高頻功率放大器大功率晶體管故障簡易判斷及調試

□賴澤家

全固態調頻發射機高頻功率放大器主要用來放大由調頻激勵器送出的射頻已調波信號。目前，各個廠家大功率晶體管多采用MOSFET，尤其是飛利浦公司生產的BLF177和BLF278被廣泛應用于功率放大模塊中。下面以BLF177為例，簡述其靜態工作點的調試及故障的簡易判斷方法。

MOSFE管應用時注意點及故障的簡易判斷方法

由于絕緣柵型場效應管輸入阻抗很高，所以在保存時一定要采取防靜電措施。可采用下面兩種方法：一、放于防靜電的包裝盒內；二、把場效應管的各極短路放置。焊接時應注意：一、取放時手不要直接接觸各極；二、大功率場效應管需要在底座上均勻地涂上一層導熱硅脂，安裝在散熱器件上，固定螺絲一定要擰緊；安裝時場效應管帶靜電泄放腕套，用防靜電烙鐵，或拔掉烙鐵電源插頭，依次焊接場效應管的源極、漏極和柵極。

BLF177故障判斷可用在路測量法，即將電流表串在漏極供電線路中，關掉激勵器，調整BLF177柵極電壓，VGS與ID成正比變化 （即電流表的漏極電流讀數隨柵壓電壓變化，一般BLF177漏極靜態電流設置在100mA），則為正?，F象。另外，也可以用500型萬用表測量法，即BLF177和BLF278的柵源開啟電壓在2～4.5之間，漏極之間導通狀態下的直流電阻RDS=0.2～0.3Ω，接近0Ω。這種測量方法步驟如下：一、正向導通測量（量程選擇10KΩ檔）。將紅表棒接源極S，黑表棒接柵極G，此時柵源間的電阻無限大，柵源間的輸入電容被正向充電，柵極為正電壓，漏源應該導通，這時紅表棒不動，將黑表棒接在漏極D上，表頭指示為0Ω，說明漏源導通。二、反向夾斷測量法。將黑表棒接源極S，紅表棒接柵極G，由于電阻很大表頭不動，柵源間輸入電容被反向充電，柵極為負電壓，漏源被夾止，這時將紅表棒接源極S，黑表棒接漏極D，表頭指示不動，電阻無限大，說明管子漏源被夾斷。在維修功放時可以使用正向導通與反向夾斷相結合的方法，可以判斷場效應管是否良好。

600 W功率放大模塊

工作原理。600W功率放大模塊采用4個V-MOSFET晶體管 BLF177，BG1、BG2、BG3、BG4分別組成兩組推挽功率放大電路，通過微帶印制電路合成輸出。正常播出時工作在乙類狀態，當處于保護狀態輸出時，則處于丙類工作狀態，功率輸出約為原來的一半。由于BLF177輸入輸出阻抗很高，所以電路容易實現寬帶匹配，不需調整就可以覆蓋FM頻段的21MHZ帶寬。一個成熟穩定的功放模塊至少包含輸入匹配電路、功放管、輸出匹配電路、偏置電路及保護功放管的控制電路。

600W功放中，激勵器功率有RF IN輸入后通過印制板上的微帶線分作二路，通過兩個IdB衰減器{R4～R25}分別加到T1、T2上。T1、T2為對稱不平衡——平衡阻抗變換器。它的作用是把激勵器傳輸來的射頻不平衡輸入功率轉換為平衡輸入功率 （即一個端口轉換為兩個端口）供給BG1、BG2和BG3、BG4作推挽放大激勵作用。T3與T4為對稱平衡——平衡阻抗變換器，工作原理與T1、T2相同，由BG1、BG2放大的相同幅度的射頻功率輸入到T3的平衡輸入端口，經T3阻抗變換后輸出一路不平衡的兩只BLF177的疊加功率；由BG3、BG4放大的相同幅度的射頻功率輸入到T4的平衡輸入端口，經T4阻抗變換后輸出一路不平衡的兩只BLF177的疊加功率。這兩組疊加功率幅度、相位相同，通過印制板上的T型微帶線合成輸出，最大功率可達600W。輸出端口處為定向耦合器，供檢測取樣使用，D7為入射取樣，連接到功放控制板 （TP-170）的第2腳，作功率控制使用，D8為反射取樣，連接TP-170的第8腳。當600W功放輸出端負載失配時，耦合出一組大于0.5V的反射電壓。這個電壓經過TP-170控制板處理后可以同時降低四只BLF177的柵極電壓，D8輸出電壓的BLF177的柵壓降低,其輸出功率同時也會下降，這樣就可以避免功放管損壞?？拷≈瓢鎀型微帶線功率合成處的D6是不平衡檢測二極管，每當600W功放的保險絲或某一只BLF177等器件損壞時，T3、T4輸出功率幅度就會不相同，在T型微帶線合成處的不平衡檢測電路通過D6會耦合出一組大于0.5V直流電壓，這個電壓連接到TP-170的第10腳，通過控制電路處理，切斷BLF177的柵極電壓，保護其它場效應管，使其故障不要繼續擴大。600W功率放大模塊的BLF177的漏極供電為45V，柵壓電壓由場效應管的柵源開啟電壓確定。

調試維修。600W功率放大器單元調試時所需儀表連接方法見圖1。

①供電前先仔細檢查印制電路板元件是否有虛焊、漏焊、錯裝、漏裝等情況，確保裝配正確。

②用萬用表10Ω檔測量45V供電端口、BLF177的輸入端口、輸出端口的對地電阻，確保無短路現象，再連接45V電源線。

③600W功放調試使用的輸入輸出連接線為50Ω電纜線，它們的一端通過高頻接插件連在相應的測試設備上，另一端直接焊接在電路板上。焊接點處剝線不宜過長，一般以不超過10mm為宜，太長會影響電纜的50Ω阻抗的特性。輸出口處的連接電纜的選取功率容量不能小于600W，可以使用SFF-50-3電纜。

④逆時針調整電位器W 1，W 1達到最大值5K，查看電位器W 2、W 3、W 4的阻值標識是否位于中間，確保這個電位器的中心腳與另外兩個腳之間的阻值相等，即中心腳與另外兩個腳之間的阻值為1KΩ。在R48處加一組12V電壓或用一只10K電阻連接到45V電壓接口處，在10A保險絲F1、F2處分別串聯兩塊電流表，量程選擇在300mA檔位。上述準備工作做好后可以開始加直流電壓?？紤]到調試安全，先將支流供電電壓調到25V，觀察功放及相關儀表無異?，F象，調節直流電壓到45V，這時BLF177的漏極電壓為45V，柵極電壓小于2V，電流表上沒有BLF177的漏源電流流過。讀數為0，調節W 1，使兩塊電流表都為200mA，逆時針、順時針調節W 2，W 2兩塊電流表讀數會從大到小或從小到大擺動，當讀數擺到最小點時即為BLF177管子的靜態電流最佳位置。如果兩塊電流表最佳位置大小不一致，可以微調W 4，調到兩塊電流表讀數相同即為最佳位置。重新調整W 1，把兩塊電流表的讀數重新較到200mA，這樣每個BLF177的靜態工作點就可以確定下來了。靜態調好后，電流表量程選擇到15A，可以調整功放模塊的動態信號。在加激勵功率時，激勵器功率應叢0W慢慢增加，觀察頻譜儀上的頻譜有無自激現象，兩塊電流表上的電流是否一致。當功率達到400W時，87MHz、98MHz、108MHz時各頻點激勵功率大約在9W～15W之間，總電流大約在10～12A之間。

在發射機維修時如遇到600W功放無功率輸出，可以用調整靜態電流的方法來判斷場效應管BLF177是否損壞。在場效應管柵源、漏源供電電壓正常的情況下，分別正反向調節W 2和W 3觀察對應的電流表。電流表讀數可能有三種情況：電流表指針有最小點——兩只BLF177正常；電流表指針為0——兩只BLF177損壞；電流表指針沒有最小點——兩只BLF177損壞一只。具體是哪只BLF177損壞，可以由N溝道增強型場效應管的各種原理來判斷。例如：正反向調節W 2時用萬用表觀察BG1、BG2的柵極電壓變化與電流表所測得的漏極電流變化，對應電流表讀數與電壓表讀數成正比關系的BLF177正常；對應電流表讀數與電壓表讀數成反比關系的BLF177已經損壞。