[實(shí)用新型]GaN功率管的脈沖驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520185795.8
• 申請日: 2015-03-30
• 公開（公告）號: CN204681331U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李加取;元金皓;洪秀珍;劉未;陳昌杰;魏毅鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市振華微電子有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H03K17/78
• 代理公司: 深圳市弘拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44320
• 代理人: 彭年才

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種GaN功率管的驅(qū)動(dòng)電路，尤其是指一種GaN功率管的脈沖驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)

GaN具有寬帶隙、原子鍵強(qiáng)、熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性好和抗輻照能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在高頻微波器件領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。與GaAs功率管相比，GaN功率管可以在更高的溫度條件下運(yùn)行，在電壓更高的條件下工作。現(xiàn)有的脈沖驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且內(nèi)部無負(fù)電壓使能控制電路和負(fù)壓轉(zhuǎn)換電路，因此與GaN功率管相適應(yīng)的新型脈沖驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種GaN功率管的脈沖驅(qū)動(dòng)電路，從而能更高效、精準(zhǔn)地控制GaN功率管的工作狀態(tài)，且電路結(jié)構(gòu)簡單，體積小。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種GaN功率管的脈沖驅(qū)動(dòng)電路，其包括：

用于對前級脈沖信號進(jìn)行處理后輸出具有預(yù)定帶載能力的脈沖信號至GaN功率管的漏極以控制GaN功率管的輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)子電路；以及

用于將外部輸入的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為符合要求且具有帶載能力的負(fù)電壓并輸出至GaN功率管的柵極以控制GaN功率管柵極的負(fù)壓轉(zhuǎn)換子電路。

進(jìn)一步地，所述脈沖驅(qū)動(dòng)子電路包括第一MOS管Q1、J型場效應(yīng)管Q4、穩(wěn)壓管D2、第一三極管Q2、第二三極管Q3和第二MOS管Q5，其中，第一MOS管Q1為邏輯電平開通，其柵極外接TTL脈沖信號源，源極接地，漏極分別連接至J型場效應(yīng)管Q4的柵極、第一三極管Q2的基極、第二三極管Q3的基極以及穩(wěn)壓管D2的正極；所述J型場效應(yīng)管Q4構(gòu)成二端恒流器件，其源極連接至第一三極管的基極，漏極連接第一三極管Q2的集電極和第二MOS管Q5的源極；所述穩(wěn)壓管D2的負(fù)極接第一三極管Q2的集電極；所述第一三極管Q2的發(fā)射極接第二三極管Q3的發(fā)射極和第二MOS管Q5的柵極；所述第二三極管Q3的集電極接地；所述第二MOS管Q5的源極還連接VCC端，而漏極接輸出端且還通過二極管D3接地；

當(dāng)TTL脈沖信號源輸入高電平脈沖信號時(shí)，第一MOS管Q1導(dǎo)通，第一三極管Q2截止，第二三極管Q3導(dǎo)通，第二MOS管Q5導(dǎo)通；而當(dāng)TTL脈沖信號源輸入的脈沖信號為低電平時(shí)，第一MOS管Q1截止，第一三極管Q2導(dǎo)通，第二三極管Q3截止，第二MOS管Q5關(guān)斷。

進(jìn)一步地，所述第一MOS管的柵極還與TTL脈沖信號源之間還串聯(lián)有第一電阻R1以及與第一電阻R1并聯(lián)的第一二極管D1，所述第一二極管D1的正極接第一MOS管Q1的柵極而負(fù)極接TTL脈沖信號源。

進(jìn)一步地，所述脈沖驅(qū)動(dòng)子電路還包括負(fù)電壓使能控制模塊，所述負(fù)電壓使能控制模塊包括內(nèi)部設(shè)有發(fā)光二極管和光敏三極管的光耦U1，所述光耦U1內(nèi)部的光敏三極管的發(fā)射極接地而集電極通過第二電阻R2連接第一MOS管的源極，所述光耦U1內(nèi)部的發(fā)光二極管的正極通過第三電阻R3接地而負(fù)極外接負(fù)壓源，當(dāng)電路中輸入負(fù)電壓時(shí)，光耦U1內(nèi)部的發(fā)光二極管工作，光敏三極管導(dǎo)通，第二MOS管Q5導(dǎo)通而輸出脈沖信號；當(dāng)電路中無負(fù)電壓時(shí)，光耦U1內(nèi)部的發(fā)光二極管不工作，光敏三極管截止，此時(shí)第一三極管Q2導(dǎo)通，第二三極管Q3截止，第二MOS管Q5關(guān)斷而無脈沖信號輸出。

進(jìn)一步地，所述負(fù)壓轉(zhuǎn)換子電路主要由低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2及其外圍電路構(gòu)成，低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2的輸入端外接負(fù)壓源；所述外圍電路主要包括調(diào)節(jié)電阻Rset、限流電阻R4、輸入濾波電容C1、旁路電容C2和輸出濾波電容C3，其中，所述調(diào)節(jié)電阻Rset和旁路電容C2并聯(lián)后一端接地，另一端接至低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2的SET端，所述限流電阻R4一端接低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2的ILIM端，另一端接低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2的SHDN端和輸入端以及輸入濾波電容C1的一端，而輸入濾波電容C1的另一端接低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2的IMON端并接地，所述輸出濾波電容C3一端接地，另一端接低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2的輸出端，低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2的電流檢測端還連接低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器U2的輸入端。

本實(shí)用新型實(shí)施例有益效果是：本實(shí)用新型通過負(fù)壓轉(zhuǎn)換子電路將輸入的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為符合要求且具有帶載能力的負(fù)電壓輸出，而脈沖驅(qū)動(dòng)電路通過對前級脈沖信號進(jìn)行處理，進(jìn)而可控制作為后級MOS管的第二MOS管的開通和關(guān)斷，使其輸出具有預(yù)定帶載能力的脈沖信號，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)負(fù)電壓使能控制，而且上升和下降時(shí)間短，電路簡單，整體體積小而易于電路設(shè)計(jì)、制造和裝配。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型GaN功率管的脈沖驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式