ポケットQRP CWトランシーバ160ｍ版終段テスト

VN-4002の派生版としてまず160ｍ版の終段を改めてテストしました。

ブレッドボード上にドライブ用の74HC00とファイナルのFET、E級ネットワークを構成するコンデンサ2つと共振コイル、RFCと1:4のインピーダンス変換トランスを配置します。

通常ファイナルはBS170の２パラを使いますが、160ｍと周波数の低い領域ではもう少し大型の電源用MOSFETが使えそうなので2つばかり秋月の販売リストから選んでみました。

上の写真左下にデバイスが見えますが、左から2SK2796L、2SK4033、おなじみのBS170です。

2SK2796Lの主なデータはVDSS 60V, ID 5A, RDS(ON) 0.16Ω, Ciss 180pF, Coss 90pF, td(ON)  9ns, tr 25ns, td(OFF) 35ns, tf 55nsといったところです。

Cissがかなり低く5V駆動が可能で高周波でも扱いやすそうで以前7MHzでテストしましたが、trが大きく7MHzという周波数に追従できず適用を外しました．しかし160ｍ、1.9MHzでは使えそうだったので候補に上げました。

もうひとつは2SK4033で非常に安価な石です。主なデータは、VDSS 60V, ID 5A, RDS(ON) 0.09Ω, Ciss 730pF, Coss 95pF, td(ON)  10ns, tr 20ns, td(OFF) 4ns, tf 35ns

こちらも５V駆動が可能ですがCissが結構高いです。ON抵抗やtfは2SK2796Lよりも低いです。Cissが高いデバイスをロジック3パラでどこまで駆動できるか興味のあるところです。（駆動インピーダンスをより下げる必要があるのかどうか含めて）

1.9MHzで計算したE級ネットワークを構成するパラメータにあわせた素子を組み込み、この2つのMOSFETでゲート電圧とドレイン電圧をオシロスコープで観察しました。

1.9MHzで観察　ゲート電圧の立ち上がりと立下りがCissの影響をうけています

1.8MHzで観察　共振周波数がずれてFETオンでリンギングがみられます

それでも出力波形は正弦波に近くなっています

FETのCissが180pFであっても駆動インピーダンスがそれほど低くないためか、電圧波形に影響を及ぼしています。ただ、この駆動法でも十分だと思われました。

で、次に2SK4033に差し替えて観察してみました。

1.9MHz　ゲート電圧は高いCissに影響をうけていますが駆動できています

1.8MHz　2SK2796Lと同様でした

最終的な出力波形も特に問題なさそうです

2SK2796L, 2SK4033ともに160ｍでのファイナルに使えそうです。Cissが700pF程度でもこの周波数帯であればロジックパラ接続で駆動が出来ることがわかりました。

本来であれば1.8MHzにもあわせるべきですが、効率は80％前後のためスプリアスにも大きな変化が見られないためこの条件でも良いかもしれません。

今回はより扱いやすそうな2SK2796Lで進めようと思います。

2200ｍにも適用できますが、20W程度の出力を想定しているので、ピークのドレイン電圧が高くなりデバイスの耐圧VDSS 60Vを超えてしまうことから、100V以上の耐圧を持つ素子を改めて探すこととします。（プッシュプルという手もあるのかな？）

おわり