D類MOSFT在發(fā)射機射頻功放中的應用

O 引言
隨著微電子技術的發(fā)展，MOS管在電子與通信工程領域的應用越來越廣泛。特別是在大功率全固態(tài)廣播發(fā)射機的射頻功率放大器中，利用MOS管的開關特性，可使整個射頻功率放大器工作在開關狀態(tài)，從而提高整機效率，改善技術性能，同時使發(fā)射機的射頻功率放大器處于低電壓范圍，有利于設備的穩(wěn)定運行。本文對D類MOS管在廣播發(fā)射機射頻功放電路中的應用進行了探討。

1 MOSFET的開關特性
MOSFET是金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)的簡稱，或稱為MOS場效應管，它是有別于結型場效應管的絕緣柵型場效應管。絕緣柵場效應管分為兩種類型：一種是耗盡型場效應管，一種是增強型場效應管。場效應管一般有三個電極，即柵極(G)、漏極(D)和源極(S)。若其柵源電壓為VGS，則當VGS≤0時，就可能產生漏源電流ID的絕緣柵場效應管，即為耗盡型場效應管。而在VGS>O的情況下才能產生漏源電流ID的絕緣柵場效應管為增強型場效應管。一般使用的射頻功率場效應管都是增強型MOS管，因而只需提供正向偏壓即可使器件工作。
圖l所示是增強型絕緣柵場效應管的結構原理。圖1中，襯底與源極相連，令VGS≤0或為很小的正電壓，即使VDS為正電壓，由于漏極和襯底之間的PN結為反向偏置或絕緣層和襯底界面上感應的少量電子被P型襯底中的大量空穴所中和，故可使得ID=0或ID≈0。當VGS超過開啟電壓VT時，強電場就會積累較多的電子，因而在襯底的表面感應出一個N型層，稱為導電溝道或者反型層。由于感應出的反型層與漏源之間的N區(qū)沒有PN結勢壘，故有良好的接觸，這樣就產生了ID，即增強型場效應管導電的基本要求是：VGS≥VT。

圖2所示是N溝道增強型絕緣柵場效應管的特性曲線和表示符號。圖2(a)為輸出特性曲線族，表明了柵極的控制作用以及不同柵極電壓下，漏極電流與漏極電壓之間的關系。在非飽和區(qū)(I)，也稱為變阻區(qū)，漏極電流ID隨VDS的變化近似于線性變化；而在飽和區(qū)(Ⅱ)，又稱為放大區(qū)，器件具有放大作用。漏極電流ID幾乎不隨VDS變化。但當VGS增大時，由于溝道電阻減小，其飽和電流值也相應增大，所以，飽和區(qū)為MOSFET的線性放大區(qū)；在截止區(qū)(Ⅲ)，VGSVT，漏極電流ID=0；在擊穿區(qū)(Ⅳ)，即當VDS增大到足以使漏區(qū)與襯底間的PN結引發(fā)雪崩擊穿時，ID迅速增大。圖2(b)為MOSFET的轉移特性。圖2(c)為其表示符號。