Freescale MRF255

Отличный выбор! Freescale MRF255 — это классический и очень популярный полевой транзистор с вертикальной структурой (MOSFET), специально разработанный для мощных УВЧ (UHF) усилителей в профессиональной и любительской радиосвязи.

Описание

MRF255 — это N-канальный MOSFET, выполненный по технологии LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor), хотя в его время она часто называлась просто MOS. Ключевые особенности, сделавшие его легендой:

• Назначение: Предназначен для построения выходных каскадов линейных и нелинейных усилителей мощности в диапазоне частот 400-512 МГц (основная область применения) и до 1000 МГц.
• Корпус: Выполнен в надежном металлокерамическом корпусе SOT-115B (SD-40). Этот корпус имеет фланец для крепления на радиатор и 4 вывода (исток, исток, затвор, сток). Два вывода истока соединены с корпусом (фланцем) для лучшего теплоотвода и уменьшения паразитной индуктивности.
• Применение: Широко использовался в базовых станциях, ретрансляторах, профессиональных радиостанциях (например, в известных усилителях для диапазона 430-450 Мгц), а также в любительских конструкциях (например, для усиления сигналов в диапазоне 70 см - 430-440 МГц).
• Статус: На данный момент модель снята с производства (Obsolete) компанией Freescale (ныне часть NXP Semiconductors). Однако она остается востребованной у радиолюбителей и в ремонте старой аппаратуры благодаря своей надежности и хорошим характеристикам.

Технические характеристики (ТТХ)

Приведены типовые/максимальные значения при T_к = 25°C, если не указано иное.

• Структура: N-Channel MOSFET (LDMOS)
• Рабочая частота (f_op): 400 - 512 МГц (оптимально), до 1000 МГц.
• Выходная мощность (P_out): 50 Вт (минимальная гарантированная) в линейном режиме (класс AB) на частоте 512 МГц.
• Коэффициент усиления по мощности (G_p): ≥ 10 дБ (типично 12-13 дБ) на частоте 512 МГц при P_out = 50 Вт.
• КПД (Drain Efficiency - η_D): ≥ 45% (типично 50-55%) на частоте 512 МГц.
• Напряжение питания (сток-исток, V_DS): 28 В (номинальное, типичное для профессиональной аппаратуры). Максимальное: 36 В.
• Напряжение отсечки (пороговое, V_GS(th)): 2.0 - 4.0 В.
• Ток стока (I_D):
  • Постоянный ток: 8.0 А (макс.)
  • Импульсный ток (при 10% скважности): 20 А (макс.)
• Рассеиваемая мощность (P_tot): 187 Вт (при температуре корпуса T_c = 25°C). Важно: Мощность снижается линейно с ростом температуры.
• Тепловое сопротивление (переход-корпус, R_θJC): 0.67 °C/Вт.
• Входная/выходная емкость: C_iss ~ 130 пФ, C_oss ~ 60 пФ.
• Сопротивление канала в открытом состоянии (R_DS(on)): ~0.25 Ом (типовое).

Парт-номера и Совместимые / Аналогичные модели

Поскольку MRF255 снят с производства, важно знать его прямые аналоги и модели, которые можно использовать для замены.

1. Прямые аналоги и парт-номера от других производителей:

Эти транзисторы имеют схожие или идентичные характеристики и часто являются прямыми drop-in заменами (требуется проверка по datasheet и возможно небольшая подстройка цепи согласования).

• BLF177 (Philips/NXP) — очень близкий аналог, один из самых популярных для замены.
• BLF178 (Philips/NXP) — схожая модель, также широко используется.
• BLF245 (Philips/NXP) — более мощный аналог (около 80 Вт), но часто используется в схожих схемах.
• BLF147 (Philips/NXP)
• BLF548 (Philips/NXP)
• PTV0915-50 (Peregrine Semiconductor, теперь часть pSemi) — современный аналог.
• SD2942 (STMicroelectronics) — также популярная замена, но требует проверки цоколевки.
• 2SC2879 (Toshiba) — Внимание! Это биполярный транзистор, а не MOSFET. Он использовался для схожих задач, но схемы включения, смещение и управление кардинально отличаются. Прямая замена невозможна без полного перепроектирования каскада.

2. Современные аналоги от NXP (прямые наследники):

NXP рекомендует заменять устаревшие MRF-серии на современные линейки LDMOS транзисторов, которые имеют лучшую линейность, КПД и надежность. Они могут требовать изменения схемы согласования.

• MRF1K50H (50 Вт, 30 В) — один из ближайших современных наследников по мощности.
• MRF6V4300H (300 Вт, 32 В) — значительно мощнее, но показывает направление развития линейки.
• Для поиска точной замены лучше использовать селектор параметров на сайте NXP, задав нужную частоту, выходную мощность и напряжение.

3. Совместимые модели в аппаратуре:

MRF255 часто использовался параллельно или в push-pull схемах для получения большей мощности:

• Два MRF255 могли использоваться для получения 100-120 Вт.
• Выходные каскады на 4 транзистора (2 пары в push-pull) давали 200-250 Вт.
• Часто сочетался с драйверными каскадами на MRF237 (аналоги: BLF174, BLF175) или MRF134 (для более низких частот).

Важные замечания для замены и использования:

1. LDMOS — статически чувствительные элементы! Требуют строгого соблюдения мер защиты от статического электричества (ESD) при пайке и монтаже.
2. Схема смещения: Для работы LDMOS транзистора требуется отрицательное напряжение смещения на затворе (обычно в районе -2...-5 В) в состоянии покоя. Это критически важно.
3. Теплоотвод: Из-за высокой рассеиваемой мощности обязателен массивный радиатор с термопастой. Корпус (фланец) находится под потенциалом истока (обычно "земля"), что упрощает крепление.
4. Согласующие цепи: Входные и выходные LC-цепи критичны для достижения заявленной мощности, КПД и устойчивости. При замене на аналог часто требуется подстройка (подбор номиналов катушек и конденсаторов).

Где искать информацию: Всегда сверяйтесь с официальными datasheet от производителя (Freescale/NXP для оригинала, NXP/ST/Ampleon для аналогов).