50Ω Lernplattform für Amateurfunk

Lösungsweg: AF423

Frage: Der Ruhestrom in der dargestellten VHF-LDMOS-PA soll erhöht werden. Welche Einstellungen sind vorzunehmen?

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit drei vertikalen Leitern, zwei Blöcken (links „Eingangsanpassung“ und rechts„Ausgangsanpassung“), einer +5-V- und einer +50-V-Versorgung, zwei MOSFET-Transistoren sowie Kondensatoren und Spulen.

2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis mit drei vertikalen Leitern, von denen der rechte oben und unten jeweils einen mit „+50 V“ beschrifteten Anschlusspunkt hat. Links im Schaltplan befindet sich ein Koaxial-Eingang („HF_IN“), der nach rechts in einen großen Block „Eingangsanpassung“ führt. Die beiden Ausgänge dieses Blocks führen über jeweils einen Kondensator zu zwei Verknüpfungspunkten, zwischen denen ein variabler Kondensator eingezeichnet ist. Von den beiden Verknüpfungspunkten führt nach rechts jeweils eine Verbindung über ein zylindrisches Bauteilsymbol zu den Gateanschlüssen von zwei spiegelbildlich eingezeichneten MOSFET-Transistoren. Die beiden Verknüpfungspunkte sind jeweils nach oben und unten über eine Spule mit dem Schleifkontakt eines variablen Widerstands R_1 bzw. R_2 verbunden. Die rechten Ausgänge der Widerstände führen jeweils gegen Masse, die linken Ausgänge sind mit einem langen vertikalen Leiter miteinander verbunden. Der linke Ausgang des oberen Widerstands führt außerdem über einen mit „U_BIAS“ beschrifteten Leiter nach links über einen Widerstand zum „+5-V“-Anschlusspunkt. Rechts dieses Widerstandes gibt es einen Kondensator gegen Masse und daneben zwei in Reihe geschaltete Widerstände, ebenfalls gegen Masse, von denen einer variabel ist und mit „ϑ“ sowie vertikalem Doppelpfeil (Einstellrichtung) gekennzeichnet ist. Die Source-Anschlüsse der beiden Transistoren sind miteinander und mit Masse verbunden. Die Drainanschlüsse gehen nach oben und nach unten über jeweils einen Verzweigungspunkt und eine Spule zu einem oberen bzw. einem unteren Anschlusspunkt für „+50 V“. Von den Verzweigungspunkten führt jeweils eine Verbindung über Kondensatoren in einen großen Block „Ausgangsanpassung“, der nach rechts mit einem Koaxial-Ausgang „HF_OUT“ verbunden ist.

Lösung: $R_1$ und $R_2$ in Richtung $U_\text{BIAS}$ verstellen.

Mit $R_1$ und $R_2$ werden die Gate-Vorspannungen und damit die Arbeitspunkte der beiden LDMOS-Transistoren getrennt eingestellt.

Werden die Schleifer von $R_1$ und $R_2$ jeweils in Richtung $U_\mathrm{BIAS}$ verstellt, steigt die Gate-Spannung der zugehörigen Transistoren. Dadurch wird die Gate-Source-Spannung $U_\mathrm{GS}$ größer und die Transistoren leiten stärker.

Um den Ruhestrom der Endstufe zu erhöhen, müssen daher sowohl $R_1$ als auch $R_2$ in Richtung $U_\mathrm{BIAS}$ verstellt werden.