D类MOSFT在发射机射频功放中的应用

O 引言
随着微电子技术的发展，MOS管在电子与通信工程领域的应用越来越广泛。特别是在大功率全固态广播发射机的射频功率放大器中，利用MOS管的开关特性，可使整个射频功率放大器工作在开关状态，从而提高整机效率，改善技术性能，同时使发射机的射频功率放大器处于低电压范围，有利于设备的稳定运行。本文对D类MOS管在广播发射机射频功放电路中的应用进行了探讨。

1 MOSFET的开关特性
MOSFET是金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)的简称，或称为MOS场效应管，它是有别于结型场效应管的绝缘栅型场效应管。绝缘栅场效应管分为两种类型：一种是耗尽型场效应管，一种是增强型场效应管。场效应管一般有三个电极，即栅极(G)、漏极(D)和源极(S)。若其栅源电压为VGS，则当VGS≤0时，就可能产生漏源电流ID的绝缘栅场效应管，即为耗尽型场效应管。而在VGS>O的情况下才能产生漏源电流ID的绝缘栅场效应管为增强型场效应管。一般使用的射频功率场效应管都是增强型MOS管，因而只需提供正向偏压即可使器件工作。
图l所示是增强型绝缘栅场效应管的结构原理。图1中，衬底与源极相连，令VGS≤0或为很小的正电压，即使VDS为正电压，由于漏极和衬底之间的PN结为反向偏置或绝缘层和衬底界面上感应的少量电子被P型衬底中的大量空穴所中和，故可使得ID=0或ID≈0。当VGS超过开启电压VT时，强电场就会积累较多的电子，因而在衬底的表面感应出一个N型层，称为导电沟道或者反型层。由于感应出的反型层与漏源之间的N区没有PN结势垒，故有良好的接触，这样就产生了ID，即增强型场效应管导电的基本要求是：VGS≥VT。

图2所示是N沟道增强型绝缘栅场效应管的特性曲线和表示符号。图2(a)为输出特性曲线族，表明了栅极的控制作用以及不同栅极电压下，漏极电流与漏极电压之间的关系。在非饱和区(I)，也称为变阻区，漏极电流ID随VDS的变化近似于线性变化；而在饱和区(Ⅱ)，又称为放大区，器件具有放大作用。漏极电流ID几乎不随VDS变化。但当VGS增大时，由于沟道电阻减小，其饱和电流值也相应增大，所以，饱和区为MOSFET的线性放大区；在截止区(Ⅲ)，VGSVT，漏极电流ID=0；在击穿区(Ⅳ)，即当VDS增大到足以使漏区与衬底间的PN结引发雪崩击穿时，ID迅速增大。图2(b)为MOSFET的转移特性。图2(c)为其表示符号。