[發明專利]一種用于控制耗盡型功率器件的時序保護電路

有效

• 申請號: 201711307429.5
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107947742B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 黃敬濱;劉耿燁;李躍星
• 申請（專利權）人: 湖南時變通訊科技有限公司
• 主分類號: H03F1/52
• 分類號: H03F1/52;H03K17/687
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發明公開了一種用于控制耗盡型功率器件的時序保護電路，包括：DAC、第一反相比例運算電路、第二反相比例運算電路、電壓比較器、使能信號輸出模塊和PMOS管控制電路；DAC包括第一電壓輸出端和第二電壓輸出端；第一反相比例運算電路第一端與第一電壓輸出端連接，第一反相比例運算電路第二端作為柵極電壓輸出端；第一反相比例運算電路第二端與電壓比較器的負輸入電壓端中間連接有第二反相比例運算電路；電壓比較器的正輸入電壓端與第二電壓輸出端連接；使能信號輸出模塊用于當電壓比較器輸出低電平時，向PMOS管控制電路輸出使能信號。解決了現有技術中反相比例運算電路損壞或柵極電壓不合適會導致耗盡型功率器件燒毀的技術問題。

技術領域

本發明涉及電子技術領域，尤其涉及一種用于控制耗盡型功率器件的時序保護電路。

背景技術

隨著4G通信標準的商用，對功率放大器的設計要求越來越苛刻。在功率放大器中，常常用到耗盡型功率器件，耗盡型功率器件一般是場效應管，有三個極，分別成為柵極(Gate),源極(Source),和漏極(drain)，本質上它屬于一種電壓控制電流型器件(柵極電壓控制漏極是否可以開啟)，耗盡型功率器件的開啟電壓為負電壓。常見的耗盡型功率器件有GaAs器件和GaN器件。

耗盡型功率器件在使用時，需要嚴格遵守先柵極后漏極的順序，否則有可能永久損壞，所以需要時序保護電路去控制耗盡型功率器件柵極和漏極的上電順序。

時序保護電路是指多個輸出引腳輸出有效信號時，按一定的先后順序輸出有效信號而不是同時輸出有效信號的電路。

現有的時序保護電路如圖1所示，利用計算機軟件向數字轉模擬轉換器(Analogto Digital Converter，ADC)輸入合適的控制指令，使DAC輸出一個合適的電壓(此電壓為正電壓)，然后此電壓一分為二形成兩路相同的電壓，一路通過一個反相比例運算電路后，作為柵極電壓提供給耗盡型功率器件的柵極。另一路通過反相電路產生控制信號1，控制或非門。而控制信號2由電流檢測芯片輸出，該輸出取決于被控器件的漏極電流的大小是否超過電流檢測芯片設置的安全值，在安全值范圍內時，控制信號2輸出低電平，否則輸出高電平。

這兩個控制信號共同控制一個或非門，產生一個使能信號，這個使能信號作為PMOS管控制電路的輸入，控制PMOS管的開關，當且僅當控制信號1和控制信號2均為高電平時，PMOS管才可以導通，耗盡型功率器件從電源儲獲得合適的漏極電壓。

然而，在圖1所示的時序保護電路中，如果反相比例運算電路損壞，則導致柵極電壓輸出異常，通常輸出的電壓值為0，無法向耗盡型功率器件提供一個負電壓，但是此時DAC輸出依然正常，后續電路也工作正常，控制信號1和控制信號2依然為低電平，使能信號為高電平，PMOS管依然處于導通狀態，這種情況下，耗盡型功率器件極容易因為柵極電壓異常而導致過流燒毀。

其次，耗盡型功率器件中的GaAs器件，柵極電壓可能在-0.6V左右，反相比例運算電路比例為1時，DAC輸出電壓很接近晶體管反向電路中晶體管的閾值電壓(比如0.7V)時，柵極電壓正常輸出，但是晶體管反相電路會出現異常，導致控制信號1無輸出，最終導致沒有辦法開啟PMOS管。

發明內容

本發明提供了一種用于控制耗盡型功率器件的時序保護電路，解決了現有技術中反相比例運算電路損壞或柵極電壓不合適會導致耗盡型功率器件燒毀的技術問題。

本發明提供了一種用于控制耗盡型功率器件的時序保護電路，包括：DAC、第一反相比例運算電路、第二反相比例運算電路、電壓比較器、使能信號輸出模塊和PMOS管控制電路；

所述DAC包括第一電壓輸出端和第二電壓輸出端；

所述第一反相比例運算電路第一端與所述第一電壓輸出端連接，所述第一反相比例運算電路第二端作為柵極電壓輸出端；

所述第一反相比例運算電路第二端與所述電壓比較器的負輸入電壓端中間連接有第二反相比例運算電路；