[實用新型]一種適用于GaN放大器的自動偏置電路

有效

• 申請號: 201720870232.1
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN206922722U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 蘭家彬;騰勇
• 申請（專利權）人: 成都玖信科技有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司11331
• 代理人: 涂鳳霞

技術領域

本實用新型涉及偏置電路，具體而言，涉及一種適用于GaN放大器的自動偏置電路。

背景技術

近年來，全球無線通信產業發展迅速，無論是軍事領域還是民用領域中的應用，都對射頻器件的要求越來越高，而一直作為主導的第一代半導體材料硅，在很長的時間里都起著及其重要的作用，但是隨著通信系統對器件的性能要求提高，硅基器件的性能已經不能滿足要求，就出現了以砷化鎵為代表的第二代半導體材料，并成為微波領域內產品的主要材料。

隨著科學的進一步研究和發展，砷化鎵器件在頻率和功率密度方面已經接近它的極限，近幾年，一類寬禁帶半導體成為研究的熱點，目前尤其以氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管為代表體現了器件的高功率密度、高工作頻率、低噪聲、高線性度和高效率等性能優勢。

但是，氮化鎵高電子遷移率晶體管的溝道夾斷電壓為負壓，所以如果氮化鎵高電子遷移率晶體管在柵極沒有加負壓的情況下對器件漏極加正壓，器件將在很短的時間內，因為通過大電流而燒毀，并且GaN HEMT器件需要很長的老化時間才能使其靜態電流穩定，并且隨著使用年限的增長，靜態電流所對應的溝道夾斷電壓會有變化。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種適用于GaN放大器的自動偏置電路，其能夠解決氮化鎵高電子遷移率晶體管在工作時因工作電流過大使靜態電流不穩定，導致氮化鎵高電子遷移率晶體管燒毀和溝道夾斷電壓變化的問題。

本實用新型的實施例是這樣實現的：

一種適用于GaN放大器的自動偏置電路，，自動偏置電路包括主放大電路、主偏置電路和偏置矯正電路，主放大電路包括GaN高電子遷移率晶體管，主偏置電路包括數字模擬轉換器，偏置矯正電路包括電流檢測器設置有預設值，GaN高電子遷移率晶體管的柵極與數字模擬轉換器的輸出端耦合，GaN高電子遷移率晶體管的漏極與電流檢測器的輸入端耦合；偏置矯正電路還包括開關單元，開關單元的輸出端與電流檢測器的輸入端耦合，開關單元用于實現GaN高電子遷移率晶體管的電平設置和放大器工作關斷。

在本實用新型較佳的實施例中，上述開關單元還包括使能引腳，多元控制器通過使能引腳控制開關單元啟動和關閉。

在本實用新型較佳的實施例中，上述偏置矯正電路還包括多元控制器，多元控制器的輸出端與電流檢測器的輸入端耦合，開關單元的輸入端與多元控制器的輸出端耦合，多元控制器用于實現整個偏置電路的信號監控以及主偏置電路的直流電供給。

在本實用新型較佳的實施例中，上述多元控制器通過DAC數據總線與數字模擬轉換器連接。

在本實用新型較佳的實施例中，上述電流檢測器的輸出端還與多元控制器的輸入端耦合，電流檢測模塊和多元控制器的耦合連接用于實現多元控制器讀取監控取樣電壓。

在本實用新型較佳的實施例中，上述主放大電路還包括第一隔直電容和第二隔直電容，第一隔直電容的輸出端與GaN高電子遷移率晶體管的柵極耦合，第二隔直電容的輸入端與GaN高電子遷移率晶體管的源極耦合，第一隔直電容和第二隔直電容用于實現信號輸入時與GaN晶體管的電流隔直通交。

在本實用新型較佳的實施例中，上述主偏置電路還包括第一扼流電感，第一扼流電感的輸入端與數字模擬轉換器的輸出端耦合，第一扼流電感的輸入端與GaN高電子遷移率晶體管的柵極耦合，第一扼流電感用于實現GaN高電子遷移率晶體管柵極的直流電饋入。

在本實用新型較佳的實施例中，上述主偏置電路還包括柵極驅動電路，柵極驅動電路的輸入端與數字模擬轉換器的輸出端耦合，柵極驅動電路用于增強柵極電路的驅動能力。

本實用新型實施例的有益效果是：本實用新型的自動偏置電路，其GaN高電子遷移率晶體管的漏極與電流檢測器的輸入端耦合，電流檢測器的輸入端與開關單元耦合，使GaN高電子遷移率晶體管上電可靠，并且通過電流檢測器和開關單元相配合，自動調整GaN高電子遷移率晶體管的靜態電流和電平，減少了放大器生產過程中的調試時間，提高生產效率，并且使靜態電流在產品每次上電后都處于預設值，提高了產品的長期可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例的整體結構圖；

圖2為本實用新型實施例的偏置矯正流程圖；