LDMOS功率放大器的温度特性及其温补电路设计 引言 LDMOS 管是专为射频功率放大器设计的改进型n 沟道MOSFET,常工作在A 或AB 类,在工作点附近具有正的温度特性,即在一定的栅压下,当工作温度升高时,其静态电流Idq升高,当工作温度降低时,Idq 降低
一般的,当LDMOS 管热沉温度从20 度升高到100度时,其静态工作电流Idq 变化140%,当温度降低至0 度时,变化量也有30%
具体情况可以参见图1
Idq 变化会影响系统的增益、效率和线性等指标,其中又以线性影响最大
因此,在工作中维持功率管(特别是大功率管)Idq 恒定,是功放板设计的关键点之一
图1:恒定栅压情况下温度和静态电流关系 LDMOS功率管温度效应 器件的转移特性对 LDMOS 功率放大器至关重要
图2 描述了 Freescale 的一款晶体管在不同的热沉温度条件下,漏极电流Ids 与栅极电压Vgs 的关系
当Vgs 小于 3V 时,漏极电流Ids 几乎为零,当Vgs 增大至大于阀值电压Vt 时,跨导增加,漏极电流正比于(Vgs-Vt)^2,增加到0
5A 之后,Ids 跟随 Vgs 线性增加,约到3A,为线性区;当栅极电压继续增大时,Ids 趋近极限,到达饱和区
当管芯温度发生变化时,曲线在Ids=1
5A 处顺时针方向旋转,这个点被称为零温度系数点(ZTC:Zero Temperatu re Coefficient Point)
在一定的栅极偏置电压下,小于这个电流时,Vt 随着温度的升高而降低,Ids 随温度的上升而上升,呈现出正的温度特性;大于这个电流时,电子迁移率随温度的升高而降低,使 Ids 降低,表现出负的温度特性
在0 度到80 度之间,为了保持静态电流Idq 恒定,温度每改变10 度,栅压就变化30mV,即LDMOS 管芯栅压的温度系数大约为3mV/度;当温度高于 90