An electrothermal BSIM3 model for large-signal operation of RF power LDMOS devices

Tomblad, O.; Blair, C.

doi:10.1109/mwsym.2002.1011766

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“…Terminating the transistor with the optimum fundamental and harmonic load impedances (as specified in Table I) to achieve maximum efficiency, an output power of 41.5 dBm and a PAE of 78% with a transducer gain of 16 dB was achieved. These measurements were compared to harmonic balance simulation results based on a compact model of the packaged device [49]. Good agreement between measurement results and time domain simulation was achieved.…”

Section: Active Harmonic Load Pull Measurement Setupmentioning

confidence: 95%

Highly efficient switched-mode transmitter using a current mode class-D RF amplifier

Schuberth

Singerl

Gadringer

et al. 2010

Int J RF and Microwave Comp Aid Eng

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This article presents a switched-mode transmitter architecture using a current mode class-D (CMCD) amplifier. To achieve high average efficiency for a modulated signal the envelope of the complex baseband signal is transformed into pulses such that the CMCD amplifier is operated either at its peak efficiency or completely switched off. The CMCD amplifier has been designed based on single-tone active harmonic load-pull measurements to achieve a power-added efficiency (PAE) of 61.5% with 25 W output power at 900 MHz using LDMOS FETs. Removing the losses of the demodulation filter and of the amplifier a 10% higher efficiency than in an ideal class-B amplifier can be obtained for burst-mode operation with a peak-to-average power ratio of 10 dB. V C 2010 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE 20: 446-457, 2010.

show abstract

Section: Active Harmonic Load Pull Measurement Setupmentioning

confidence: 95%

Highly efficient switched-mode transmitter using a current mode class-D RF amplifier

Schuberth

Singerl

Gadringer

et al. 2010

Int J RF and Microwave Comp Aid Eng

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show abstract

“…These measurements were compared to harmonic balance simulation results based on a compact model of the packaged device [12]. Good agreement between measurement results and time domain simulation was achieved.…”

Section: Active Harmonic Load Pull Measurement Setupmentioning

confidence: 95%

Design of a current mode class-D RF amplifier using load pull techniques

Schuberth

Singerl

Arthaber

et al. 2009

2009 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest

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This work presents the design of a current mode class-D (CMCD) amplifier using a measurement based approach. Because the CMCD amplifier is in fact a push-pull version of the inverted class-F amplifier the optimum load impedances for an inverted class-F single-ended operated LDMOS FETs have been determined using an active harmonic load-pull setup. The correct time domain waveforms for an inverted class-F amplifier were verified by measurements and simulations. Based on the harmonic load-pull measurements an experimental current mode class-D amplifier with 61.5% power-added efficiency (PAE) at 25 W output is demonstrated using LDMOS FETs at 900 MHz.

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“…Con esa información, el ingeniero diseñador de RF puede, por ejemplo, evitar polarizar el transistor en esas condiciones antes de la implementación del amplificador de potencia final, ahorrando tiempo y dinero en la industria de los transistores de microondas. Una de estas técnicas es el modelo térmico mostrado en [4], el cual utiliza una red con una resistencia térmica y un capacitor térmico en el drenador del transistor intrínseco. Este método permite modelar a dispositivos LDMOS de hasta 10 A de corriente de drenador.…”

Section: Introductionunclassified

Mejoras del proceso de diseño en la industria de transistores de microondas

Rafael-Valdivia

2019

Rev. Fac. Ing.

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Este artículo presenta una técnica para mejorar el proceso de diseño industrial de transistores de microondas, basado en un diseño de experimentos mejorado (DOE) y un modelado electrotérmico (MET) expandido. El diseño de experimentos DOE permitió centrar el diseño a través de variaciones en parámetros específicos, para evitar complejas simulaciones electromagnéticas de acoplamiento mutuo entre los cables dentro del mismo transistor, que generalmente en herramientas CAD convencionales presentan un elevado costo computacional. El modelo electrotérmico mejorado utilizando la técnica de voltajes efectivos posibilitó predecir no solo el autocalentamiento, sino también las impedancias apropiadas para la máxima potencia de salida y la máxima eficiencia del transistor. De esta manera fue posible elegir las condiciones de operación que garantizaran un reducido autocalentamiento, así como las mejores condiciones de potencia, eficiencia y linealidad. Las técnicas presentadas son útiles para la implementación de amplificadores de potencia en los futuros sistemas de comunicación inalámbricos, ya que deben trabajar con potencias elevadas que producen autocalentamiento y con señales de gran ancho de banda. La combinación de ambas técnicas permite la reducción de diseño y tiempo de producción en el ámbito industrial. El diseño de experimento mejorado posibilitó centrar el diseño del transistor para asegurar la obtención de los mejores desempeños del transistor. La caracterización térmica facilitó que el transistor de microondas, implementado en un circuito impreso de potencia, funcionara por debajo de la temperatura máxima permitida, lo que garantiza su vida útil y, en consecuencia, la confiabilidad del sistema de transmisión completo.

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An electrothermal BSIM3 model for large-signal operation of RF power LDMOS devices

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Highly efficient switched-mode transmitter using a current mode class-D RF amplifier

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