功率放大器可靠性怎么設(shè)計(jì)怎么做，是很多工程師們心里一直存在的疑惑，像功率放大器這些有源放大電路，工作的可靠性在某些情況下比性能指標(biāo)更重要。下面就來為大家介紹功率放大器可靠性怎么設(shè)計(jì)的好。

功率放大器電路設(shè)計(jì)過程中其可靠性主要分為穩(wěn)定性和保護(hù)性兩種，穩(wěn)定性是為了防止放大器自身的自激，而保護(hù)性是為了防止外部電路異常狀態(tài)和環(huán)境問題造成的工作狀態(tài)異常或器件的損壞。

影響功率放大器穩(wěn)定性的原因有內(nèi)在和外在兩種因素，而內(nèi)在因素是封裝等放大管器件自身的問題。

圖：功率放大器管子封裝

從上面的圖中可以看出，Ccb的存在使得隨集電極電壓的增加，非線性減小，回路呈感性，滿足振蕩相位條件；而發(fā)射機(jī)的引線電感，感抗的存在會(huì)加劇正反饋的情況。

而外在因素則包括很多方面。當(dāng)激勵(lì)過大的時(shí)候，放大器產(chǎn)生飽和失真；PCB布局不合理，晶體管接地不良，走線、過孔帶來分布參數(shù)，容易引起高頻自激；輸入輸出距離過近會(huì)引起耦合等等。

對(duì)于功放保護(hù)性而言，主要是防止放大器極端條件下出現(xiàn)損壞，比較常見的有過電壓擊穿、靜電、過激勵(lì)、雷擊、脈沖電壓和電流、開路負(fù)載和短路負(fù)載等等。

功率放大器的穩(wěn)定性如何判斷？主要依據(jù)穩(wěn)定性系數(shù)和端口的反射系數(shù)。端口的四個(gè)反射系數(shù)（Γs、ΓL、Γin、Γout）模均小于1時(shí)，穩(wěn)定；當(dāng)穩(wěn)定性系數(shù)K>1時(shí)，穩(wěn)定。

功率放大器穩(wěn)定設(shè)計(jì)后，是否有效，是否合理，就需要通過測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證。測(cè)試電路穩(wěn)定的方法包括靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試和增益測(cè)試與頻譜觀察。穩(wěn)定判斷方法分析：調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)的時(shí)候，觀察靜態(tài)電流是否出現(xiàn)異常跳變；輸入端不外加輸入信號(hào)的時(shí)候，觀察輸出是否有一定頻率和幅度的信號(hào)輸出。

功率放大器的穩(wěn)定性如何設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的時(shí)候主要從以下幾方面來考慮：

1、選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。

2、采用RC負(fù)反饋電路，形成閉環(huán)控制，降低S21。

3、將饋電電感并聯(lián)一個(gè)小電阻，降低電感自諧振回路或與其他寄生參數(shù)產(chǎn)生的諧振回路的Q值，避免振蕩。

4、增加π型衰減電路，增加隔離，減小級(jí)間反射，改善S22和S12。

5、輸入端采用高通匹配，平衡高低端增益。

6、輸入電路中串聯(lián)電阻。

7、布局PCB的時(shí)候，保證接地的良好，分開串接電感，避免射頻走線時(shí)細(xì)而長(zhǎng)。

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圖：ATA-3090功率放大器指標(biāo)參數(shù)

功率放大器的保護(hù)性如何設(shè)計(jì)？常見的方法包括下面兩種：

1、采用PIN管或可控衰減器等來組成限幅電路，防止信號(hào)過激勵(lì)造成器件損壞。使用可控衰減器的時(shí)候，前端檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱可以當(dāng)作判斷條件，根據(jù)強(qiáng)弱信號(hào)來挑選合適的衰減值。使用PIN管的時(shí)候，PIN管與普通二極管一樣，直流正偏導(dǎo)通，反偏截止，交流信號(hào)不導(dǎo)通。限幅使用的時(shí)候，小信號(hào)，PIN管結(jié)電阻呈現(xiàn)高阻抗，大信號(hào)PIN管阻抗降到最低，信號(hào)反射回去。

2、限流電路溫度保護(hù)電路，可以通過限流電阻限制晶體管耗散功率或者使用鎖存器比較器一類的數(shù)字電路構(gòu)成過流保護(hù)電路。溫度保護(hù)電路的時(shí)候需要用溫度傳感器，溫度超過額定值的時(shí)候，切斷晶體管的供電與激勵(lì)。

以上就是功率放大器可靠性怎么設(shè)計(jì)的好的內(nèi)容，如果大家對(duì)于功率放大器還有什么不知道或者想了解的，歡迎咨詢西安安泰官網(wǎng)。

文章來源：西安安泰電子科技有限公司

審核編輯黃昊宇