[實用新型]GaN-HEMT功放管柵極漏極加電時序保護(hù)偏置電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720804521.1
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN207529257U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶濤
• 申請（專利權(quán)）人: 南京樸與誠電子科技有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李靜

本實用新型公開了一種GaN?HEMT功放管柵極漏極加電時序保護(hù)偏置電路，包括柵極漏極加電時序保護(hù)模塊、柵極正負(fù)壓轉(zhuǎn)換模塊、電壓調(diào)節(jié)模塊和電壓跟隨器；柵極正負(fù)壓轉(zhuǎn)換模塊通過負(fù)壓穩(wěn)壓芯片將輸入正電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)電壓，并通過RC電路進(jìn)行濾波；負(fù)壓穩(wěn)壓芯片的REG管腳為柵極提供提供TTL高電平信號，REG管腳的輸出信號通過NPN三極管、N溝道MOSFET和P溝道MOSFET對漏壓加電進(jìn)行控制；當(dāng)柵極電源負(fù)壓輸出不正常時，REG給出高電平，P溝道MOSFET關(guān)斷，漏極不上電；柵極電源負(fù)壓輸出正常時，REG管腳給出低電平，P溝道MOSFET導(dǎo)通，漏極上電。本實用新型具有技術(shù)簡單，結(jié)構(gòu)簡潔，易于單芯片集成和占用面積小的優(yōu)勢；顯著提高了相關(guān)應(yīng)用中微波、毫米放大器件的保護(hù)能力，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及加電時序保護(hù)偏置電路，尤其涉及一種GaN-HEMT功放管柵極漏極加電時序保護(hù)偏置電路。

背景技術(shù)

隨著數(shù)據(jù)通信、無線通信以及航空航天系統(tǒng)的快速發(fā)展,射頻功率放大器在相控陣?yán)走_(dá)、點對點無線通信和電子對抗系統(tǒng)等領(lǐng)域的重要性不斷提高。高功率、高效率、低成本和小型化的功率放大器成為目前的研究趨勢。

以GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料以寬禁帶、高電子遷移率、高擊穿電場、高熱導(dǎo)率、穩(wěn)定的化學(xué)性和強(qiáng)抗輻射能力等特點,逐漸取代GaAs等第二代半導(dǎo)體材料。由 GaN制成的高電子遷移率晶體管(GaNHEMT)功率器件，具有工作頻段高、功率密度高、耐高壓耐高溫等優(yōu)點，目前已經(jīng)成為研制固態(tài)功率放大器的理想器件。但由于GaN HEMT功放管購買價格較高，在大規(guī)模使用GaN HEMT功放管的過程中，電路設(shè)計或使用不當(dāng)易發(fā)生元器件損壞情況，使用柵極、漏極加電時序保護(hù)偏置電路模塊，可極大減小功放管損壞幾率。

實用新型內(nèi)容

實用新型目的：未解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的是提供一種用于保護(hù)元器件不受損壞的GaN-HEMT功放管柵極漏極加電時序保護(hù)偏置電路，使得在使用功率放大過程中柵極電壓(Vgs)短路、短路等非正常情況下，自動關(guān)斷漏極電壓(Vds)，保護(hù)元器件不受損壞。

技術(shù)方案：本實用新型所述的GaN-HEMT功放管柵極漏極加電時序保護(hù)偏置電路，包括柵極漏極加電時序保護(hù)模塊、柵極正負(fù)壓轉(zhuǎn)換模塊、用于調(diào)節(jié)柵極正負(fù)壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)模塊以及用于給功放管提供穩(wěn)定柵壓的電壓跟隨器；所述柵極正負(fù)壓轉(zhuǎn)換模塊通過一負(fù)壓穩(wěn)壓芯片將柵極漏極加電時序保護(hù)模塊的輸入正電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)電壓，并通過RC電路進(jìn)行濾波；所述負(fù)壓穩(wěn)壓芯片的REG管腳為柵極提供信號，該REG管腳的輸出信號通過一NPN三極管、一N溝道MOSFET和一P溝道 MOSFET對漏壓加電進(jìn)行控制；當(dāng)柵極電源負(fù)壓輸出不正常時，REG給出高電平，P溝道MOSFET關(guān)斷，漏極不上電；柵極電源負(fù)壓輸出正常時，REG管腳給出低電平，P溝道MOSFET導(dǎo)通，漏極上電。

優(yōu)選的，所述負(fù)壓穩(wěn)壓芯片采用LTC1261CS8-4；所述電壓調(diào)節(jié)模塊采用運放LM7321MF；所述P溝道MOSFET采用IRFR5305，其導(dǎo)通電阻為0.060-0.070Ω；所述N溝道MOSFET為TN2404K；所述NPN三極管為MBT3904。

所述電壓調(diào)節(jié)模塊使用貼片電位器和分壓電阻對柵極正負(fù)壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中，分壓電阻R8和R10對電壓進(jìn)行粗調(diào)，貼片電位器R13對電壓進(jìn)行細(xì)調(diào)。

所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括一用于進(jìn)行負(fù)壓輸出指示的發(fā)光二極管D1。

工作原理：本實用新型通過負(fù)壓穩(wěn)壓芯片產(chǎn)生一個穩(wěn)定負(fù)電，并通過分壓電路，分壓至所需柵極電壓，再利用運放構(gòu)成射隨器，最終提供給功放管；同時通過穩(wěn)壓芯片 REG管腳給出柵極加入高低電平信號，輸出信號通過NPN三極管、N溝道、P溝道對漏壓加電進(jìn)行控制，最終達(dá)到柵極電源負(fù)壓輸出不正常時，主動關(guān)斷功放管漏極電壓，得以保護(hù)GaN HEMT功放管的目的。

有益效果