Како не могу да спалим РФ ПА?

ПА (појачало напајања) је важна компонента комуникационог система, који је одговоран за појачавање и укључивање РФ сигнала. Перформансе и поузданост ПА имају значајан утицај на цео преносни систем.

У систему комуникације мобилног телефона, излазни сигнал ПА је око 29 ~ 32дбм (око 1, 000 МВ), што је 1 {{5} 00 пута веће од снаге око 0ДБМ (1МВ) Цхип-а. У исто време, да би се постигао одговарајући РФ излазни излаз, ПА опћенито треба да конзумира око 1, 900-4, 000 МВ потрошње енергије ДЦ.

Слика 1: Типична веза за комуникацију мобилног телефона

Повезане снаге, високо напајање такође представљају изазове поузданости ПА. У системским апликацијама "Бурнинг ПА" је врућа тема у дискусији инжењера.

0040-02544 Горњи део тела, ДПС метал

Зашто сагоревате па

Полуводички уређаји у мобилном телефону ПА чипови

Најчешће коришћени поступак полуводича за ПА дизајн је Гаас ХБТ, ГААС Пхемт, Сои ЦМОС, расути ЦМОС (Булк Силицон ЦМОС). Међу њима је ГААС ХБТ постао пожељни поступак за фазу излазне снаге РФ појачала РФ због своје велике густине снаге и ниске трошкове (у поређењу са ГААС ПХЕТ-ом).

ХБТ уређаји имају три лимитна параметра, наиме:

Максимална дозвољена струја колектора ИЦМАКС Максимално дозвољеног топлотног топлотног дисипације Колекционар колектора - Емиттер Обрнути напон БВЦЕО у практичном раду,

Потребно је осигурати да максимални радни круг, расипана снага

А максимални напон уређаја је у року од називног распона.

Напон \/ тренутни љуљачки замах

За ХБТ уређаје са РФ ПАС-ом, колекционар излазног транзистора има максимални напон и струјни замах. Да би се боље карактерисало однос између напона и струје, напон и струја се обично црта у истом дијаграму у облику линије оптерећења, као што је приказано на слици 2.

Линија оптерећења транзистора одражава однос између напона и струје транзистора под различитим оптерећењима и углавном се наводи на кривулу ДЦ-ИВ. У линији оптерећења:

Нагиб линије оптерећења одражава величину импеданције оптерећења.

У стварном кругу, због постојања замишљеног дела, формираће се разлика у фази напона \/ текућа фаза, што може проузроковати да линија оптерећења појави као шупљи прстен.

3. Избор ДЦ оперативне тачке (напон и струја) има утицај на љуљашку линије оптерећења.

Слика 2: Типична динамична линија оптерећења за ПА

У ПА операцији, због постојања напона високог напајања и високих ВСВР-а, ПА излазни напон и тренутни љуљач ће се повећати. Слика 3 приказује типично појачало напајања са динамичким линијама оптерећења на 50Ω и ВСВР =10: 1 на 3.2В и 5В пристраности [2]. Може се видети да ће под високим напоном и ВСВР-ом, ПА морати да издржи већи напон и струјни замах. Када се наводни и тренутни љуљају прелазе вредност толеранције уређаја, уређај ће изгорети.

Слика 3: Промене у ПА динамичким линијама оптерећења у различитим напонима и ВСВРС

Како заштитити ПА од паљења

Гаранције дизајна

Пасу је потребно правилно бити дизајниран да задовољи потребе робусности.

Актуелни гаранција за дизајн

Потребно је разумно дизајнирати величину уређаја како би се осигурало да је максимална струја кроз уређај у различитим условима мања од максималне издржљивости уређаја. У дизајну кроз струју важно је напоменути да је вишеструки транзисторски уређаји повезан паралелно у крајњој фази ПА, и потребно је осигурати да се струја равномерно подели на целом уређају, а не да је све струја концентрисана на једном уређају и уређај је сагорен. Пошто се напон ХБТ-а смањује са све већим температурама, прекомерна струја ће смањити напон укључивања и повећати струју док уређај не изгори.

Овај ефекат се назива термално отказивање и је уобичајен облик тренутног паљења. Да би се спречила појава топлотног вођења, баластна отпор је додат у основи или страну емитера транзистора. Присуство баласта отпорника узрокује да се ВБЕ напон смањи када тренутна повећава, спречавајући да се струја додатно повећава.

Слика 4: Неравномерна топлотна дистрибуција ПА (лево) и дизајн баласта отпорника

0040-01973 Рев.004 Коморни дно радије 200 мм РТПВ

Гаранција за дизајн напона
За заштиту напона, напон је опћенито регулисан стављањем диолних низова паралелно у коналеном колекцији транзистора тако да је излазни замах стабилан на уводном напону диодне низе. У дизајну склопова напона, потребно је осигурати симетрија постављања заштитних кругова како би се осигурало заштићено напајање напона свих уређаја. Тест робусности Од поузданости ПА-а је тешко прецизно дизајнирати симулацијом, након завршетка ПА дизајна, мора да прође потпуни тест робуса како би се осигурала поузданост ПА. Комплетна тестна околина с храброшћу приказана је на слици испод. Тест робуса мора да покрије следеће услове испитивања:

Слика 5: Тестна околина за робусности

Горе наведени тестни предмети морају бити укрштени да би се осигурало да неће бити проблема са робусом у ПА у оквиру било којих стања. Будући да максимални напон полуводича се смањује са смањењем температуре, а ратар се повећава са смањењем температуре, најгора тачка робула углавном се појављује на ниским температурама. Стога на ниским температурама максимална улазна снага, највиши напон, а максимални ВСВР су најгори услови за робусност.

Осигурање апликације

Иако је квалификована ПАС у потпуности тестирана препуштености фабрике, још увек је потребно обратити пажњу на апликативно окружење како би се осигурало да је рабука загарантована у апликацији. Главне заштитне мере потребне у апликацији су следеће:

Контролирајте напон напајања на одговарајући начин
Као што је приказано на слици 3, ПА има мањи напон и тренутни замах у ниским напонским апликацијама, а робусност ПА-а биће боље загарантована. Стога, у апликацији, правилно контролирати напон и коришћење напона на снази, што је могуће, може вам помоћи да се побољшају рабуканост уређаја.

Правилно контролирати излазну снагу
Када је излаз снаге висок, опис ПА ће имати већи напон и струјни замах. Прилагођавање контроли излазне снаге у дозвољеном распону апликације помоћи ће побољшању робусности.

Обратите пажњу на интегритет напајања и временски сигнал сигнал
Мобилни телефон је прилично сложен систем који укључује повезивање између више модула. У апликацији је важно обратити пажњу на интегритет напајања (да ли постоје превелики напонски импулси), временским сигналом за контролу пристраности, величине и времена улазног сигнала и време да се осигура да се ПА ради у нормалном стању.