Moin ich möchte mich in das Thema HF-Verstärker mit HEMTs einarbeiten. Ich habe schon HF-Verstärker gebaut mit ordinären bipolaren Transistoren, aber jetzt möchte ich etwas höher gehen in der Leistung. Leider habe ich absolut keine Ahnung von HEMTs und habe noch nie damit gearbeitet. Im Tietze-Schenk wird das nicht behandelt. Was muss man über HEMTs wissen, damit man mal versuchsweise einen Verstärker bauen kann?
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Verschoben durch Admin
"Gate vor Drain" ist wichtig, also dass die Gatespannung anliegt bevor die Drainspannung zugeschaltet wird, weil er bei Gatespannung=0 ordentlich leitet und entweder deine Supply oder sich selbst killt. Ansonsten in den Arbeitspunkt und matchen, da ist meines Wissens kein grundsätzlicher Unterschied zu anderen Transistortechnologien.
O.K. und wenn man jetzt nur ein Netzteil zur Verfügung hat. Meist wird ja die Gate Biasspannung aus der Hauptversorgung abgeleitet. Wie würde man elegant diese Power Sequenz realisieren?
Es gibt einfache Schaltungen, wo ein Transistor von der Gatespannung durchgeschaltet wird, und so erst die Drainspannung freigibt. Suche nach "gaas fet biasing": http://www.cel.com/pdf/appnotes/an82901.pdf Seite 15 "Power GaAs FET Bias Circuits" oder http://www.w1ghz.org/10g/bias.htm
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Bearbeitet durch User
Da das "Gate vor Drain" eine Mussbedingung ist, gibt es keinen konjunktiv.
Angehängte Dateien:
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hemtsequencer.png
3,8 KB
Also den Sequencer habe ich jetzt mit einem P-Kanal MOSFET gebaut. Siehe sequencer.png. Links oben kommt die positive Versorgungsspannung rein, links unten die negative Spannung. Mit dem Kondensator kann man meiner Meinung nach einen kleinen Delay noch erzeugen. Sobald die negative Spannung gross genug ist (in der Grössenordnung der z-Spannung), schalten die Transistoren ein und das Gate des P-MOSFETs wird über den Widerstand richtung Masse gezogen. Da dort noch ein Kondensator dran hängt, dauert das einen kurzen Moment, dann beginnt der P-MOSFET zu leiten. Dann habe ich noch für den Bias eine Schaltung entworfen. Der Drainstrom des HEMT nimmt ja mit steigender Temperatur ab, weil die Thresholdspannung steigt. Somit muss man, um im selben Arbeitspunkt zu bleiben, die Gatespannung nachführen. Der kleine Bipolartransistor wird thermisch mit dem HEMT gekoppelt, und führt so die Spannung nach. Mit dem Poti kann man die gewünschte Bias Spannung abgreifen. Die Ideen habe ich von hier: http://www.ampleon.com/documents/application-note/AN11130.pdf Da ich nur eine positive Versorgungsspannung von 24V zur Verfügung habe, erzeuge ich ca. -5V mit einem kleinen Recom DC/DC Wandler. Was haltet ihr davon?
Also vom Sequenzer bin ich nicht ganz überzeugt, wie soll der NPN schalten können? Der bekommt keinen Basistrom. Und ohne ihn bekommt der PNP keine Ansteuerung. Beide bleiben also ausgeschaltet. Die Biassache könnte so funktionieren. Ich sehe keine Notwendigkeit für den linken OPV, der (+) Eingang des rechten ist doch hochohmig genug, da würde ich die Mittelanzapfung des Potis direkt ranhängen. Die Schaltung mit dem Feedbackwiderstand und dem Widerstand in Reihe zum OPV Ausgang ist ganz sinnvoll, so bleibt die Spannung am Gate auch dann konstant, wenn das Gate Strom zieht. Das wird es tun, wenn du ordentlich Hochfrequenz-Leistung machst. Je nach Größe des HEMT kann das Gate einige mA fordern. Bau deine Schaltung doch einfach mal auf einem Steckbrett auf und teste sie, am besten zuerst noch ohne den schönen HEMT anzuschließen. Dem DC-DC Wandler würde ich noch auf jeden Fall eine ordentliche Induktivität am Ausgang spendieren und einige gute C gegen Masse, sonst hast du die Taktfrequenz auf deinem Ausgangssignal.
Danke, ich schaue mir das mit dem Sequencer nochmals an. Noch eine Frage zum HEMT: nach welchem Krieterium sollte ich den Arbeitspunkt wählen? primär muss man ja einen Idq festlegen, und im Ruhezustand (ohne Eingangssignal) das Poti so einstellen, dass der gewünschte Idq erzielt wird. Aber welchen Idq sollte ich wählen?
Gibt es einen typischen Idq aus dem Datenblatt? Ansonsten hängen so Sachen wie Effizienz, Linearität, maximale Ausgangsleistung und Verstärkung vom Ruhestrom ab. Auch das optimale Matching ist davon abhängig.
Nein, es wird kein typischer Idq genannt, leider. Findet man das by try and error?
Viel wichtiger als die Wahl des Idq ist doch das beidseitige Matching inklusive sicherstellen von Stabilität. Auf welcher Basis willst du das machen? Normalerweise hat man ein Datenblatt wo das draus hervorgeht, da steht dann aber explizit der Idq auf den sich das Matching bezieht. Du wirst eine Vorstellung von der Ausgangsleistung haben, die mit dem Transistor erzielbar ist bzw. die du ereichen willst. Mit der zu erwartenden Effizienz und Betriebsspannung kannst du den Drainstrom bei voller Ausgangsleistung berechnen. So aus der Hüfte geschossen würde ich sagen dass sich dein Idq irgendwo zwischen 10% und 50% davon bewegt.
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