В последнее время в радиолюбительских конструкциях все чаще встречаются широкополосные усилители мощности, собранные на мощных биполярных транзисторах. Однако, в скором времени, может произойти вытеснение их более современными мощными униполярными (полевыми ) транзисторами, применение которых в усилителях мощности, позволит упростить их конструкцию и улучшить целый ряд характеристик.
Высокая линейность, температурная стабильность и повышенная эксплутационная надежность полевых МДП транзисторов создают предпосылки для усиления мощности в широкой полосе частот. Первоначально мощные высокочастотные МДП транзисторы разрабатывались, в основном, для быстродействующих переключающих устройств. Первые n-канальные МДП транзисторы с горизонтальной структурой КП901, КП902, КП904, КП905, КП907 и КП908 обеспечивают небольшую выходную мощность, порядка 10... 50 Вт на частотах до 100
МГц.
Хорошо зарекомендовали себя транзисторы с вертикальной и гексогональной (HEXFET) структурами, производство которых постоянно увеличивается. Например, транзисторы КП909... КП941 обеспечивают выходную мощность в пределах 10...300 Вт на частотах до 1 ГГц. Коэффициент усиления по мощности достигает 4...15 дБ, а КПД каскада при напряжениях питания 12...50 В составляет 45...60%. Следует также отметить высокую линейность в режиме усиления мощности, низкие шумовые характеристики и повышенную надежность в работе.
С ростом температуры параметры биполярных транзисторов быстро ухудшаются, что в конечном итоге может привести к выходу их из строя. В отличии от биполярных, современные МДП транзисторы снабжены самозащитой от перегрева — происходит лишь небольшое снижение мощности. Транзисторы также имеют защиту от статического электричества.
Биполярные транзисторы при рассогласовании нагрузки могут выйти из строя даже при незначительной мощности возбуждения, — МДП транзисторы обладают иммунитетом к колебаниям КСВ. Нежелательны лишь превышения максимально допустимых значений питающих напряжений.
По своим техническим характеристикам и эксплуатационным возможностям МДП транзисторы могут обеспечить радиолюбительские потребности при построении передающей аппаратуры, как по выходной мощности, так и по внеполосным излучениям. На рис. 1 приведена схема простого широкополосного усилителя с выходной мощностью до 20 Вт на МДП транзисторе 2П909А в полосе частот от 3,5 до 30 МГц.
Рис.1.
Согласование 50-омного входа усилителя с выходом возбудителя определяется применением ВЧ трансформатора с коэффициентом трансформации 4:1 и резистором R1. Режим линейного усиления (SSB) определяется напряжением смещения на затворе VT1, которое выбирается в интервале 9...12В и задается стабилитроном VD1. Начальный ток стока транзистора — 25...50 мА.
Для режима СW напряжение смещения — 3 В. Ток стабилитрона VD3 в цепи питания усилителя — 20 мА. Амлитудно-частотная характеристика усилителя может быть измерена с помощью измерителя АЧХ Х1-48 или ему подобного.
Детали
Обмотка цепи обратной связи трансформатора Т2, конденсатор С2 и резистор R3 линеаризирует АЧХ усилителя. ВЧ дроссели F1, F2,
F3 (по 3 ферритовых колечка 1000 НН, надетые на выводы элементов) защищают усилитель от самовозбуждения на сверхвысоких частотах. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце К10х5х3 с магнитной проницаемостью 400...600 НН. Бифилярная намотка проводом ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм содержит 12 витков.
Трансформатор Т2 намотан на ферритовом кольце К17х7х6 с магнитной проницаемостью 400...600 НН. Обмотка 5-6 цепи обратной связи содержит один виток, обмотка 1-2 содержит 4 витка, а обмотка 3-4 имеет 5 витков. Намотка
производится проводом МГТФ. Диаметр провода 0,6 — 0,8 мм.
Широкополосные трансформаторы Т1 и Т2 обеспечивают необходимую полосу пропускания и согласование стоковой цепи транзистора с 50-омной нагрузкой. К выходу усилителя необходимо подключить фильтр нижних частот, параметры и конструкция которого будет описана в следующем сборнике. ВЧ дроссель L1 намотан на ферритовом сердечнике К10х6х3 с магнитной проницаемостью 1000НН. Намотка производится проводом ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм и содержит 4 витка.
Стабилитрон VD2 защищает стоковую цепь транзистора от превышения напряжения более чем 50 В. Напряжение стабилизации VD2, VD3 выбирается на 5...10% больше, чем пиковое напряжение для VT1.
Рис.2.
Конденсатор С6 подбирается в пределах 150...200 пФ. Необходимая мощность возбуждения усилителя - 0,5...1,0 Вт. Усилитель собран на плате из фольгированного стеклотекстолита, рис.2. Теплоотвод выполнен из листового
дюралюминия толщиной 1,5...2 мм и имеет П-образную форму. Его размеры 30 х 30 х 20 мм.
Г. Осипов, (RV3AK)
