[发明专利]高速栅极脉冲调制电路及射频功率放大器

说明书

本发明公开了一种具有负电上电时序保护功能的高速栅极脉冲调制电路及射频功率放大器，该电路包括：电压转换电路、脉冲开关电路、电压比较电路、漏极供电电路；电压转换电路的输出端与脉冲开关电路的输入端连接，脉冲开关电路的输出端与电压比较电路的输入端连接，电压比较电路的输出端与漏极供电电路的输入端连接。在通信系统中射频功率放大器是不可或缺的关键部件，尤其是在雷达领域，对其的控制与上电保护是应用射频功率放大器的关键。本发明在负电上电之前或者负电过高的情况下，漏极始终保持断开，避免了氮化镓晶体管烧坏的风险，可靠性高，并且实现了高速脉冲调制，具有频率高、占空比小的优点，进一步提升了调制的精度与速率。

技术领域

本发明涉及栅极脉冲调制电路领域，具体涉及一种具有负电上电时序保护功能的高速栅极脉冲调制电路及射频功率放大器。

背景技术

氮化镓功率放大器(由氮化镓晶体管构成的放大器)作为最新的性能优越的高功率放大器，具有尺寸小、功率高、禁带宽度大、导热率高、工作温度高、导通电阻小、较高的载流子迁移率的优点，是高集成、高功率、小型化的功率放大器芯片发展趋势所向，但由于其漏极工作电压高、栅极工作电压为负电压，且栅极电压越大导通程度越大，当栅极电压在0V的时候，氮化镓晶体管处于导通的状态，且导通电阻很小，若此时漏极处于工作状态，氮化镓功率放大器便会被烧毁。因此正确的加电时序对于控制氮化镓功率放大器的调制尤为重要，且氮化镓功率放大器的调制速率是影响信号传输速率的重要因素，因此高速调制电路的研究具有重要的意义。

传统采用MOS(金属氧化物半导体)管进行漏极调制的方法，由于氮化镓功率放大器漏极存在较大的寄生电容，在漏极导通/关断的切换过程中会产生较长时间的放电延时，影响调制速率的同时也存在损坏氮化镓功率放大器的隐患。

发明内容

本发明是为了克服现有的氮化镓功率放大器漏极调制的缺陷，提出了一种具有负电上电时序保护功能的高速栅极脉冲调制电路及射频功率放大器。本发明可以大幅降低氮化镓功率放大器被烧毁的风险，在不增加额外功耗的情况下大幅提升调制的速率。

本发明采用以下技术方案来实现本发明的目的：

一种具有负电上电时序保护功能的高速栅极脉冲调制电路，包括：电压转换电路、脉冲开关电路、电压比较电路、漏极供电电路；所述电压转换电路的输入端与第一电源连接，所述电压转换电路的输出端与所述脉冲开关电路的输入端连接，所述脉冲开关电路的输出端与所述电压比较电路的输入端连接，所述电压比较电路的输出端与所述漏极供电电路的输入端连接。

所述脉冲开关电路的输出端和漏极供电电路的输出端用于与氮化镓晶体管连接。

而本发明的具有负电上电时序保护功能的高速栅极脉冲调制电路采用电压比较电路与漏极供电电路保证上电过程中氮化镓功率放大器的栅压早于漏压生成，且栅压不大于一定的负压值，可以有效降低损坏氮化镓功率放大器的风险；并且由于栅极的寄生电容比漏极小，利用脉冲开关电路可以大幅提升调制速率。

所述的电压转换电路包括：第一电容C1、第二电容C2、电压转换器U1，第一电阻R1、第二电阻R2；

所述的第一电容C1一端接所述第一电源，另一端接地；

所述的电压转换器U1的输入端接所述第一电源，所述的电压转换器U1的输出端与所述第二电容C2连接；

所述的第二电容C2一端接所述电压转换器U1的输出端，另一端接地；

所述的第一电阻R1和第二电阻R2串联后的一端接入所述电压转换器U1的输出端，另一端接地。

所述的脉冲开关电路包括：第一增强型PMOS(positive channel Metal OxideSemiconductor)管P1、第一增强型NMOS(Negative channel Metal Oxide Semiconductor)管N1；