功率管溫補電路的設計

王志剛 曹迅

摘要：功率放大器的性能受功放管的靜態工作點影響很大，在實際工作中，功放管的門限開啟電壓會隨環境溫度變化而變化。本文給出了一種LDMOS功放管靜態工作點的溫度補償措施，可以保持功率管性能穩定，該方法在LDMOS功率放大器中有著廣泛的用途。

關鍵詞：靜態工作點;溫度補償;LDMOS功率管

中圖分類號：TN722 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0131-01

LDMOS（橫向擴散金屬氧化物半導體）管是當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，可靠性高等優點。LDMOS功率管具有較大的溫度熱性，溫度系數為負數。靜態電流變化會影響功率管的增益、效率和線性等指標。因此，保持功率管靜態電流的穩定，是功放電路設計的關鍵點之一。

1? LDMOS功率管溫度效應

LOMOS功率管對溫度是非常敏感的，溫度的主要的參數響應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的關系。即在一定的柵壓下，當工作溫度升高時，其靜態電流增加，工作溫度降低時，靜態電流下降，這樣可以防止熱耗散的影響。

2 溫補電路元件的選擇

溫補電路元件的關鍵就是利用溫補器件隨溫度發生變化的性質。常用元件有二極管、三極管、電壓調節IC、熱敏電阻以及利用單片機等，這些方法的原理不盡相同，性能各有優劣，可以根據實際情況去選擇。下面給出一些常用的數值。硅二極管PN結，溫度系數大約為-1.5mV/度; 三極管，在飽和工作狀態是，溫度系數大約為-1.7mv/度;功率管工作在放大狀態時，鍺管溫度系數約為-1.55mV/度，硅管約為-2mV/度。

3 溫補電路的設計

本文采用的是二極管溫補電路，具體的電路圖如圖1所示。

根據圖示可以得出：

Vg=*Vgs+*Vd

對上式進行微分可得：

dVGg=*dVgs+*dVd

一般情況下認為在Vgs在溫度變化時保持不變，則：

dVGg=*dVd

從上面的公式可以看到，Vg的變化主要與以及 Vd的溫度系數有關，通過選擇合適的R1，R2以及Vd，讓溫補電路的溫度系數與LDMOS的溫度系數相對應。

4 實際的調試、測試過程

調試過程中，先將功率管放在加熱平臺上，加電測試功率管的漏極電流Id隨溫度變化的曲線，隨后根據變化值來選擇合適的二極管來進行匹配。在模塊測試之前，需要做好相關保護工作。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，漏極電源還應設置電流保護，防止功率管自激損壞功率管。

實際測試時，我們選用的功率管為NXP的BLF574，溫補二極管型號為IN4148。工作電壓為28V，常溫靜態電流0.5A。圖2為溫補前后靜態電流隨環境溫度變化的曲線。

從圖2的對比圖中，我們可以看到，加溫補電路后，功率管的靜態電流基本保持恒定。

5 結語

本文采用二極管設計的溫補電路，與其他方案相比，該方法具有成本低、溫度適應范圍廣、補償精度高、批量生產一致性好等優點。同時由于這種電路設計簡潔，可以大幅縮短批量生產時，設備的調試時間。

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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