功率管温补电路的设计

王志刚 曹迅

摘要：功率放大器的性能受功放管的静态工作点影响很大，在实际工作中，功放管的门限开启电压会随环境温度变化而变化。本文给出了一种LDMOS功放管静态工作点的温度补偿措施，可以保持功率管性能稳定，该方法在LDMOS功率放大器中有着广泛的用途。

关键词：静态工作点;温度补偿;LDMOS功率管

中图分类号：TN722 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）12-0131-01

LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体）管是当前射频通信常用的功率管，与双极型功率管相比，LDMOS功率管具有增益高、输出功率大，抗适配能力强，可靠性高等优点。LDMOS功率管具有较大的温度热性，温度系数为负数。静态电流变化会影响功率管的增益、效率和线性等指标。因此，保持功率管静态电流的稳定，是功放电路设计的关键点之一。

1  LDMOS功率管温度效应

LOMOS功率管对温度是非常敏感的，温度的主要的参数响应是有效载流于迁移率μ和阔值电压V_th^ 。同的热沉温度条件下，漏极电流Ids与栅极电压Vgs的关系。即在一定的栅压下，当工作温度升高时，其静态电流增加，工作温度降低时，静态电流下降，这样可以防止热耗散的影响。

2 温补电路元件的选择

温补电路元件的关键就是利用温补器件随温度发生变化的性质。常用元件有二极管、三极管、电压调节IC、热敏电阻以及利用单片机等，这些方法的原理不尽相同，性能各有优劣，可以根据实际情况去选择。下面给出一些常用的数值。硅二极管PN結，温度系数大约为-1.5mV/度; 三极管，在饱和工作状态是，温度系数大约为-1.7mv/度;功率管工作在放大状态时，锗管温度系数约为-1.55mV/度，硅管约为-2mV/度。

3 温补电路的设计

本文采用的是二极管温补电路，具体的电路图如图1所示。

根据图示可以得出：

Vg=*Vgs+*Vd

对上式进行微分可得：

dVGg=*dVgs+*dVd

一般情况下认为在Vgs在温度变化时保持不变，则：

dVGg=*dVd

从上面的公式可以看到，Vg的变化主要与以及 Vd的温度系数有关，通过选择合适的R1，R2以及Vd，让温补电路的温度系数与LDMOS的温度系数相对应。

4 实际的调试、测试过程

调试过程中，先将功率管放在加热平台上，加电测试功率管的漏极电流Id随温度变化的曲线，随后根据变化值来选择合适的二极管来进行匹配。在模块测试之前，需要做好相关保护工作。功率管要充分接地，减少热阻，栅极、漏极供电加滤波电容，功率管射频输入、输出匹配要良好。另外，漏极电源还应设置电流保护，防止功率管自激损坏功率管。

实际测试时，我们选用的功率管为NXP的BLF574，温补二极管型号为IN4148。工作电压为28V，常温静态电流0.5A。图2为温补前后静态电流随环境温度变化的曲线。

从图2的对比图中，我们可以看到，加温补电路后，功率管的静态电流基本保持恒定。

5 结语

本文采用二极管设计的温补电路，与其他方案相比，该方法具有成本低、温度适应范围广、补偿精度高、批量生产一致性好等优点。同时由于这种电路设计简洁，可以大幅缩短批量生产时，设备的调试时间。

参考文献

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Design of Temperature Compensation Circuit for Power Transistor

WANG Zhi-gang1， CAO Xun2

（1.Shijiazhuang Norton Human Resources Co.， Ltd. Shijiazhuang Hebei 050000;

2.Hebei Branch of China United Network communication Co.， Ltd. Shijiazhuang Hebei 050000）

Abstract：The performance of power amplifier is greatly affected by the static operating point of power amplifier. In practice， the threshold opening voltage of power transistor varies with ambient temperature. This paper presents a compensation method for LDMOS power transistor， which can maintain the stable performance of the power transistor .This way is widely used in LDMOS power transistor amplifier

Key words：static working point;temperature compensation;LDMOS  power transistor