射频功率电路的热管理本质上包括从电路元件和敏感区域去除多余的热量，以保证在所有操作条件下的最佳性能并避免电路退化或故障。

 

在大多数电子元件和电路中，在较低工作温度下工作的可能性可以提高系统的性能和可靠性。通常，采用基于导热材料和热通路之间适当组合的解决方案。

 

射频电路天生就有产生大量热量的趋势，尤其是在涉及的频率很高微波的情况下。即使热管理是与所使用的所有组件相关的一个方面，正确的热管理方法也应从 PCB 开始。

 

印刷电路板

 

PCB 材料的选择是射频功率电路热管理的关键因素。理想的 PCB 应该能够散发电路内部或外部组件产生的热量，而不会造成过多的功率损耗。用于射频应用的 PCB 由介电材料和导电金属组成，能够以最小的损耗和失真传输高频信号。

 

随着温度的升高，PCB趋于膨胀，然后在温度降低时再次收缩。因此，必须选择热膨胀系数 (CTE) 非常相似的材料，以减少可能的热应力现象。PCB 上镀通孔 (PTH) 的应用允许从有源到金属接地层的有效热传递，穿过多层介电材料。材料的热导率，以瓦特每米每开氏度 表示，也非常重要。

 

具有高导热性的 PCB 允许电路承受更高水平的功率和热量。在高频射频电路中，实现严格的温度控制非常重要，因为 PCB 的相对介电常数会随温度而变化。

 

WBG材料

 

宽带隙材料，例如GaN和SiC，允许制造具有高功率密度的器件，能够在高频率和高温下以最小的功率损耗工作。基于 GaN 的晶体管和功率放大器 正在成为能够替代雷达系统和卫星通信系统中的行波管的主要固态技术。

 

最近引入的金属化合成金刚石等材料简化了这些组件的热管理。例如，铝金刚石金属基复合材料具有极高的热导率，一般是500 W/mK 或更高，可以有效地从高频电路中的GaN和其他高功率半导体中散热。

 

商业设备

 

传统的热管理解决方案对在航空航天、电信和国防领域开发应用程序的设计人员提出了重要挑战，这些领域必须在尺寸、性能和可靠性之间找到正确的折衷方案。

 

化学气相沉积金刚石散热器可以帮助设计人员实现更低的工作温度，从而简化整体热管理解决方案。