[發明專利]一種高速高驅動能力的電源調制電路

在審

• 申請號: 202110284652.2
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113114133A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 吳昌勇;周麗;揭海;余雷;王安勞;曾超;劉曉亞
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 曹洋苛

本發明公開了一種高速高驅動能力的電源調制電路，包括N個導通穩壓模塊、一個關斷穩壓模塊、第一電壓選擇模塊、第二電壓選擇模塊，所述第一電壓選擇模塊為N路選一電壓選擇模塊，所述第二電壓選擇模塊為二路選一電壓選擇模塊，導通穩壓模塊用以將輸入的電壓進行穩壓輸出至第一電壓選擇模塊的輸入端，關斷穩壓模塊用以將輸入的電壓進行穩壓輸出至第二電壓選擇模塊的輸入端，第一電壓選擇模塊的輸出端與第二電壓選擇模塊的輸入端電相連，第二電壓選擇模塊的輸出端與氮化鎵功率放大器的柵電極相連，N＞0且N為正整數。本發明解決了氮化鎵功率放大器現有電源調制技術存在的電路結構復雜、驅動能力不足、響應速度慢等問題。

技術領域

本發明涉及電源調制技術領域，具體是一種針對氮化鎵功率放大器的高速高驅動能力的電源調制電路。

背景技術

功率放大器是微波電路中的重要組成部分，其電源調制電路分為漏極調制和柵電極調制兩種電路形式。漏極調制電路由MOS晶體管驅動器和MOS晶體管管兩部分組成，MOS晶體管驅動器輸出調制脈沖信號，控制MOS晶體管柵源電壓，使得MOS晶體管漏源兩極在導通和關斷狀態切換，實現功率放大器漏極正電壓調制。漏極調制受MOS晶體管結電容、MOS晶體管導通電阻、功率放大器漏極偏置電容、功率放大器漏極導通電阻等參數影響，電源調制速度偏慢。柵電極調制控制柵源電壓Vgs使功率放大器正常工作和關斷。因功率放大器柵電極電流、偏置電容較小，故充放電時間快，因而具備更快的調制速度。在氮化鎵功率放大器中，由于功率放大器對于柵電極電壓敏感，因此調制電路需確保柵壓在導通和關斷時都具有低紋波特性，使其穩定工作。同時，針對氮化鎵功率放大器的柵電極電源調制電路也面臨柵電極電流驅動能力不足和電路寄生參數偏大導致的柵壓拉偏、慢速問題。

中國專利CN104796098A公開了一種功率器件漏極調制電路，它采用氮化鎵PMOS管柵電極驅動電路及PMOS管實現功率放大器充電，同時NMOS管柵電極驅動電路及NMOS管實現功率放大器放電。由于功率放大器漏極儲能電容、PMOS管和NMOS管結電容、結電阻存在，在高壓、大電流調制時存在大功率放電問題，導致下降沿存在拖尾，雖然因NMOS的加入會明顯改善，但是調制速度仍舊較慢，一般在200ns～500ns。

中國專利CN108874011B公開了一種LDMOS固態功率放大器的柵電極調制電路，它采用一只正壓穩壓器、同相反向緩沖器、開啟電路、關斷電路以及若干阻容器件，實現對LDMOS管功率放大器的正向柵電極調制。該電路元器件眾多，結構復雜且僅適用于LDMOS功率放大器。

中國專利CN208890772U公開了一種用于氮化鎵功率管柵電極脈沖的調制電路，它采用一只單刀雙擲模擬開關、一只穩壓穩壓二極管、與非門電路、電阻分壓網絡實現輸出柵電極脈沖調制信號。由于該電路的工作柵電極電壓由電阻分壓網絡提供，電阻值限制了其后的功率放大器柵電極電流驅動能力。隨著功率放大器輸出功率增大，其柵電極電流會從幾毫安增大到近百毫安，此時該電路柵電壓將被拉偏，調制速度變慢，且放大器靜態工作點和射頻性能將明顯改變，故該電路對大柵流功率放大器不適用。

針對大柵流氮化鎵功率放大器應用，發明了一種基于負壓線性穩壓器和雙路模擬開關的高速高驅動能力柵電極電源調制電路，包括2只負壓線性穩壓器、1只雙路模擬開關、4只濾波電容、2只導通固定電阻和2只導通可調電阻。應用該電路，可以對大柵流氮化鎵功率放大器進行高速柵電極電源調制，電路中穩壓器輸出的柵電極電壓可以根據不同功率放大器的工作點進行任意配置，電路具備通用性，驅動能力強。與漏極電源調制方法相比，調制速度改善量超100ns。

現有技術存在電路結構復雜，驅動能力不足，響應速度慢等問題。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供了一種高速高驅動能力的電源調制電路，解決了氮化鎵功率放大器現有電源調制技術存在的電路結構復雜、驅動能力不足、響應速度慢等問題。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：