Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

09-02-2017

Самый мощный в мире радиочастотный транзистор заменит электровакуумные приборы в промышленных системах

NXP » MRF1K50H

Журнал РАДИОЛОЦМАН, сентябрь 2016

John Powell, NXP Semiconductors

Microwave Engineering Europe

Последние достижения в области технологии LDMOS позволили не только использовать радиочастотные транзисторы в тех приложениях, где раньше безраздельно доминировали электровакуумные приборы, но и расширить сферу их применения. Новый мощный радиочастотный транзистор MRF1K50H компании NXP при питании напряжением 50 В способен как в импульсном, так и в непрерывном режимах отдавать в нагрузку 1500 Вт в диапазоне частот от 1.8 до 500 МГц, что делает его самым мощным транзистором среди выпускаемых отраслью по любым технологиям и для любых частот.

Когда несколько лет назад NXP представила транзистор с непрерывной выходной мощностью 1250 Вт, он быстро завоевал популярность в самых разных приложениях большой мощности, где раньше традиционно использовались электровакуумные триоды и тетроды, поскольку это был первый LDMOS транзистор, способный работать в системах, в которых могут происходить огромные рассогласования импедансов.

Новый MRF1K50H (Рисунок 1) сместил этот уровень надежности в область более высоких мощностей, что делает его еще более привлекательным для приложений большой мощности. Это могут быть, в частности, схемы накачки углекислотных лазеров и источников плазмы, а также установки физики высоких энергий, в которых они формируют электромагнитное поле, ускоряющее пучки заряженных частиц.

Самый мощный в мире радиочастотный транзистор заменит электровакуумные приборы в промышленных системах
Рисунок 1. Изображенные здесь в трех вариантах корпусов новые 1.5-киловаттные
радиочастотные транзисторы компании NXP на сегодня являются
самыми мощными твердотельными высокочастотными приборами.
Версия с керамическим корпусом с воздушной полостью совместима с
существующими транзисторами; для увеличения выходной мощности
достаточно лишь небольшой перенастройки.

MRF1K50H также хорошо подойдет для использования во многих промышленных системах, таких как нагревательное, сварочное и сушильное оборудование, в котором всегда использовались электронные лампы, поскольку никаких твердотельных источников радиочастотного диапазона, в которых сочетались бы надежность электровакуумных приборов с высокой выходной мощностью просто не существовало. Кроме того, транзистор найдет применение в УКВ передатчиках телевизионного вещания, УВЧ радарах и наземных базовых станциях подвижной радиосвязи.

Самый мощный в мире радиочастотный транзистор заменит электровакуумные приборы в промышленных системах
Рисунок 2. MRF1K50H отдает непрерывную мощность 1550 Вт на частоте
27 МГц при усилении 25.9 дБ и КПД 78%.

Кроме того, MRF1K50H, вероятно, приобретет популярность среди производителей линейных усилителей для любительского радио, где один транзистор легко обеспечит максимальную пиковую мощность огибающей (1500 Вт), допустимую почти во всех КВ и некоторых УКВ диапазонах.

По уровню надежности и сроку службы этот транзистор намного превосходит любые электронные лампы. В экстремальных условиях, когда температура перехода может достигать 225 °C, среднее время наработки на отказ транзистора MRF1K50H составляет 35 лет, однако в нормальном режиме работы при температуре корпуса до 100 °C оно превышает 450 лет. Это гарантирует длительный срок эксплуатации без замены транзистора, намного сокращающий вынужденные простои промышленных систем, время их обслуживания и стоимость использования. Кроме того, твердотельные источники радиочастотных сигналов позволяют управлять выходной мощностью в их полном динамическом диапазоне, фактически, предлагая ранее недоступные варианты использования.

Самый мощный в мире радиочастотный транзистор заменит электровакуумные приборы в промышленных системах
Рисунок 3. Основные характеристики транзисторов MRF1K50H в радиовещательном
диапазоне частот. Как можно видеть, КПД остается в пределах 81% … 84%.

Получить выходную мощность 1.5 кВт можно как от транзистора в керамическом корпусе с воздушной полостью (MRF1K50H), так и от транзистора в формованном пластмассовом корпусе (MRF1K50N). MRF1K50H совместим по выводам со своим 1250-ваттным предшественником MRFE6VP61K25H, а также с устройствами других производителей, так что переход на новые транзисторы не вызовет у разработчиков никаких трудностей. Более того, у транзисторов не только одинаковые корпуса, но и очень близкие значения выходной емкости, что позволяет устанавливать MRF1K50H на ту же печатную плату, выполнив лишь минимальные перенастройки, связанные с его большей выходной мощностью.

Предназначен для жестких условий эксплуатации

Как отмечалось выше, MRF1K50H исключительно надежен и устойчив к перегрузкам, что позволяет ему без повреждения и деградации параметров выдерживать КСВ 65:1. Пробивное напряжение прибора, равное 135 В, и способность к поглощению лавинной энергии, увеличенная по сравнению с предшественником на 40%, идеально подходят для тяжелых условий эксплуатации в промышленном оборудовании.

Самый мощный в мире радиочастотный транзистор заменит электровакуумные приборы в промышленных системах
Рисунок 4. Для демонстрации типичных радиочастотных характеристик
MRFK150 NXP предлагает четыре эталонные схемы,
охватывающие диапазон от 27 МГц до 230 МГц.

Высокая выходная мощность предъявляет повышенные требования к системам отвода тепла. Для упрощения конструкций устройств охлаждения и повышения надежности тепловое сопротивление керамического корпуса прибора MRF1K50H было уменьшено до 0.12 °C/Вт, а фланцы выпускаемого в пластмассовом корпусе транзистора MRF1K50N изготавливаются из меди, благодаря чему его тепловое сопротивление переход-корпус снижено на 30%. Кроме того, более жесткие допуски на размеры и улучшенная паяемость выводов обеспечивают более точное и надежное крепление транзисторов к печатной плате в процессе производства.

Необходимым дополнением к анонсу любого нового устройства должны быть соответствующие проектные ресурсы, поэтому NXP предлагает четыре базовые схемы, в которых MRF1K50H будет использоваться чаще всего:

  • 27 МГц:
    Эта узкополосная эталонная схема работает на частоте, наиболее распространенной в промышленных приложениях, таких как термосклеивание, сушка и сварка.
     
  • 81.36 МГц:
    MRF1K50H хорошо подходит для этой частоты, которую производители выбрали для накачки CO2 лазеров.
     
  • 87.5 … 108 МГц:
    Очень большая выходная мощность MRF1K50H позволит сократить число транзисторов и усилительных модулей, необходимых для получения требуемой мощности на входах антенн передатчиков УКВ и цифрового радио. Эта широкополосная оценочная плата адресована разработчикам именно таких систем.
     
  • 230 МГц:
    На этой частоте в импульсном режиме работают узкополосные передатчики аэрокосмических и ряда других систем. Данная эталонная схема разработана для приложений с длительностью импульса 100 мкс, коэффициентом заполнения 20% и пиковой выходной мощностью 1500 Вт.

MRF1K50H, как и варианты транзистора в пластмассовых корпусах, уже выпускаются серийно. Во многих системах, в которых будет использоваться MRF1K50H, особенно в оборонных и промышленных приложениях, транзисторам предстоит работать в течение многих лет. Следовательно, для производителей очень важно быть уверенными в том, что важнейшие компоненты их систем будут доступны на протяжении всего этого времени. Для поддержки таких приложений NXP разработала программу «Долголетие продуктов», гарантирующую доступность критически важных компонентов, как минимум, в течение 15 лет после начала их производства. Применительно к MRF1K50H это означает, что NXP обеспечит их поставку, по крайне мере, до 2031 года.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: World's highest output RF power transistor replaces vacuum tubes in industrial systems

Цена MRF1K50HMRF1K50H на РадиоЛоцман.Цены — от 10 548 до 145 950 руб.
6 предложений от 6 поставщиков
TRANSISTOR, RF, 135V, NI-1230H-4S
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
AliExpressMRF1K50H10 548 руб.
5 элементNXPMRF1K50H-TF4167 441 руб.
ТриомNXPMRF1K50H-TF4145 950 руб.
ЭлрусNXPMRF1K50H-TF3по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Отличный транзистор, цена тоже высокая
Рекомендуемые публикации по теме:
Новости  »
Infineon создала самый мощный в отрасли радиочастотный транзистор L-диапазона
Новости  »
ABB разработала самый мощный в мире сверхвысоковольтный преобразовательный трансформатор постоянного тока
Новости  »
Самый маленький в мире транзистор от NEC
Новости  »
Мощный радиочастотный транзистор Ampleon будет использоваться в промышленных и профессиональных приложениях
Новости  »
Peregrine Semiconductor представляет мощный радиочастотный коммутатор для защиты приемных трактов

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Бесснаберный FLYBACK с транзисторами 950 В P7
Опорное решение Bourns: компоненты для защиты RS-485
Срезы ↓
Новая Инженерная Школа
Новая Инженерная Школа
Курсы и семинары для инженеров, технологов, разработчиков и конструкторов предприятий приборостроения.
Рейтинг@Mail.ru