LDMOS MRF101 APPROFONDIMENTI

[ik2nbu Arnaldo]

Piccolo upgrade di ottone massello    lega orologeria,
per aumentare pressione di contatto e dissipazione termica del TO-220.

[Marco De Caprios]

Mi permetto di segnalare questo video dove vengono esaltate le incredibili caratteristiche di questi componenti:

[ik2nbu Arnaldo]

Ieri collaudo in onde medie, 50 watt di carrier e 100 di picco in AM   (su carico 50 ohm)
Ho deciso quindi di raddopiare il dissipatore in alluminio, visto l'uso intenso che ne farà l'amico.
Ecco il finale definitivo 2 X MRF101 pronto per il montaggio nel TX.

[denis751]

La prima scheda sulla sinistra regola il bias ?   quella di destra è il filtro passa basso ?

[ik2nbu Arnaldo]

La prima scheda sulla sinistra regola il bias ?  quella di destra è il filtro passa basso ?

YES ... hai vinto una bella sventolata  da cm 15 x 15 a 12 Volt

[denis751]

Altra domanda Arnaldo ( visto che conosci bene gli LDMOS .....o di sicuro più di me...)
Faccio riferimento al link youtube sopra : si vede un test di un finale su base LDMOS dove l'uscita viene messa in corto ecc.
Se leggo il datasheet di un MRF1k50 vedo che sopporta disaddattamenti fino a 20 - 30 di ros ma tutti i vari costruttori di pallet e/o schede basate su questi dispositivi dichiarano che il massimo swr ammesso è 2. Anche i vari circuiti di protezione sono regolati per intervenire per valori superiori a 2.
Mi puoi spiegare il perchè?
Grazie
( scusate il momentaneo off topic )  ( Arnaldo spero che la domanda sia chiara )

[ik2nbu Arnaldo]

Anche alcuni transitor Motorola anni 80 resistono a 20 di ros, ma la domanda è: 

per quanto tempo resistino ? minuti o secondi ?

Esempio pratico dei casi + comuni:

Nel momento che trasmetti senza antenna o antenna sbagliata, oppure in corto quando ad esempio un condensatore del filtro passa basso cede e manda segnale RF diretto a massa, un relais di commutazione si impasta etc. , non sempre te ne accorgi all'istante se non hai gli occhi sullo strumento (watt/ros/amperaggio).

A questo punto il finale componente RF incomincia a scaldare di brutto, i trasformatori idem, e se il progetto non è adeguato come layout fisico, masse perfette e capacità parassite quasi a zero, oltre al problema di superamento della soglia di dissipazione termica, la probabilità di inneschi ed auto-oscillazioni è molto alta,è causata sia dal ritorno di potenza verso il componente che dalla mancata impedenza corretta. Nei Mosfet inoltre si manifesta effetto valanga, con un rapido aumento della corrente assorbita in pochi secondi, oltre soglia.

A questo punto sia LDMOS che un normale Transitor RF, che un Mosfet, si distruggono all'istante !

Non sò dirti quale sia la soglia in minuti o secondi, ci sono troppe variabili che dipendono non solo dal componente singolo, ma anche dal progetto complessivo del finale, e da come è stato realizzato. Quando superi i 100 watt, tanti piccoli dettagli nella costruzione, fanno una enorme differenza nell'affidabilità. Mi è capitato di trasmettere senza antenna per 10 secondi e non è successo nulla, altre volte appena schiacciato PTTT... la morte nera . I mosfet (non rf ) da 4 euro esplodono letteralmente, mentre gli LDMOS fanno semplicemente un debole rumore " TIC " e ti salutano , e possono saltare anche a freddo.

Quindi tutti i circuiti di protezione sono regolati che appena il ROS supera il 2, staccano alimentazione al finale,
e così previeni anche i danni collaterali ad elettrolitici sul percorso di alimentazione.

Una ulteriore protezione è avere un limitatore di corrente sull'alimentazione, molto utile su Mosfet ed LDMOS,
esempio se di targa puoi assorbire max 4A, a 4,2 A interviene e stacca tutto. Il limitatore di corrente ti protegge anche da una tensione di BIAS troppo alta sul gate ( mi è successo ahimè ) che distrugge LDMOS all'istante se invece che 2,5 volt sul gate gliene arrivano 12..

[ik2nbu Arnaldo]

Test Musicale in Onde Medie AM, prima dell'assemblaggio finale nel contenitore del TX.

NB:  1440 KHZ è ora impegnata da un'altra emittente Milanese/Comasca (?)
che continua a cambiare frequenza ..

https://www.youtube.com/watch?v=Pzxnlv0KaaA&feature=youtu.be

[ik2nbu Arnaldo]

Con il 2021, il cantiere degli LDMOS riapre

Ecco la versione singolo MRF101BN per le HF larga banda (unico schema con la controreazione fra drain e gate)

Fine settimana farò il collaudo sul generoso dissipatore, che ospiterà anche i filtri banda HF nello spazio linero a destra, se tutto va bene sarà il finalino HF di un nuovo progetto "Supermodulatore".. segreto   hi!

[cimabue]

quanto mi piace l'ordine e la pulizia della realizzazione di questi progetti

[ik2nbu Arnaldo]

Grazie, è solo un prototipo 

[ik2nbu Arnaldo]

Ecco le prime misure del singolo finale larga banda HF, sono fatte senza filtro passa basso, quindi togliete almeno un 10 / 15 % ai valori della tabella.  Con 1 watt in ingressso (carrier) si arriva a 90 watt di uscita in AM.

In SSB supera i 100 watt, mantenendo assorbimento a max 3A 48V, come al solito
bastano 100 mW di pilotaggio per ottenere dai 5 ai 10 watt di uscita, vedi tabella.

Il finalino è a dir poco entusiasmante  ed abbastanza lineare, perde qualcosa in banda 7 mhz,
andrebbe variato il valore della bonina L1 di controreazione, vi allego anche lo schema finale.

A breve il progettino sarà disponibile sul mio sito web, lo userò come finale nel nuovo modulatore 2021 che sto costruendo.
Non escludo una rev 2. dello stampato per non incrociare la linea bifilare sul toroide di uscita,
basta invertire uscita RF sopra ed alimentazione sotto nel PCB.

73 Arnaldo www.ik2nbu.com

[ik2nbu Arnaldo]

Dimenticavo, avevo il sospetto che adattamento impedenza fosse buono...

Ma quando ho fatto la misura non credevo ai miei occhi e pensavo di aver collegato al ponte riflettometrico un carico fittizzio... invece dell'amplificatore, ho quindi rifatto la misura 2 volte x sicurezza:

a) con la sola corrente di bias applicata al finale
b) con il finale operativo bias + alimentazione 48V

ed è' semplicemente piatta da o a 50 Mhz, inizia ad alzarsi sopra 1.5 ros verso gli 80 Mhz.
E' la prima volta che vedo un adattamento così perfetto sull'ingresso di un amplificatore HF ! 

73

[ik2nbu Arnaldo]

Oggi test MRF101 con i filtri applicati in uscita sulle 4 bande HF: 80/40/20/10

Il finale MRF101 singolo, larga banda si dimostra " filter sensitive ".

Le prestazioni migliorano infatti nettamente con il basso pilotaggio a 250mW, e le perdite sono in linea con le misure precedenti fatte sempre con pilotaggio di 1 watt, ma senza filtri montati.

Ho anche testato la SSB che compare nell'ultima colonna della tabella, ottima qualità audio senza distorsioni
con picco compreso fra 90 e 120 watt in banda laterale con 1 watt modulato di pilotaggio 

La risposta dei filtri ellittici si conferma + che buona, ho inoltre misurato lo spettro RF in uscita con 50 watt di potenza in banda 7 e 28 Mhz,  la prima armonica è sotto soglia di oltre -30 db.

Ora la costruzione del nuovo pilota/quadribanda... può avere inizio!

[ik2nbu Arnaldo]

Questa sera ho fatto il test " della Verità " , niente paura è quello della AM

Ho collegato il mio " Squalo" modulatore in AM ad alto livello che trovate in un altro post del forum:

https://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=74860.0

e l'ho usato come pilota per l'amplificatore MRF101 singolo larga banda HF.  Ho tenuto lo Squalo al minimo della potenza ed interposto un attenuatore variabile 0-10 db professionale per calibrare bene il carrier in AM

Obbiettivo Inviluppo 4 a 1 raggiunto !

Praticamente su tutte le 4 bande HF ottengo 10 watt di Carrier HF e 40 watt modulati 100% di picco AM

con inviluppo e dinamica da manuale dell'ampiezza modulata.

La compressione dell'inviluppo inizia a 20 watt di carrier con il picco AM che scende ( si fa per dire) a 60 watt,

con un rapporto quindi di 1 a 3, ma sempre di ottima qualità audio con il singolo MRF101 che ha questo punto

si conferma un MOSFET veramente superbo per un TX all mode !

73 Arnaldo www.ik2nbu.com

[ik2nbu Arnaldo]

Approfitto del recente collaudo del nuovo modulatore all mode 0-50 MHz
per pubblicare lo schema finale MRF101 nella versione QRP da 10-20 watt OUT

In colore rosso le modifiche fatte allo schema originale (da 100 watt 0-30 MHZ)

Ho aumentato il BIAS a 200 mA ( nei test sono arrivato sino a 500mA senza problemi)
cambiato il valore della capacità da 220 a 330 per curare un'oscillazione a 50 MHz,
ed ovviamente il toroide di uscita modificato in materiale 6 giallo per consentire al finalino
di coprire egregiamente anche la banda dei 6 metri in QRP.

Superando i 200 MW di pilotaggio si arriva tranquillamente a 40 watt RF,
nel funzionamento in QRP 10 watt resta praticamente tiepido (con il rame sotto).

Il video del collaudo lo trovate su Youtube.

73 Arnaldo ik2nbu