เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ MOS ฉันดำน้ำลึกเข้าไปในโลกของแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ใช้ MOS สิ่งมหัศจรรย์เล็ก ๆ น้อย ๆ เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในระบบการสื่อสารที่ทันสมัยของเรามากมาย ในบล็อกนี้ฉันจะแบ่งปันเคล็ดลับเกี่ยวกับวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการเพิ่มขึ้นของแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ใช้ MOS
ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจกับสิ่งที่เรากำลังทำอยู่ MOS หรือโลหะ - ออกไซด์ - เซมิคอนดักเตอร์เป็นหัวใจสำคัญของเครื่องขยายเสียงเหล่านี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ MOS ในเว็บไซต์ของเราไม่- มันเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถขยายสัญญาณไฟฟ้าและเมื่อมันมาถึงแอปพลิเคชัน RF (ความถี่วิทยุ) การได้รับสิทธิที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญมาก
ทำความเข้าใจพื้นฐานของการได้รับในแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ใช้ MOS
ในแง่ง่ายคือแอมพลิฟายเออร์สามารถเพิ่มความแข็งแรงของสัญญาณอินพุตได้มากน้อยเพียงใด สำหรับแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ใช้ MOS กำไรจะได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการ หนึ่งในสิ่งสำคัญคือการเปลี่ยนผ่านของ MOSFET (โลหะ - ออกไซด์ - สนามเซมิคอนดักเตอร์ - ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์) การแปลงสภาพเป็นเหมือน "ความสามารถในการขยาย" ของ MOSFET การแปลงสภาพที่สูงขึ้นหมายถึงกำไรที่มากขึ้น
เพื่อเพิ่มการแปลงสภาพเราสามารถเล่นกับเงื่อนไขการให้น้ำหนัก การให้น้ำหนักคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้า DC ที่เหมาะสมและระดับปัจจุบันสำหรับ MOSFET โดยการปรับเกต - แรงดันไฟฟ้าต้นทาง ($ v_ {gs} $) เราสามารถควบคุมการนำไฟฟ้าช่องสัญญาณของ MOSFET ได้ เมื่อเราเพิ่ม $ v_ {gs} $ ภายในช่วงที่กำหนดการแปลงสภาพจะเพิ่มขึ้นและกำไรก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่ระวัง! ถ้าเราผลัก $ v_ {gs} $ สูงเกินไปเราสามารถลงเอยในภูมิภาคที่ MOSFET ทำงานไม่ได้เป็นเส้นตรงและอาจทำให้เกิดปัญหาทุกประเภทเช่นการบิดเบือน
เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบวงจร
การออกแบบวงจรของแอมพลิฟายเออร์ RF ยังมีผลกระทบอย่างมากต่อการได้รับ สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งคือเครือข่ายการจับคู่ เครือข่ายการจับคู่ใช้เพื่อให้แน่ใจว่าอิมพีแดนซ์ของแอมพลิฟายเออร์ตรงกับความต้านทานของแหล่งที่มาและโหลด เมื่อความต้านทานถูกจับคู่การถ่ายโอนพลังงานสูงสุดจะเกิดขึ้นซึ่งส่งผลโดยตรงต่อกำไร
มีเครือข่ายการจับคู่ประเภทต่าง ๆ เช่นเครือข่าย L - เครือข่าย T - เครือข่ายและเครือข่าย PI แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ตัวอย่างเช่นเครือข่าย L - นั้นง่ายและง่ายต่อการออกแบบ แต่อาจไม่ยืดหยุ่นเท่ากับอีกสอง ตัวเลือกของเครือข่ายการจับคู่ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของเครื่องขยายเสียงเช่นช่วงความถี่และค่าอิมพีแดนซ์
อีกสิ่งที่ต้องพิจารณาในการออกแบบวงจรคือการใช้ข้อเสนอแนะ ข้อเสนอแนะอาจเป็นบวกหรือลบ ข้อเสนอแนะในเชิงบวกสามารถเพิ่มกำไรได้ แต่ยังสามารถทำให้แอมพลิฟายเออร์ไม่เสถียร ในทางกลับกันข้อเสนอแนะเชิงลบสามารถลดผลกำไรได้ แต่ปรับปรุงความเสถียรความเป็นเส้นตรงและแบนด์วิดท์ของเครื่องขยายเสียง ดังนั้นเราต้องหาสมดุลที่เหมาะสม
บทบาทของพารามิเตอร์อุปกรณ์
ลักษณะทางกายภาพของ mosfet เองก็มีความสำคัญเช่นกัน สิ่งต่าง ๆ เช่นความยาวของช่องความกว้างและความเข้มข้นของยาสลบอาจส่งผลต่อการได้รับ ความยาวของช่องที่สั้นกว่าโดยทั่วไปจะนำไปสู่การแปลงสภาพที่สูงขึ้นและเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามช่องที่สั้นกว่านั้นมาพร้อมกับข้อเสียบางอย่างเช่นกระแสการรั่วไหลที่เพิ่มขึ้นและแรงดันไฟฟ้าที่ลดลง
ความเข้มข้นของยาสลบในช่องสามารถส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพ ยาสลบที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มความเข้มข้นของผู้ให้บริการซึ่งสามารถเพิ่มการแปลงสภาพได้ แต่อีกครั้งยาสลบมากเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาเช่นเอฟเฟกต์ช่องสั้น
ผลกระทบของส่วนประกอบภายนอก
ส่วนประกอบภายนอกเช่นตัวต้านทานตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำยังสามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการได้รับ ตัวต้านทานสามารถใช้สำหรับการให้น้ำหนักและตั้งค่ากำไรของแอมพลิฟายเออร์ ตัวเก็บประจุสามารถใช้สำหรับการมีเพศสัมพันธ์และข้าม ตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุข้อต่อถูกใช้เพื่อบล็อกส่วนประกอบ DC ของสัญญาณในขณะที่อนุญาตให้องค์ประกอบ AC ผ่าน ตัวเก็บประจุบายพาสใช้เพื่อให้เส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำสำหรับสัญญาณ AC ซึ่งสามารถปรับปรุงอัตราขยายที่ความถี่บางอย่าง
ตัวเหนี่ยวนำสามารถใช้ในเครือข่ายการจับคู่หรือเพื่อให้วงจรเรโซแนนท์ วงจรเรโซแนนท์สามารถใช้เพื่อเพิ่มอัตราขยายที่ความถี่เฉพาะ ด้วยการเลือกค่าของส่วนประกอบภายนอกเหล่านี้อย่างระมัดระวังเราสามารถปรับประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ใช้ MOS
พิจารณาผลกระทบทางความร้อน
ความร้อนเป็นศัตรูของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ใช้ MOS นั้นไม่มีข้อยกเว้น เมื่อเครื่องขยายเสียงทำงานมันจะสร้างความร้อนซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพ อุณหภูมิสูงสามารถทำให้การเปลี่ยนผ่านของ MOSFET ลดลงซึ่งนำไปสู่การลดลงของกำไร
เพื่อจัดการกับผลกระทบความร้อนเราต้องมีระบบการจัดการความร้อนที่ดี ซึ่งอาจรวมถึงการใช้อ่างล้างมือความร้อนพัดลมหรือแม้กระทั่งการระบายความร้อนของเหลวในแอพพลิเคชั่นพลังงานสูง ด้วยการรักษาอุณหภูมิของ MOSFET ในช่วงที่เหมาะสมเราสามารถมั่นใจได้ว่าอัตราขยายยังคงมีเสถียรภาพ
ความสำคัญของคุณภาพของวัสดุ
คุณภาพของวัสดุที่ใช้ใน MOSFET อาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกำไร วัสดุที่มีคุณภาพสูงสามารถลดเสียงรบกวนและปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่นการใช้ซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูงสามารถลดจำนวนสิ่งสกปรกในช่องทางซึ่งสามารถปรับปรุงการแปลงสภาพและทำให้ได้รับ
นอกจากนี้เรายังนำเสนอผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องเช่นผงยีสต์อัตโนมัติและผนังเซลล์ยีสต์ซึ่งแม้ว่าจะไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ใช้ MOS แต่ก็มีความสำคัญในอุตสาหกรรมอื่น ๆ
บทสรุป
การเพิ่มประสิทธิภาพการเพิ่มขึ้นของแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ใช้ MOS เป็นงานที่ซับซ้อน แต่คุ้มค่า มันเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของการทำงานของ MOSFET ออกแบบวงจรอย่างรอบคอบโดยพิจารณาจากพารามิเตอร์อุปกรณ์และส่วนประกอบภายนอกที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบความร้อนและสร้างความมั่นใจในคุณภาพของวัสดุ
หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ MOS หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์ RF ที่ได้รับจาก MOS โปรดติดต่อเรา เราอยู่ที่นี่เสมอเพื่อช่วยเหลือคุณเกี่ยวกับความต้องการการจัดซื้อของคุณและอภิปรายว่าผลิตภัณฑ์ของเราสามารถตอบสนองความต้องการของคุณได้อย่างไร ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ใช้ขนาดเล็กหรือผู้ผลิตขนาดใหญ่เรามีความเชี่ยวชาญและผลิตภัณฑ์เพื่อสนับสนุนคุณ
การอ้างอิง
- Razavi, B. (2017) RF microelectronics Prentice Hall
- Sedra, As, & Smith, KC (2015) วงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
- Gonzalez, G. (2017) แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ไมโครเวฟ: การวิเคราะห์และการออกแบบ Prentice Hall
