[發(fā)明專利]一種低漏電放大器偏置電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111464366.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN113890491B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬昊澤;李南;陸建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京燧銳科技有限公司
• 主分類號(hào): H03F1/02
• 分類號(hào): H03F1/02;H03F1/30;H03F3/16
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

一種低漏電放大器偏置電路，包括，共源極偏置電路和多個(gè)共柵極偏置電路，其中，所述共源極偏置電路，為放大器的共源極晶體管提供共源偏置電壓；所述共柵極偏置電路，為放大器的共柵晶體管提供偏置電壓；在放大器關(guān)斷狀態(tài)下，所述共源極偏置電路將所述共源偏置電壓拉低到地，所述共柵極偏置電路將所述偏置電壓拉低至關(guān)斷電壓；在放大器關(guān)斷開啟狀態(tài)下，所述共源極偏置電路將所述共源偏置電壓與地之間斷開，所述共柵極偏置電路將所述偏置電壓拉至開啟柵壓。本發(fā)明的低漏電放大器偏置電路，通過拉低放大器的共柵晶體管的柵極電壓，使共源晶體管的漏極電壓跟隨降低，從而最大限度的控制漏電流，降低放大器的靜態(tài)功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種放大器，特別是涉及一種放大器偏置電路。

背景技術(shù)

金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor, MOSFET）是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場效晶體管（field-effect transistor），包括，CMOS、SOI、GaN、BJT等。

MOSFET晶體管，當(dāng)漏端和源端都接地時(shí)，隨著柵端電壓VG增加，電子被柵的上的正電吸引，在漏和源之間形成一層耗盡層(depletion regin)，此時(shí)MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)；隨著柵極電壓提高，更多電子被吸引到柵氧化層表面，在漏源之間形成了一條導(dǎo)通的溝道，此時(shí)MOSFET處于開啟狀態(tài)，漏源之間產(chǎn)生電流。但是對(duì)于漏極電壓不為0時(shí)，即使VG=0，并不意味著MOSFET中沒有電流產(chǎn)生。由于漏極N區(qū)和襯底之間形成PN結(jié)，當(dāng)漏極有電壓時(shí)，PN結(jié)中仍存在反向飽和電流。

圖1為現(xiàn)有MOSFET晶體管射頻放大器電路原理圖，如圖1所示，現(xiàn)有MOSFET晶體管射頻放大器，其射頻放大部分由共源管M0，共柵管M1~Mn，輸入隔直電容C_IN，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，源級(jí)負(fù)反饋電路，輸出負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，輸出隔直電容C_OUT構(gòu)成，其中的輸入/輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和源級(jí)反饋電路是由電感、電容或電阻構(gòu)成的無源網(wǎng)絡(luò)。共源級(jí)偏置電路由Mx和M0形成電流鏡，Idc為電流源，Rg0和Cp0用于隔離電流源上的射頻信號(hào)。Mx的漏極與地之間有一個(gè)開關(guān)，當(dāng)放大器工作時(shí)，EN_N為LOW，開關(guān)關(guān)斷，電流鏡建立使M0進(jìn)入工作狀態(tài)；放大器關(guān)閉時(shí)，EN_N為HIGH，Mx漏極與地導(dǎo)通，M0的柵極被拉低使其關(guān)閉。Vg1~Vgn為共柵偏置電壓，經(jīng)過Rgn和Cpn隔離射頻信號(hào)，加到M1~Mn的柵極。

現(xiàn)有MOSFET晶體管射頻放大器，傳統(tǒng)的偏置方案能夠正確建立放大器的工作狀態(tài)，但當(dāng)放大器關(guān)閉時(shí)，偏置電路與共源管仍然形成了電流鏡，盡管有到地的開關(guān)，電流鏡管上仍有少量電流；同時(shí)由于共柵管的Vg較高，共源管的漏極電壓較高，共源管此時(shí)并沒有被完全關(guān)斷，仍然會(huì)產(chǎn)生比較大的漏電流。

圖2為現(xiàn)有MOSFET晶體管射頻放大器共源極偏置電路圖，如圖2所示，當(dāng)MOSFET柵端被拉低至地時(shí)，漏端如果仍存在電壓Vd，晶體管仍然存在漏級(jí)的反向飽和電流，即漏電流，該漏電流與Vd相關(guān)，趨勢如圖3所示，隨Vd增大，晶體管關(guān)斷時(shí)漏電流Id越大，使得MOSFET晶體管射頻放大器靜態(tài)功耗增加。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低漏電放大器偏置電路，通過拉低共柵晶體管的柵極電壓，使共源管的漏極電壓跟隨降低，從而最大限度的控制漏電流，降低放大器的靜態(tài)功耗。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的低漏電放大器偏置電路，包括，共源極偏置電路和多個(gè)共柵極偏置電路，其中，

所述共源極偏置電路，為放大器的共源極晶體管提供共源偏置電壓；

所述共柵極偏置電路，為放大器的共柵晶體管提供共柵偏置電壓；

在放大器關(guān)斷狀態(tài)下，所述共源極偏置電路將所述共源偏置電壓拉低到地，所述共柵極偏置電路將所述共柵偏置電壓拉低至關(guān)斷電壓；