Підсилювач потужності для нижніх КХ-діапазонів на дешевих MOSFET

    Під час роботи в ефірі на саморобному трансивері STEP-2, я зібрав статистику по рапортах від колег, що мій сигнал оцінюють 5,7-5,8 бала за S-шкалою. Це при роботі на територію України. Воно і не дивно, адже працюючи з вихідною потужністю 10 Вт далеко не розженешся.
    Автор ухвалив рішення підвищити вихідну потужність передавача. Хочеться спробувати два дизайни підсилювачів. А саме ламповий на ГУ-50 та транзисторний на MOSFET.

    Про транзисторний підсилювач піде мова у цій статті.

    Автора навчили в інституті, що перед тим, як створювати власний велосипед необхідно перевірити, чи не робив вже хтось щось подібне. І дійсно, натрапивши на форум одеських радіоаматорів я знайшов те, що хотів. Особливий інтерес цієї схеми в тому, що можна зібрати непоганий підсилювач для КХ, використовуючи дешеві поширені транзистори. IRLZ24N. На момент написання статті ціна одного такого -  34 грн.
    Варто відзначити, що якихось надхарактеристик від цієї схеми очікувати не варто. Адже використовуються транзистори, які не призначені для роботи на ВЧ. Але автору цікаво перевірити що можна отримати з таких дешевих комплектуючих. 
    Ось схема підсилювача, який там пропонують для повторення:

 Схемотехніка доволі класична. Китайці випускають багато наборів по схожій схемі.

Автором було внесено кілька доопрацювань у схему. В результаті схема дещо змінилась:

Що додано/змінено в порівнянні з оригіналом:

1. Струм зміщення тепер задається для кожного каналу окремо
2. Для формування напруги зміщення затворів використано джерело опорної напруги TL431
3. Додано термокомпенсацію напруги зміщення. Транзистор PNP, що підключається до X5. Монтується на радіаторі безпосередньо біля силових транзисторів.
4. Додано захист від переполюсування по-вхідному живленню.
5. Додано атенюатор -10дБ на РЧ-вході (R20-R21-R22)
6. Додано на плату запобіжник по лінії живлення.
7. Додано схему керування вентилятором.
   
   

Виготовлення трансформаторів:

TR2: 2 обмотки по 10 витків проводу МГТФ-0,2 на осерді BN43-202. Приклеєно до плати герметиком B-7000.

TR1: Мотається на осерді BN43-3312. Первинна обмотка виконана з двох мідних трубок діаметром ~4мм. З одного боку запаяних через шматок фольгованого текстоліту. Це буде середня точка первинної обмотки:

    З іншої - зроблено два окремих виводи. Це будуть початок і кінець первинної обмотки.

    Вторинна обмотка: 3 витка провода МГТФ-0,75(Нажаль товстіший не поміщається).

По трансформаторах - все.

Плата монтується згідно схеми і посадкових позначень. 

Вигляд зібраної плати:

Примітка: на фото плата, на якій не запаяно R20, R26, F1.

    Коли плата вже змонтована, можна перевірити двоканальним осцилографом роботу трансформатора TR2. 

На його виходах відносно GND мають бути два однакові, але протифазні сигнали:

  

    Наступний етап - підготовка радіатора. Для нього я використав заводський радіаторний профіль 92 х 26, куплений і порізаний у магазині. Власне під його розміри і проектувалась ця плата. Свердлимо отвори кріплення, та отвори для фланців транзисторів та нарізаємо в них різьбу М3

    Також не забуваємо про отвір для транзистора термокомпенсації:

Транзистор термокомпенсації я використав КТ818. Можна інший PNP-структури.

Налаштування:

    1) Поки плата вимкнена скручуємо повзунки R16 та R17 у положення MIN. Воно відмічене на платі.

    2) Подаємо живлення через амперметр та вмикаємо режим передачі. Для цього замикаємо контакти X3.

    3) Записуємо споживання плати. Наприклад 100 мА.

    4) Виставляємо струм спокою першого плеча 220 мА. Для цього крутимо R16 в сторону мітки MAX поки струм споживання плати не становитиме 220 + 100 = 320 мА.

    5) Виставляємо струм спокою другого плеча 220 мА. Для цього крутимо R17 в сторону мітки MAX поки струм споживання плати не становитиме 320 + 220 = 550 мА.

Важливо:

    У плати максимальне споживання по-живленню може становити 15..20A. Важливо подбати про надійний блок живлення, який забезпечить таку потужність.

    На вхід підсилювача не треба подавати сигнал амплітудою більше ніж 20В. Щоб не випалити транзистори. Щоб цьому запобігти на схему додано аттенюатор -10дБ по-входу. Та встановлено супресори на затвори транзисторів.

    Після цього правильно зібрана плата, має нормально працювати. Підключивши плату до свого саморобного трансивера STEP-2 з вихідною потужністю 9 Вт на цьому діапазоні мені вдалось отримати потужність 117 Вт на діапазоні 3,6 МГц. Тут також присутня потужність неосновних гармонік, оскільки не використовувався ФНЧ по-виходу. Але вона мізерна і я нею знехтував.

     КСХ, звісно, 2,09. Що означає близько 12% втрат на відбиття. але робота над узгодженням ще не була толком проведена.

    На цей момент триває робота над покращенням роботи цієї схеми на вищих КХ діапазонах. Оскільки має місце просадка підсилення з ростом частоти...
    UPD 10/06/2026: Підсилювач переїхав у корпус. Зараз проводяться тести на діапазоні 80м.

Кореспонденти відмічають приріст потужності +10дБ при ввімкненому підсилювачі.