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全固态发射机末级功放管及其应用论述

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来源：《卫星电视与宽带多媒体》2021年第12期

【摘要】本文简要论述了全固态发射机末级功放管结构、分类、性能以及实际中的应

用，了解掌握功放管的存放测量和更换方法，减少末机功率放大器故障率，进一步提高全固态

发射机的维护水平。

【关键词】场效应晶体管;功放管;多赫蒂功率放大器;静电感应电压

中图分类号：TN929文献标识码：ADOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.12.014

随着高频大功率场效应晶体管研发制造技术的不断进步和广泛应用，广播电视发射机生产

厂家开发研制出了各种功率等级的全固态发射机。以其效能高、工作电压低、性能稳定、故障

率低、体积小、运维费用低、维护省时方便的特点得到了广泛的使用。在日常的使用维护中，

全固态发射机末级功率放大器是发射机的核心部件，以其自身特性，相对故障多，维修量大，

而末级功率放大管即高频大功率场效应晶体管是功率放大器的关键核心器件，是故障的多发部

位，对其熟悉掌握，有利于发射机的使用和维护。

场效应晶体管结构、分类和性能1.

场效应晶体管按其构造分为结型场效应晶体管（JFET）和绝缘栅型场效应晶体管

（IGFET），按沟道材料分可分为N沟道型和P沟道型。从导电方式来分，又可分为耗尽型和

增强型。全固态发射机功率放大器所用的都是绝缘栅增强型N沟道场效应晶体管。

绝缘栅型场效应管是指金属-氧化物-半导体场效应晶体管MOSEFT，即MOS管，其从制

造工艺和不同应用上又可分成普通CMOS管、UMOS管、TMOS管、VMOS管、DMOS管、

LDMOS管等系列，在广播电视发射机功放中主要应用的是早期的大功率垂直扩散VMOSFET

管和新型超耐用型更适合数字发射机末级功放使用的横向扩散LDMOSFET管，都是根据实际

应用由普通MOS管发展变化的改进型。这是绝缘栅增强型N沟道场效应管结构图和电路符号

如图1：

VMOSFET场效应管全称是垂直扩散型金属氧化物场效应晶体管，金属栅极采用V型槽结

构，简称VMOS管或功率场效应管，普通MOSFET场效应管的栅极、漏极和源极大致处于同

一水平面的基板芯片上，其工作电流是按水平方向流动的。VMOS管是不同的，其有两大结构

特点：其一栅极采用V型槽结构;其二具有垂直导电性，漏极是从基板芯片的背面引出，所以

漏源极间电流不是沿芯片水平流动，而是自重掺杂N+区（源区S）出发，经P沟道流入轻掺

杂N-漂移区，后垂直向下到达漏极D。因电流通道截面面积大，可以流通大电流，并且漏极

散热面积大，在采取有效散热情况下适合大功率情况工作。其性能特点主要有：1）、输入阻

抗高、输出阻抗低，容易实现宽带匹配;2）、增益高，输出功率大，控制电压低，容易实现功

率控制;3）、工作电压低，漏源极间击穿电压高，安全系数大;4）、正向跨导大，线性

好;5）、带宽宽，高频特性好;6）、具有负温度系数，温度稳定性好;7）、具有低的导通电阻

Ron，功耗小效率高;8）、极间无变容效应，应用电路便于设计和调整，可以提供大功率输

出，减少末级功放的功率合成级数。在广播电视发射机中常用的型号有恩智浦NXP公司生产

的BLF系列的BLF177、BLF278。MRF系列的MRF148A、MRF151G等。

LDMOSFET全称是横向扩散金属氧化物场效应晶体管，是一种双扩散结构的功率器件，

在相同的源/漏区域实施两次砷、硼注入技术，经高温推进横向扩散形成有浓度梯度的导电沟

道。它最初应用在无线蜂窝通信中，后在发射机中应用证明线性好、增益高和效率高，耐用性

强，在UFH频段和数字发射机上应用显示出优越的性能。其性能特点有：1）、可以在高驻波

比情况下工作;2）、增益高，线性好，有高级的瞬间峰值功率有利于数字射频信号放大;3）、

可以承受大的过驱动功率;4）、偏置电路简单;5）、工作频率更高，可以再从几百MHz到几

GHz的频率工作，且频率稳定性好;6）、热稳定性好：温度对LDMOSFET电流有负反馈作

用，温度升高可以限制电流的进一