E 类电路在固定电源电压下为电感和电阻负载提供可变功率
时间：2024-06-18 17:07:11
二极管结拥有随反向电压变迁的耗尽区和结电容。这类“变容二极管效应”已用于无线电接收器的电子调调和其余小旌旗灯号使用数十年。近，一种称为“负载调制”的射频功率放大器手艺被描绘[2]，[3]。咱们测试了硅倏地复原二极管、碳化硅肖特基二极管、MOSFET 和传统低压硅整流器，以用作电子调谐电容。
咱们找到了拥有适宜反向电压与电容特点的倏地复原二极管。RFN5TF8S 是一款超倏地整流器，反向复原时候在 30-50 纳秒范围内。LTSpice 4 中包括此部件的模子。应用这些二极管进行了模仿。在 30 至 600 伏特直流反向偏置电压下，获得了跨越 2:1 的模仿谐振频次局限（图 2 和图 3）。
随后，咱们对这些超倏地复原二极管进行了在线评价。尽管这些模仿看起来“还行”，但在线测试效果却让咱们感觉诧异。
耗散经由过程直流电源替换肯定此中调解直流耗散（I x R）以复制在射频条件下观察到的温升。
尝试了两个 Cree/Wolfspeed 280 毫欧、900 伏碳化硅 MOSFET。在 25 瓦 RF 功率咱们诧异发明功耗共计靠近计较注解，米勒 (CGD) 电容电流乘以外部栅极电阻足以跨越器件的阈值电压，从而致使适度传导消耗。（见参考文献 5）
这些部件的数据注解外部栅极电阻为 26 欧姆。尚不清晰为什么一项拥有云云伟大功能后劲手艺却因云云外部栅极电阻遭到障碍。
“老式”整流二极管作为变容二极管和开关
3 位 PIN 开关电容数字操纵电路
接下来咱们设想了一个三位数字开关电容网络供应 8 个电容步调现实的高频电容开关在拥有靠近零的电阻拥有异常高的电阻另外状况的电容应当异常思量的所有半导体手艺惟独 PIN 二极管手艺好像可行其余开关手艺状况电容太大咱们的功率程度平日需求公用半导体。
简而言之，PIN 二极管能够操纵安培级射频电流，直流偏置电流为几十毫安。几十年来，PIN 二极管始终被用作从 3 MHz 到千兆赫地区的射频开关。在“开启”（正向偏置）状态下能够完成 0.3 – 2 欧姆的等效阻抗封闭”（反向偏置）状态下能够完成 1000 至 10,000 欧姆的等效串连电阻，结电容为 0.5 至 3 pF无关 PIN 二极管理论操纵精良概述可参阅 [6]。
测量了 1N4007 整流器的结电容。在 VR 为 100 伏时，电容为 2.6 pF。在 300V 时，结电容测量值为 1.8 pF。在 800V 时，电容降至 1.6 pF。来自三家制造商的 1N4007 二极管拥有多个日期代码变迁不大；800V 反向偏置电容局限为 1.5 至 2.3 pF。
咱们找到了拥有适宜反向电压与电容特点的倏地复原二极管。RFN5TF8S 是一款超倏地整流器，反向复原时候在 30-50 纳秒范围内。LTSpice 4 中包括此部件的模子。应用这些二极管进行了模仿。在 30 至 600 伏特直流反向偏置电压下，获得了跨越 2:1 的模仿谐振频次局限（图 2 和图 3）。
二极管电容模仿电路
图 1 600V 反向电压下的模仿呼应
随后，咱们对这些超倏地复原二极管进行了在线评价。尽管这些模仿看起来“还行”，但在线测试效果却让咱们感觉诧异。
图 1 中 30V 反向电压下的模仿呼应
耗散经由过程直流电源替换肯定此中调解直流耗散（I x R）以复制在射频条件下观察到的温升。
尝试了两个 Cree/Wolfspeed 280 毫欧、900 伏碳化硅 MOSFET。在 25 瓦 RF 功率咱们诧异发明功耗共计靠近计较注解，米勒 (CGD) 电容电流乘以外部栅极电阻足以跨越器件的阈值电压，从而致使适度传导消耗。（见参考文献 5）
这些部件的数据注解外部栅极电阻为 26 欧姆。尚不清晰为什么一项拥有云云伟大功能后劲手艺却因云云外部栅极电阻遭到障碍。
“老式”整流二极管作为变容二极管和开关
变容二极管功率操纵
3 位 PIN 开关电容数字操纵电路
接下来咱们设想了一个三位数字开关电容网络供应 8 个电容步调现实的高频电容开关在拥有靠近零的电阻拥有异常高的电阻另外状况的电容应当异常思量的所有半导体手艺惟独 PIN 二极管手艺好像可行其余开关手艺状况电容太大咱们的功率程度平日需求公用半导体。
简而言之，PIN 二极管能够操纵安培级射频电流，直流偏置电流为几十毫安。几十年来，PIN 二极管始终被用作从 3 MHz 到千兆赫地区的射频开关。在“开启”（正向偏置）状态下能够完成 0.3 – 2 欧姆的等效阻抗封闭”（反向偏置）状态下能够完成 1000 至 10,000 欧姆的等效串连电阻，结电容为 0.5 至 3 pF无关 PIN 二极管理论操纵精良概述可参阅 [6]。
测量了 1N4007 整流器的结电容。在 VR 为 100 伏时，电容为 2.6 pF。在 300V 时，结电容测量值为 1.8 pF。在 800V 时，电容降至 1.6 pF。来自三家制造商的 1N4007 二极管拥有多个日期代码变迁不大；800V 反向偏置电容局限为 1.5 至 2.3 pF。
在“开启”状态下，向 PIN 开关施加 20 毫安正向偏压。二极管异样过小无奈正确丈量。当 65 瓦输出到 50 欧姆负载时，负载电流约为 1.15 安培因为开关电容只是总调谐电容的一小部份是以 PIN 开关仅传导总负载电流的一小部份假如 PIN 开关电阻为 1 欧姆咱们估量在“开启”状态下发生毫瓦级功耗。
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