[發(fā)明專利]氮化鎵基增強耗盡型電平轉換電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710190382.2
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106992776B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設計）人: 馬曉華;張蓉;羅衛(wèi)軍;季子路
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

一種氮化鎵基增強耗盡型電平轉換電路，包括第一反相電路，第一輸出電路，第二反相電路，第二輸出電路，第三反相電路與第三輸出電路。第一反相電路實現電平反相，第一輸出電路將第一反相電路的輸出電壓實現下拉，第二反相電路將第一輸出電路的輸出電壓實現反相，第二輸出電路將第二反相電路的輸出電壓實現下拉，第三反相電路將第二輸出電路的輸出電壓實現反相，第三輸出電路將第三反相電路的輸出電電壓實現下拉。本發(fā)明改進了已有氮化鎵基增強型耗盡型電平轉換電路不能嚴格關斷及穩(wěn)定性差的缺點，從而達到實現工藝簡單，與其他氮化鎵基電路集成度高，減小干擾等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及電子技術領域，更進一步涉及半導體集成電路技術領域中的一種氮化鎵基增強耗盡型電平轉換性能改進的電路。本發(fā)明可用于實現氮化鎵基微波射頻集成電路的開關，控制射頻信號的開啟與關斷。

背景技術

氮化鎵材料具有高頻率、大功率、耐高溫等優(yōu)良性能，因此被廣泛應用于微波射頻電路中。隨著半導體技術的成熟，微波射頻領域趨向于將數字邏輯單元及微波射頻電路集成為單片微波集成電路，降低功耗的同時減小干擾。而氮化鎵基微波射頻電路多以工藝更成熟穩(wěn)定的常規(guī)耗盡型器件實現，氮化鎵基耗盡型器件基于材料特性，其閾值電壓為負值。而常見的Si基集成電路多為標準TTL輸出(高電平>2.4V，低電平<0.4V)，不能直接控制氮化鎵基微波射頻電路中開關的開啟與關斷。因此，現有多種結構的電平轉換電路來解決這一問題，但大部分是基于硅基的。

成都紫薇芯源科技有限公司在其申請的專利文獻“一種具有低功耗超寬的高速信號電平轉換電路”(申請公布號CN 106230432 A，申請?zhí)?01610767815.1，申請日期2016.8.30)中公開了一種具有低功耗超帶寬的高速信號電平轉換電路。該電路由七個MOS管，五個電容，四個電阻，偏置電流構成一種帶前饋電容和正向激勵電路的高速信號電平轉換器，可以實現高速信號電平從一個較低/較高的共模電壓電平轉換為一個較高/較低的共模電平電路。利用電容的在高頻下的低阻抗特性，可以將高速信號直接傳輸到發(fā)送端，提供一個有效的直流共模電壓。但是，該電路仍然存在的不足之處是，由于該電路由MOS管構成，而氮化鎵半導體材料由于P型摻雜較難實現，所以無法將電平轉化電路與氮化鎵基微波射頻電路實現同襯底單片集成。

中國科學院微電子研究所在其申請的專利文獻“數模混合多路獨立控制開關電路”申請公布號CN 101753121 A，申請?zhí)?00810238937.7，申請日期2008.12.05)中公開了一種數模混合多路獨立控制開關電路。該電路由用電器回路模塊、電平轉換模塊、開關控制模塊和正負5V的低壓穩(wěn)壓直流產生模塊構成。開關控制的輸出接到電平轉換模塊，經過電平轉換將高低電壓轉換為+5V和-5V的輸出電壓，控制后接用電器回路模塊中的逆導晶閘管的開啟與關斷。該電路雖可以通過實現模塊化，與氮化鎵基微波射頻電路通過鍵合金線連接，但是，該電路仍然存在的不足之處是，鍵合金線存在信號串擾問題，影響電路實現正常功能。

西安電子科技大學在其申請的專利文獻“氮化鎵基增強耗盡型電平轉換電路”(申請公布號CN 103117739A，申請?zhí)?01310055261.9，申請日期2013.01.31)中公開了一種利用氮化鎵基器件實現的電平轉換電路。該電路包含第一反相電路，第一輸出電路，第二反相電路，第二輸出電路。該電路可以有效地實現與后接氮化鎵基微波射頻電路的集成，直接與輸入TTL電平連接，實現電路的電平轉換功能。但是，該電路仍然存在的不足之處是：氮化鎵增強型器件目前的工藝穩(wěn)定技術不及耗盡型器件，該電路中最重要的部分是第一反相電路中的增強型高電子遷移率晶體管，由于性能不穩(wěn)定，會造成該電路存在不能嚴格關斷的情況，導致后接氮化鎵基微波射頻電路開關不能實現開啟與關斷。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對上述現有技術存在的問題，提出一種氮化鎵基增強耗盡型電平轉換性能改進電路，在實現與后接氮化鎵基微波射頻電路集成的同時，提高電路的可靠性，降低工藝難度。