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LNA的损坏原因分析

1年前浏览452

低噪放作为接收机的重要组成部分,其可靠性直接关系到接收机的整体性能。电台发射时,发射功率会泄漏到接收机,当泄露功率大于低噪放允许输入的最大功率时,可能会导致低噪放损坏,影响接收机性能。

一般常见的低噪放设计保护方法是:在低噪放输入端加限幅器,限制输入功率防止低噪放输入端被击穿。限幅器的限幅曲线如下图所示

  

 

限幅器限幅曲线


但是我们分析LNA损坏时,经常会发现LNA栅极没有损坏,反而是漏级被击穿,如果是因为输入功率大导致LNA被击穿应该是栅极损坏,那为什么经常是漏级损坏了呢?今天我们来具体分析一下LNA损坏的原因。

下图是LNA的工作曲线图,从图中可以看出我们需要的是LNA处于放大区。首先我们都应该知道,不管是由于输入功率大也好,短路也好,LNA损坏的根本原因耗散功率过大,导致温度攀升,超过管子最大承受的温度极限,从而导致管子击穿。

当输入功率变大时,实际的工作曲线变化如下图所示,当输入功率过大,LNA工作状态由A类转变为C类,静态电流变大,耗散功率增加,温度上升。


下图是一个LNA的极限工作条件,从图中可以看出,LNA限制了最大耗散功率与最大输入功率。



当耗散功率增加到LNA的极限耗散功率时,就会导致LNA漏级损坏(功率的消耗在漏级,栅极几乎没有电流)。

从上述分析,我们可以知道,如果一个接收机对可靠性要求很高,一方面我们可以通过增加限幅器保护LNA,另一方面可以通过限制LNA的最大输入电流保证LNA的最大耗散功率不超过允许极限来保护LNA。

下面我们来测试一下增加限流对LNA的实际保护效果。下图是限流的原理图。





通过电路对LNA的电流限制在110mA,上图中LNA的最大电流是130mA。

下表是没有接限流源只接入限幅器的测试数据。

输入功率 

输出功率

电流  

状态 

20dBm

21dBm

71mA

正常  

25dBm

18.4dBm

43mA

正常 

30dBm

21dBm

104mA

正常 

35dBm

-10dBm

416mA

LNA损坏

下表是接入限流源的测试数据

输入功率

输出功率

电流

状态 

20dBm

20.4dBm

67mA

正常  

25dBm

18dBm

62mA

正常

30dBm

19.5dBm

78mA

正常  

35dBm

19.2dBm

74mA

正常  

可以看到限流源的存在对LNA起到了保护作用。

电路的防反接原理也是基于此原理。今天的分享就到这里了。

来源:RF通信
电路
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首次发布时间:2023-08-01
最近编辑:1年前
匹诺曹
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