|
|
Дектел Электроникс / Публикации / Транзистор BLF872
Новый транзистор BLF872 для телевизионных передатчиков от Philips Semiconductors
Александр Шелохнёв
...Ура телевещанию, да здравствует прогресс!
Александр Градский, "Реклама телевидения".
Настоятельная необходимость перехода от аналогового телевизионного вещания к цифровому обусловлена стремительным прогрессом в области цифровых технологий. Дополнительным фактором является нарастающий процесс объединения средств вещания, связи, информационных служб и компьютерных систем в единую интерактивную цифровую сеть.
Сейчас в большинстве стран идет активная работа по внедрению систем цифрового телевидения. В настоящее время разработаны, экспериментально исследованы и введены в эксплуатацию европейская система цифрового телевидения DVB, американская ATSC и японская ISDB. Национальным стандартом для цифрового телевидения в России станет европейская система DVB. Такое решение было принято 2 декабря 2003г. на заседании коллегии Минсвязи РФ.
Для России введение цифрового вещания означает значительное повышение качества и количества программ, возможность предоставления дополнительных услуг населению, более эффективное использование радиочастотного спектра.
Специалисты прогнозируют, что в течение 10 - 12 лет в России должен произойти полный переход на цифровое телевещание. При этом произойдет замена студийного и передающего оборудования, а также всех телевизионных приемников на цифровые модели. Предполагается, что с 2005 - 2006 г. начнется бурный рост этого рынка, и его объем к 2010 г. может составить около $10 млрд. Аналитики также отмечают, что во время смены поколений (аналоговых телевизоров на цифровые) российские производители телевизоров имеют шанс восстановить свои рыночные позиции, утраченные в 90-е годы.
Введение цифрового телевидения потребует обновления существующего парка телевизионных передатчиков, и уже сейчас ведущие производители электронных компонентов предлагают много новинок. Одну из них мы представляем вашему вниманию.
Это мощный транзистор для выходных каскадов телевизионных передатчиков диапазона UHF - BLF872 от Philips Semiconductors.
Потребность в транзисторах подобного типа была вызвана тем, что:
- частотный план телевизионного сигнала системы DVB-T ориентирован на существующие европейские частотные планы (выделенный диапазон 470 - 890 МГц, ширина канала 8 МГц) и обеспечивает ЭМС с действующими аналоговыми телевизионными передатчиками;
- при переходе к цифровому вещанию резко возрастает удельная плотность спектра сигнала. Это связано, в том числе, со спецификой канального кодирования модуляции вида COFDM применённой в DVB-T;
- как следствие, ужесточаются требования к линейности передающего тракта, и его частотным и фазовым характеристикам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Мощный 300 ваттный транзистор BLF872 (Рисунок 1), выполненный по технологии LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductors) для телевизионных передатчиков диапазона UHF, дальнейшее развитие транзистора BLF861A.
Транзистор BLF872 во многих применениях заменяет транзистор MRF377 фирмы Motorola. В дальнейшем все сравнения будем производить с этим транзистором.
Рисунок 1.
Применение новой технологии (0.6 мк LDMOS четвёртого поколения) позволило достичь очень малой скорости деградации p-n переходов и, как следствие, большого срок службы транзистора. Также удалось снизить интермодуляционные искажения и повысить линейность выходного каскада передатчика.
Новый корпус из BeO-керамики вкупе с технологией FlexBase монтажа кристалла в корпус позволил резко снизить тепловое сопротивление "корпус-радиатор" и "кристалл-корпус".
Внутренние цепи согласования (Рисунок 2) позволяют сохранить транзистор при большой степени рассогласования с нагрузкой и дают возможность работать во всём диапазоне UHF (470-862 МГц). BLF872 сохраняет работоспособность вплоть до КСВ=1.22 (отношение Uотр/Uпад=1:10), при любой фазе несущей и следующих режимах работы: UСИ = 32В, f = 860 МГц при номинальной мощности в нагрузке.
Рисунок 2: Фото кристалла.
Транзистор выполнен в корпусе SOT800A:
Рисунок 3: Расположение выводов транзистора.
|
| Вывод |
Назначение |
| 1 |
Сток 1 |
| 2 |
Сток 2 |
| 3 |
Затвор 1 |
| 4 |
Затвор 2 |
| 5 |
Исток 1, Исток 2 (соединены с фланцем) |
| |
ДАННЫЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Типовая характеристика транзистора BLF872 при Tj = 25 °С, f=860 МГц, в схеме с общим истоком.
|
| Режим |
f,МГц |
UСИ,В |
Pвых, Вт |
Кур,дБ |
IM3,дБ |
КПД,% |
| CW, класс AB |
860 |
32 |
300 |
16 |
|
53 |
| 2 частоты, класс AB |
860; 860.1 |
32 |
300 (PEP) |
16,5 |
-28 |
40 |
| PAL BG |
860 (69 channels) |
32 |
300 |
16,5 |
|
45 |
| DVB-T (8k OFDM) |
860 |
32 |
70 (AV) |
16,5 |
-30 |
28 |
|
|
Типовые характеристики транзистора MRF377 при Tj = 25 °С, f=860 МГц, в схеме с общим истоком.
|
| Режим |
f,МГц |
UСИ,В |
Pвых, Вт |
Кур,дБ |
IM3,дБ |
КПД,% |
| CW, класс AB |
860 |
32 |
150 |
13,5 |
|
50 |
| 2 частоты, класс AB |
860; 860.1 |
32 |
150 (PEP) |
14 |
-25 |
40 |
| PAL BG |
860 (69 channels) |
32 |
150 |
14 |
|
40 |
| DVB-T (8k OFDM) |
860 |
32 |
45 (AV) |
16,7 |
-30 |
21 |
|
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ BLF872
На каждую секцию; TПЕР = 25 °С.
|
| Обозначение |
Наименование параметра |
Режим |
Мин. |
Тип. |
Макс. |
| UСИ,В |
Напряжение сток-исток |
UЗИ=0; IC=5мА |
65 |
- |
- |
| UЗИ.пор,В |
Пороговое напряжение |
UСИ=20; IC=250мА |
4 |
- |
5 |
| IC.нач, мкА |
Начальный ток стока |
UЗИ=0; UСИ=32 В |
- |
- |
2,2 |
| IC.ост, А |
Остаточный ток стока |
UЗИ=UЗИ.пор+6 В; UСИ=10 В |
- |
40 |
|
| IЗ.ут, нА |
Ток утечки затвора |
UЗИ=20; UСИ=0 В |
- |
- |
22 |
| RСИ.отк, МОМ |
Сопротивление сток-исток |
UЗИ=UЗИ.пор+6 В; IС=9 A |
- |
80 |
100 |
| С11И, пФ |
Входная ёмкость |
UЗИ=0; UСИ=32 В; f=1МГц |
- |
210 |
- |
| С22И, пФ |
Выходная ёмкость |
UЗИ=0; UСИ=32 В; f=1МГц |
- |
65 |
- |
| С12И, пФ |
Проходная ёмкость |
UЗИ=0; UСИ=32 В; f=1МГц |
- |
2,5 |
- |
|
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ MRF377
На каждую секцию; TПЕР = 25 °С.
|
| Обозначение |
Наименование параметра |
Режим |
Мин. |
Тип. |
Макс. |
| UСИ,В |
Напряжение сток-исток |
UЗИ=0; IC=5мА |
65 |
- |
- |
| UЗИ.пор,В |
Пороговое напряжение |
UСИ=20; IC=250мА |
|
2.8 |
|
| IC.нач, мкА |
Начальный ток стока |
UЗИ=0; UСИ=32 В |
- |
- |
1 |
| IC.ост, А |
Остаточный ток стока |
UЗИ=UЗИ.пор+6 В; UСИ=10 В |
- |
15 |
|
| IЗ.ут, нА |
Ток утечки затвора |
UЗИ=20; UСИ=0 В |
- |
- |
22 |
| RСИ.отк, МОМ |
Сопротивление сток-исток |
UЗИ=UЗИ.пор+6 В; IС=9 A |
- |
80 |
100 |
| С11И, пФ |
Входная ёмкость |
UЗИ=0; UСИ=32 В; f=1МГц |
- |
- |
- |
| С22И, пФ |
Выходная ёмкость |
UЗИ=0; UСИ=32 В; f=1МГц |
- |
- |
- |
| С12И, пФ |
Проходная ёмкость |
UЗИ=0; UСИ=32 В; f=1МГц |
- |
3,2 |
- |
|
|
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ BLF872
В соответствии с IEC 60134.
|
| Обозначение |
Наименование параметра |
Мин. |
Макс. |
| UСИ.max,В |
Напряжение сток-исток |
|
65 |
| UЗИ.max,В |
Напряжение затвор-исток |
|
±15 |
| IС,A |
Ток стока |
|
42 |
| TХран, °С |
Температура хранения |
-65 |
+150 |
| Tпер, °С |
Температура перехода |
|
200 |
| Rth j-c,К/Вт |
Температурное сопротивление кристалл-корпус |
0,31 |
|
| Rth j-hs,К/Вт |
Температурное сопротивление корпус-радиатор |
0,37 |
|
|
|
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ MRF377
В соответствии с IEC 60134.
|
| Обозначение |
Наименование параметра |
Мин. |
Макс. |
| UСИ.max,В |
Напряжение сток-исток |
|
65 |
| UЗИ.max,В |
Напряжение затвор-исток |
-0,5 |
+15 |
| IС,A |
Ток стока |
|
17 |
| TХран, °С |
Температура хранения |
-65 |
+150 |
| Tпер, °С |
Температура перехода |
|
200 |
| Rth j-c,К/Вт |
Температурное сопротивление кристалл-корпус |
0,36 |
|
| Rth j-hs,К/Вт |
Температурное сопротивление корпус-радиатор |
0,37 |
|
|
|
Из приведённых выше таблиц видно, что BLF872 выигрывает по следующим параметрам:
- проходная ёмкость;
- ток утечки затвора;
- тепловое сопротивление кристалл-корпус, что на фоне более чем в полтора раза более высокой отдаваемой в нагрузку мощности и более высоким КПД, делает этот транзистор хорошим выбором для телевизионных передатчиков.
Рисунок 4: Выходная ёмкость как функция от напряжения сток-исток (BLF872).
Типовое значение. Режимы измерения: UЗС=0, f=1 МГц, TПЕР = 25 °С
Рисунок 4.1: Выходная ёмкость как функция от напряжения сток-исток (MRF377).
Типовое значение. Режимы измерения: UЗС=0, f=1 МГц, TПЕР = 25 °С
Более высокая выходная ёмкость транзистора BLF872 обусловлена большей площадью кристалла, необходимой для обеспечения высокой выходной мощности.
Рисунок 5: Усиление по мощности в режиме CW. КПД стока и КПД усилителя мощности как функции от мощности в нагрузке (BLF872).
Типовые значения. Режимы измерения: UСИ=32 В, f=855 МГц, IC=2*0.9 A, TПЕР = 25 °С
Рисунок 6: Усиление по мощности в режиме двух частот. КПД стока и КПД усилителя мощности как функции от мощности в нагрузке (BLF872).
Типовые значения. Режимы измерения: UСИ=32 В, f1=855 МГц, f2=855.1 МГц, IC=2*0.9 A, TПЕР = 25 °С
Рисунок 6.1: Усиление по мощности в режиме двух частот, как функция от мощности в нагрузке (MRF377).
Типовое значения. Режимы измерения: UСИ=32 В, f1=859.95 МГц, f2=860.05 МГц, IC=2 A, TПЕР = 25 °С
Рисунок 7: Интермодуляционные искажения третьего, пятого и седьмого порядков при двухчастотном сигнале как функции от мощности в нагрузке (BLF872).
Типовые значения. Режимы измерения: UСИ=32 В, f1=855 МГц, f2=855.1 МГц, IC=2*0.9 A, TПЕР = 25 °С
Рисунок 7.1: Интермодуляционные искажения третьего пятого и седьмого порядков при двухчастотном сигнале как функции от мощности в нагрузке (MRF377).
Типовые значения. Режимы измерения: UСИ=32 В, f1=859.95 МГц, f2=860.05 МГц, IC=2 A, TПЕР = 25 °С
По интермодуляционным искажениям транзистор фирмы "Motorola" показывает несколько лучшие результаты.
Рисунок 8: Усиление по мощности в режиме DVBT (модуляция 8k OFDM). КПД стока и КПД усилителя мощности как функции от мощности в нагрузке (BLF872).
Типовые значения. Режимы измерения: UСИ=32 В, f=855 МГц, IC=2*0.9 A, TПЕР = 25 °С
Рисунок 8.1: Усиление по мощности в режиме DVBT (модуляция 8k OFDM) как функция от мощности в нагрузке (MRF377).
Типовые значения. Режимы измерения указаны на рисунке.
Рисунок 8.2: КПД стока в режиме DVBT (модуляция 8k OFDM) как функция от мощности в нагрузке (MRF377).
Типовые значения. Режимы измерения указаны на рисунке.
В режиме DVBT у транзистора MRF377 несколько лучшее усиление по мощности и КПД стока при малой выходной мощности, но BLF872 показывает лучшие результаты при больших мощностях по обоим параметрам.
Для обеспечения высоких параметров транзистора BLF872 был разработан новый корпус.
Корпус разработан с учетом обеспечения совместимости с современным линиями автоматической сборки компонентов на печатных платах.
Рисунок 9: Габаритный чертёж корпуса SOT800A.
Все размеры даны в миллиметрах
|
| A |
b |
c |
D |
E |
e |
F |
H |
L |
p |
Q |
q |
U |
U1 |
U2 |
U3 |
v |
w |
y |
| 6,7 |
10,55 |
0,147 |
32,2 |
14,83 |
12,7 |
3,3 |
22,8 |
3,7 |
3,55 |
3,95 |
38,55 |
45,0 |
15,4 |
7,75 |
1,1 |
0,3 |
0,25 |
0,1 |
| 6,2 |
10,45 |
0,127 |
31,6 |
14,63 |
3,1 |
21,8 |
3,3 |
3,45 |
3,65 |
38,45 |
44,7 |
15,0 |
7,55 |
0 |
|
|
И в заключении приведём рисунки топологии демонстрационных плат для транзисторов BLF872 (рисунок 10) и MRF377 (рисунок 11).
Рисунок 10: Пример топологии демонстрационной платы для транзистора BLF872.
Рисунок 11: Пример топологии демонстрационной платы для транзистора MRF377.
|
|
!!!
Полное или частичное копирование материалов допускается только с разрешения ООО "Дектел Электроникс"
|
|
