleistung und VDD = 50 V
- Wirkungsgrad: typisch 55 bei 300 W Ausgangsleistung und einer Frequenz von 30 MHz
- Eingangsimpedanz bei 30 MHz: 1,8 -j0,2 Ohm
- Ausgangsimpedanz bei 30 MHz: 2,8 +j2,3 Ohm
- Eingangskapazitat bei 1 MHz: 825 pF
- Ausgangskapazitat bei 1 MHz: 390 pF
Bild 6 zeigt als Beispiel eine Eintakt-Versuchsschaltung mit dem SD2923 fur den Betrieb bei einer Frequenz von 30 MHz, Bild 7 die zugehorige Bestfücktung und die Platine. Wie zu ersehen ist, simd die meisten Leiterbahnen als exakt angepasste Übertragungsleitungen in Stripline-Technik ausgeführt, um bei dem großen Transformationsverhaltnis von 50 Ohm Anschlussimpedanz auf die niedrige Gate-Impedanz übermaßige Verluste zu vermeiden und einen gleichmaßigen Frequenzgang im gewünschten Bereich zu erzielen. Ganz links am Antenneneingang ist der in SMD-Technik ausgeführte Eingangsübertrager T1 zu erkennen, der ein Impedanz-Ubersetzungsverhaltnis von 9:1 im Frequenzbereich von 2 bis 30 MHz aufweist. L1 ist die rechts daneben angeordnete kleine Luftspule.
Bild 6: 30-MHz-Testschaltung für den Power-MOSFET SD2923.
Bild 7: Bestückung der Test-Platine.
Der Ausgangsübertrager T2 ist wesentlich aufwendiger und großer ausgeführt, wie Bild 7 zeigt, da er die hohe Ausgangsleistung des Power-MOSFETs vertragen muss. Er besteht aus 50-Ohm-Koaxkabel des Typs RG-142B mit zusatzlicher außerer Kupferabschirmung, das auf einen Ringkern von Fair-Rite aufgewickelt und gemaß beschaltet ist. Mit dem Trimmer wird die korrekte Anpassung am Ausgang eingestellt. Die Betriebsspannung VDD in Hohe von 50 V wird fiber zwei auf Ringkerne gewickelte Drosseln RFC 1 und RFC2 in den Transformator T2 eingespeist und gelangt von dort zum Drain-Anschluss des MOSFETs. Die Gegenkopplung aus C, R2 und FB1 (geschirmte Ferritdrossel) sorgt für einen gleichmaßigen Frequenzgang der Verstarkung. Uber R3 wird die Gate-Vorspannung eingespeist.