AMPLIFICATORE STATO SOLIDO per i 23cm

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L'esigenza di poter avere un amplificatore non troppo ingombrante in gamma 23cm è nata quando ho deciso di spostare il più vicino possibile all'antenna tutto il gruppo RF per eliminare
quanto più cavo possibile. Con l'amplificatore valvolare non era fattibile, per il peso e le tensioni in gioco. Ho fatto un pò di ricerche in rete e mi si sono presentate varie soluzioni per la
realizzazione di un amplificatore a stato solido. L'acquisto di un pallet già pronto oppure trovare dei dispositivi idonei e realizzare quindi il pcb ecc. La prima soluzione, probabilmente
più comoda ma non molto economica l'ho scartata un pò per la spesa ed un pò per poter avere la soddisfazione della realizzazione del progetto, così ho guardato cosa si poteva usare
come dispositivi adatti alla gamma dei 23cm:

1) MRF286 Motorola (mah....!!)  http://f5ad.free.fr/Docs_ATV/MRF286.pdf
2) PTF14150E oppure PTFE14250 Infineon
3) BLF6G13L-250P NXP
4) MRF6V13250H FREESCALE

5) MRFE6S9060 e MRFE6S9160

Una breve analisi device per device è d'obbligo..... partiamo dal primo e forse più conosciuto MRF286. Questo dispositivo, da tempo fuori produzione, è un lateral mosfet per applicazioni sino
a 2GHz. Essendo piuttosto datato, ha efficenza e guadagno  piuttosto contenuti, lavora a 28V e mediamente si ricavano circa 60W con 5W di eccitazione.
Da qualche tempo è ritornato in auge fra i radioamatori grazie ad un modulo surplus della Spectrian che si trova facilmente su ebay.
I primi che hanno fatto prove in 23cm sono stati i francesi F1ANH (sk), F6BVA ecc. poi W6PQL ed altri hanno messo a disposizione i pcb per la realizzazione di amplificatori di vario tipo con
uno e due fet accopiati. I dispositivi si trovano molto facilmente su ebay ad un costo molto contenuto ma... bisogna stare attenti a quello che si compra. In pratica i dispositivi nuovi che si trovano
sono dei cloni del MRF286 originale e non sempre riescono bene. Dalla mia esperienza ho visto che quelli funzionanti sono marcati XRF286S e sono a saldare cioe senza le asole per il fissaggio a vite.
Il
PTF14150E oppure PTFE14250 Infineon credo anche questi ormai obsoleti, sono i mos usati nei moduli che vendeva JXX prodotti dalla ITB di Milano. Si trovano su ebay ma vale lo stesso discorso fatto
per i 286, sono dei cloni e spesso sono fasulli. Almeno io ne comprai qualche pezzo e li ho dovuti buttare....
BLF6G13-250P NXP e
MRF6V13250H FREESCALE sono invece LDMOS molto recenti e lavorano a 50V. Sono molto robusti e generosi. In 23cm si arriva facilmente ai 220W con 3W di eccitazione ma
il rovescio della medaglia è che costano ancora molto. Il costo va di 160 ai 220 euro per dispositivo e su ebay non si trova nulla.
MRFE6S9060 e MRFE6S9160 della Freescale, sono dei lateral mosfet nati per la gamma dei 900MHz ma funzionano molto bene anche in 23cm. Sono venuto a conoscenza di questi mosfet quando mi sono
imbattuto nel PDF che Henning DF9IC ha presentato ad inizio 2014 http://www.df9ic.de/doc/doc_chrono.htm . Ho contattato Henning per chiedere info e mi ha confermato che sono ottimi oggetti, inoltre
si trovano ad un costo molto contenuto su ebay http://www.ebay.it/itm/371080195577?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649
qui il datasheet del MRFE6S9160 http://cache.freescale.com/files/rf_if/doc/data_sheet/MRFE6S9160H.pdf
Il MOS lavora a 28 - 30V. Il guadagno in 23cm si aggira sui 16dB con una corrente di 11A circa, l'efficenza tipica si aggira sul 45%.
Con 4W di eccitazione ho visto anche 160W di uscita in un paio di moduli però possono capitare
anche dei dispositivi che non vanno oltre i 120W. Sono internally matched solo sul drain e questo da la possibilità di uso oltre la loro frequenza di normale utilizzo. Il case è a saldare e bisogna
curare molto bene la dissipazione del calore poichè scaldano molto.
Preso dalla curiosità, ho realizzato alcuni pcb in RO4003 sia per un singolo  fet che per due in parallelo.

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I risultati ottenuti sono stati come da descrizione di DF9IC per i moduli ad un solo dispositivo, mentre per i moduli in push-pull non sono andato oltre i 170W. Probabilmente le linee molto ridotte
come dimensioni per far posto alle ibride 90° hanno un po inficiato l'efficenza dell'amplificatore.








La componentistica necessaria alla realizzazione si trova da RFMicrowave di franco Rota. Per la realizzazione dei pcb posso fornire i files gerber necessari, da Franco si trova anche il laminato compatibile
al Rogers RO4003. Il contenitore è la scatolina in metallo stagnato a due gusci. Una volta assemblato l'amplificatore, chudere l'uscita sul carico fittizio e si da tensione di 28V sul drain e di 12V sul punto di BIAS.
Regolare la corrente a circa 1A agendo sul  il trimmer da 1kohm.  Fatta questa regolazione, si da potenza di eccitazione ad esempio 1W e si regola il trimmer capacitivo sul gate per la massima potenza.
Per ottimizzare il rendimento bisogna "spagliettare" le due linee di ingresso ed uscita per la massima uscita. Man mano che si ottimizza, aumentare la potenza di eccitazione (MAX 4W) fino a leggere
il massimo possibile. I dispositivi sono un po delicati, mi è capitato di farne fuori qualcuno durante le prove.
Considerato tutto comunque il costo totale del modulo è abbastanzqa contenuto.