行動裝置的甚高頻(VHF)和超高頻(UHF)收發機設計，必須同時考量設備的使用方式及其運行時有時須面對的環境，使得裝置能承受雙重考驗。例如，一個警員在偏遠地區，坐在一輛巡邏車，巡邏車由於電池電量過低而無法啟動，而室外溫度是攝氏零下1.11度，這位警員唯一希望就是利用無線電，因此無線電製造商必須確保裝置能在上述及許多危及生命的情況下正常運行。
目前已有半導體業者的射頻解決方案可專為公共安全無線電應用量身定製，即使在最極端的惡劣工作條件下也能運作。新一代解決方案提供的耐用性和穩定性水準，是橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)在過去的應用中所無法達到的效能。
高整合度電源系統添臂力 車用無線電運作更穩定
汽車直流電源系統通常被理所當然地認為是穩定的電壓和電流源。然而，車載公共安全無線電則受半規管電力系統的不穩定控制，其電源電壓受多種因素的影響，範圍從最低10VDC到最高17VDC不等。在前面所描述的情境中，警員打開車頭燈，電壓會急劇下降，如果能夠以某種方式啟動汽車，電壓將上升至更高水準，並且為電池充電。此外，大多數無線電還採用了電源監控電路，以期在電源電壓下降時仍保持射頻輸出功率，並且提高從驅動到終端放大器的射頻功率，從而導致過度驅動，使放大器及其射頻功率電晶體負載過重。新的Airfast裝置整合了保持裝置本身穩定性所需的大多數電路，從而能在更廣泛的應用情況下實現更簡化的設計並保持穩定性。
Airfast裝置的設計不僅須抵禦可能有害的環境條件，還要提供額定效能並保持穩定。
這些新的Airfast裝置中有四個裝置在額定12.5VDC汽車電源下工作，所有裝置都整合靜電放電(ESD)保護，可提高組裝過程中的抗雜散電壓能力，並確保在C類模式操作時具有更好的效能。其中，AFT09MS007N專為手持無線應用而設計，其額定工作電壓為7.5伏特(V)；AFT09MS031採用飛思卡爾(Freescale)雙引腳超模壓塑膠封裝TO-270-2和TO-270-2鷗翼封裝。AFT05MP075採用四引腳TO-270 WB-4和TO-270-WB-4鷗翼塑膠封裝。
事實上，專為公共安全無線電裝置而設計的放大器通常採用離散射頻裝置或放大器模組。射頻功率放大器模組已非常普及，因為至少從表面看，它們是即插即用的解決方案。雖然這些放大器模組提供放大器和匹配電路，但它們的設計和組裝仍然需要其他元件，如發送/接收開關和諧波濾波器等。
為了實現其快速設計優勢，它們犧牲了一些效能，例如通常效率在25?40%之間。相比之下，Airfast裝置的效率通常為65%或更高，這不僅高於上述模組，也比競爭的離散LDMOS裝置更高，將有助於開發人員設計無線電系統。
Airfast裝置使離散射頻功率電晶體的啟用過程更加經濟便捷，只需少量的外部電感器和電容器便可裝配出放大器。此外，半導體業者還提供了詳細的參考設計，其優勢是一個放大器只需與模組相同的占位面積和不到一半的成本(包括組裝所需的外部元件和時間)便可提供更高的效能。
兼具低功耗與高可靠度 LDMOS裝置後市看俏
開發人員透過新一代解決方案，可設計出支援從HF到L頻帶、具備高輸出功率，且可承受六十五比一的阻抗失配的射頻功率電晶體，而只需要30M～512MHz之間的單級匹配。
飛思卡爾推出兩款新的50VDC LDMOS FET就是為實現這些指標，使之能用於各種應用，包括高頻發射機、新興的「白色空間」收發機、航空電子系統和雷達。
新裝置包括25瓦(W)功耗的單級MRFE6VS25N(採用飛思卡爾雙接腳TO-270-2超模壓塑膠封裝)和雙裝置100W MRFE6VP100(採用供螺栓式和飛線焊接兩個版本的氣腔陶瓷封裝)。這兩者都能夠在非常惡劣的條件下，即在1.8M?2GHz的頻帶上運行。新的寬頻LDMOS FET通過了測試，可滿足上述要求或更多要求。測試內容包括在超出額定工作電壓20%、兩倍額定射頻輸入功率及六十五比一的電壓駐波比(VSWR)的條件下運行。
多年來LDMOS裝置一直提供30M～512MHz的頻率範圍，尤其是在軍事衛星通訊終端中，這在防禦系統中是一個非常可取的特性。即使無線電系統在沒有天線或連接的天線被濫用，超高耐用性可確保裝置在上述情況下仍然能夠正常運行。像這樣的情況並不少見，因此無線電必須能夠抵禦惡劣環境，保證無故障作業。
MRFE6VS25N和MRFE6VP100H在512MHz單頻率下，輸出功率為100W，增益為25dB，效率為72%。在此頻率下的脈衝應用中，該裝置提供100W的峰值功率輸出、200奈秒(ns)脈衝、20%的負載週期、26dB的增益和72%的效率。在1.3GHz下，MRFE6VP100H提供150W的峰值功率、15dB增益和55%的效率。
導入低熱阻封裝技術 RF功率元件散熱效率加倍
在考量每款裝置是否適用於特定應用時，裝置處在所需頻率和頻寬時的效能決定了其適用性。類似的考量也適用於MRFE6VS25N。不出意料，MRFE6VS25N和MRFE6VP100H這兩個新裝置都需要外部匹配，才能提供所需的靈活性水準，使設計人員可在一定的頻寬範圍內實現最高的射頻輸出功率。有關每個裝置的更多的詳細規格與資訊請參考表1，耐用性規格則參考表2。
MRFE6VS25N和MRFE6VP100H受益於低熱阻封裝技術，使裝置無需大量的散熱片或其他冷卻開銷便可實現散熱。因此，裝置包裝可使兩個裝置的運行不產生溫度相關的問題。MRFE6VS25N和MRFE6VP100H還包含了與Airfast裝置一樣的內部穩定網路，確保其在廣泛的工作環境下保持穩定，無需外部元件。
(本文作者任職於飛思卡爾)