SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA
Order this document
by MRF151/D
The RF MOSFET Line
RF Power Field-Effect Transistor
N–Channel Enhancement–Mode MOSFET
Designed for broadband commercial and military applications at frequencies
to 175 MHz. The high power, high gain and broadband performance of this
device makes possible solid state transmitters for FM broadcast or TV channel
frequency bands.
•
Guaranteed Performance at 30 MHz, 50 V:
Output Power — 150 W
Gain — 18 dB (22 dB Typ)
Efficiency — 40%
•
Typical Performance at 175 MHz, 50 V:
Output Power — 150 W
Gain — 13 dB
•
Low Thermal Resistance
•
Ruggedness Tested at Rated Output Power
•
Nitride Passivated Die for Enhanced Reliability
D
MRF151
150 W, 50 V, 175 MHz
N–CHANNEL
BROADBAND
RF POWER MOSFET
G
CASE 211–11, STYLE 2
S
MAXIMUM RATINGS
Rating
Drain–Source Voltage
Drain–Gate Voltage
Gate–Source Voltage
Drain Current — Continuous
Total Device Dissipation @ T
C
= 25°C
Derate above 25°C
Storage Temperature Range
Operating Junction Temperature
Symbol
V
DSS
V
DGO
V
GS
I
D
P
D
T
stg
T
J
Value
125
125
±
40
16
300
1.71
– 65 to +150
200
Unit
Vdc
Vdc
Vdc
Adc
Watts
W/°C
°C
°C
THERMAL CHARACTERISTICS
Characteristic
Thermal Resistance, Junction to Case
Symbol
R
θJC
Max
0.6
Unit
°C/W
NOTE —
CAUTION
— MOS devices are susceptible to damage from electrostatic charge. Reasonable precautions in handling and
packaging MOS devices should be observed.
REV 9
1
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(T
C
= 25°C unless otherwise noted.)
Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
OFF CHARACTERISTICS
Drain–Source Breakdown Voltage (V
GS
= 0, I
D
= 100 mA)
Zero Gate Voltage Drain Current (V
DS
= 50 V, V
GS
= 0)
Gate–Body Leakage Current (V
GS
= 20 V, V
DS
= 0)
V
(BR)DSS
I
DSS
I
GSS
125
—
—
—
—
—
—
5.0
1.0
Vdc
mAdc
µAdc
ON CHARACTERISTICS
Gate Threshold Voltage (V
DS
= 10 V, I
D
= 100 mA)
Drain–Source On–Voltage (V
GS
= 10 V, I
D
= 10 A)
Forward Transconductance (V
DS
= 10 V, I
D
= 5.0 A)
V
GS(th)
V
DS(on)
g
fs
1.0
1.0
5.0
3.0
3.0
7.0
5.0
5.0
—
Vdc
Vdc
mhos
DYNAMIC CHARACTERISTICS
Input Capacitance (V
DS
= 50 V, V
GS
= 0, f = 1.0 MHz)
Output Capacitance (V
DS
= 50 V, V
GS
= 0, f = 1.0 MHz)
Reverse Transfer Capacitance (V
DS
= 50 V, V
GS
= 0, f = 1.0 MHz)
C
iss
C
oss
C
rss
—
—
—
350
220
15
—
—
—
pF
pF
pF
FUNCTIONAL TESTS
Common Source Amplifier Power Gain, f = 30; 30.001 MHz
(V
DD
= 50 V, P
out
= 150 W (PEP), I
DQ
= 250 mA) f = 175 MHz
Drain Efficiency
(V
DD
= 50 V, P
out
= 150 W (PEP), f = 30; 30.001 MHz,
I
D
(Max) = 3.75 A)
Intermodulation Distortion (1)
(V
DD
= 50 V, P
out
= 150 W (PEP), f = 30 MHz,
f2 = 30.001 MHz, I
DQ
= 250 mA)
Load Mismatch
(V
DD
= 50 V, P
out
= 150 W (PEP), f1 = 30; 30.001 MHz,
I
DQ
= 250 mA, VSWR 30:1 at all Phase Angles)
G
ps
η
18
—
40
22
13
45
—
—
—
dB
%
dB
IMD
(d3)
IMD
(d11)
ψ
No Degradation in Output Power
—
—
– 32
– 60
– 30
—
CLASS A PERFORMANCE
Intermodulation Distortion (1) and Power Gain
(V
DD
= 50 V, P
out
= 50 W (PEP), f1 = 30 MHz,
f2 = 30.001 MHz, I
DQ
= 3.0 A)
G
PS
IMD
(d3)
IMD
(d9 – 13)
—
—
—
23
– 50
– 75
—
—
—
dB
NOTE:
1. To MIL–STD–1311 Version A, Test Method 2204B, Two Tone, Reference Each Tone.
BIAS +
0 – 12 V –
+
C8
T2
C4
L2
C9
+
–
C10
–
RF
OUTPUT
L1
C5
C6
C7
50 V
R1
RF
INPUT
T1
C1
R3
C2
D.U.T.
R2
C3
C1 — 470 pF Dipped Mica
C2, C5, C6, C7, C8, C9 — 0.1
µF
Ceramic Chip or
Monolythic with Short Leads
C3 — 200 pF Unencapsulated Mica or Dipped Mica
with Short Leads
C4 — 15 pF Unencapsulated Mica or Dipped Mica
with Short Leads
C10 — 10
µF/100
V Electrolytic
L1 — VK200/4B Ferrite Choke or Equivalent, 3.0
µH
L2 — Ferrite Bead(s), 2.0
µH
R1, R2 — 51
Ω/1.0
W Carbon
R3 — 3.3
Ω/1.0
W Carbon (or 2.0 x 6.8
Ω/1/2
W in Parallel)
T1 — 9:1 Broadband Transformer
T2 — 1:9 Broadband Transformer
Board Material — 0.062″ Fiberglass (G10),
1 oz. Copper Clad, 2 Sides,
e
r
= 5
Figure 1. 30 MHz Test Circuit
REV 9
2
RFC2
+50 V
+
C10
BIAS
0 – 12 V
R1
C4
+
C5
R3
D.U.T.
L3
L2
L4
C11
C9
RF OUTPUT
C1
RF INPUT
L1
C6
C2
C3
R2
C7
C8
C1, C2, C8 — Arco 463 or equivalent
C3 — 25 pF, Unelco
C4 — 0.1
µF,
Ceramic
C5 — 1.0
µF,
15 WV Tantalum
C6 — 15 pF, Unelco J101
C7 — 25 pF, Unelco J101
C9 — Arco 262 or equivalent
C10 — 0.05
µF,
Ceramic
C11 — 15
µF,
60 WV Electrolytic
D1 — 1N5347 Zener Diode
L1 — 3/4″, #18 AWG into Hairpin
L2 — Printed Line, 0.200″ x 0.500″
L3 — 1″, #16 AWG into Hairpin
L4 — 2 Turns, #16 AWG, 5/16 ID
RFC1 — 5.6
µH,
Choke
RFC2 — VK200–4B
R1 — 150
Ω,
1.0 W Carbon
R2 — 10 kΩ, 1/2 W Carbon
R3 — 120
Ω,
1/2 W Carbon
Board Material — 0.062″ Fiberglass (G10),
1 oz. Copper Clad, 2 Sides,
ε
r
= 5.0
Figure 2. 175 MHz Test Circuit
TYPICAL CHARACTERISTICS
1000
500
C, CAPACITANCE (pF)
200
100
50
C
rss
20
0
C
iss
C
oss
VGS , DRAIN-SOURCE VOLTAGE (NORMALIZED)
1.04
1.03
1.02
1.01
1
0.99
0.98
0.97
0.96
0.95
0.94
0.93
0.92
0.91
0.9
– 25
1
D
= 5 A
4A
2A
1A
250 mA
100 mA
25
50
75
T
C
, CASE TEMPERATURE (°C)
0
10
20
30
40
V
DS
, DRAIN–SOURCE VOLTAGE (VOLTS)
50
0
100
Figure 3. Capacitance versus
Drain–Source Voltage
Figure 4. Gate–Source Voltage versus
Case Temperature
REV 9
3
TYPICAL CHARACTERISTICS
100
f T, UNITY GAIN FREQUENCY (MHz)
2000
V
DS
= 30 V
I D, DRAIN CURRENT (AMPS)
V
DS
= 15 V
10
1000
T
C
= 25°C
1
2
20
V
DS
, DRAIN–TO–SOURCE VOLTAGE (VOLTS)
200
0
0
2
4
8
12
6
10
14
I
D
, DRAIN CURRENT (AMPS)
16
18
20
Figure 5. DC Safe Operating Area
Figure 6. Common Source Unity Gain Frequency
versus Drain Current
30
Pout , OUTPUT POWER (WATTS)
300
200
100
0
300
200
100
10
30
f, FREQUENCY (MHz)
100
200
0
0
1
2
3
P
in
, INPUT POWER (WATTS)
V
DD
= 50 V
40 V
f = 30 MHz
I
DQ
= 250 mA
4
5
0
5
10
15
V
DD
= 50 V
f = 175 MHz
I
DQ
= 250 mA
20
25
25
GPS, POWER GAIN (dB)
20
15
V
DD
= 50 V
I
DQ
= 250 mA
P
out
= 150 W
2
5
10
5
Figure 7. Power Gain versus Frequency
Figure 8. Output Power versus Input Power
25
IMD, INTERMODULATION DISTORTION
d
3
35
45
55
V
DD
= 50 V, f = 30 MHz, TONE SEPARATION = 1 kHz
25
35
d
3
45
55
0
20
40
d
5
I
DQ
= 500 mA
180
200
d
5
I
DQ
= 250 mA
60
100 120 140 160
80
P
out
, OUTPUT POWER (WATTS PEP)
Figure 9. IMD versus P
out
REV 9
4
ÁÁÁÁÁ Á Á Á Á Á Á ÁÁÁÁÁ
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁ Á Á Á Á Á Á ÁÁÁ
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á Á Á Á
REV 9
5
f
MHz
240
230
220
210
200
190
180
170
160
150
140
130
120
100
110
90
80
70
60
50
40
30
0.970
0.971
0.969
0.967
0.967
0.964
0.962
0.960
0.957
0.954
0.950
0.946
0.942
0.936
0.932
0.925
0.918
0.912
0.902
0.895
0.886
0.877
|S
11
|
S
11
Table 1. Common Source S–Parameters (V
DS
= 50 V, I
D
= 2 A)
–180
–180
–179
–179
–178
–178
–177
–177
–177
–176
–176
–175
–175
–174
177
178
178
178
179
179
179
180
φ
Figure 10. Series Equivalent Impedance
7.5
10.10
|S
21
|
15
0.57
0.60
0.67
0.71
0.75
0.84
0.90
1.01
1.13
1.23
1.39
1.55
1.77
2.06
2.34
2.69
3.19
3.86
4.73
5.76
7.47
30
15
100
30
7.5
4
150
4
S
21
Z
in
2
100
150
Z
OL
*
2
f = 175 MHz
12
12
14
16
18
19
20
22
24
27
30
32
35
37
40
45
48
52
58
63
69
77
f = 175 MHz
φ
NOTE: Gate Shunted by 25 Ohms.
Z
OL
* = Conjugate of the optimum load impedance
Z
OL
* =
into which the device output operates at a
Z
OL
* =
given output power, voltage and frequency.
V
DD
= 50 V
I
DQ
= 250 mA
P
out
= 150 W
Z
o
= 10
Ω
0.037
0.038
0.035
0.032
0.030
0.028
0.026
0.024
0.023
0.021
0.019
0.017
0.015
0.014
0.013
0.010
0.009
0.009
0.008
0.009
0.008
0.011
|S
12
|
S
12
80
81
82
80
79
80
82
82
79
78
77
77
76
72
67
62
54
46
39
33
24
19
φ
0.950
0.950
0.949
0.937
0.922
0.929
0.931
0.904
0.909
0.884
0.874
0.875
0.865
0.850
0.808
0.802
0.784
0.764
0.756
0.715
0.707
0.911
|S
22
|
S
22
–180
–179
–178
–176
–177
–176
–175
–174
–172
–173
–175
–173
–171
–171
–172
–171
–171
–172
–169
179
179
180
φ
嵌入式系统
京公网安备 11010802033920号
Copyright © 2005-2026 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
电子工程世界
