[实用新型]氮化镓高电子迁移率电子晶体管GaN HEMT偏置电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及氮化镓高电子迁移率电子晶体管GaNHEMT偏置电路。

背景技术

近年来，全球无线通信产业发展迅速，根据Cisco预测，2013-2018年移动数据吞吐量年增长率均超过60％。到2018年，移动数据吞吐量将达到16Exabytes/月。传统的硅基器件的性能已经不能满足要求，无线通信设备必须采用GaNHEMT(氮化镓高电子迁移率电子晶体管，GaNHighElectronTobilityTransistor)才能支持巨大的数据吞吐要求。

虽然GaNHEMT具有高功率密度功能、高工作频率、低噪声、高效、高线性度等优势。但是，GaNHEMT的使用仍要满足一些条件，以及会具有一些缺点。

首先，GaNHEMT的夹断电压为负电压，上、掉电必须满足如下时序要求，否则GaNHEMT将被大电流烧毁，从而导致使用GaNHEMT的无线通信设备失效。

上电时序：

1)栅压控制在夹断电压以下；

2)进行漏压偏置；

3)漏压稳定后，调整栅压至需要的栅压值。

掉电时序：

1)调节栅压至夹断电压以下；

2)断开漏压，直至漏压为零；

3)断开栅压。

其次，GaNHEMT的栅极是肖特基接触，随着输入功率或温度的变化，栅极电流会发生大小、正负极性的变化，从而影响栅压的稳定。

最后，GaNHEMT与LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)等其他功率放大管一样，夹断电压会随着温度变化，从而导致静态工作点漂移。

实用新型内容

基于此，有必要针对GaNHEMT的上、掉电不能自动实现的问题，提供一种氮化镓高电子迁移率电子晶体管GaNHEMT偏置电路。

本实用新型的技术方案包括：

一种氮化镓高电子迁移率电子晶体管GaNHEMT偏置电路，包括：第一接地电容组、第一变压器、第二变压器、漏压开关和栅压产生与控制电路，其中，所述第一接地电容组、所述第一变压器的输入端、所述漏压开关的第一输入端与外部电压输入端连接，所述第二变压器的输入端、所述栅压产生与控制电路的第一输入端与所述第一变压器的输出端连接，所述第二变压器的输出端与所述栅压产生与控制电路的第二输入端连接，所述漏压开关的输出端与GaNHEMT的漏极、所述栅压产生与控制电路的第三输入端连接，所述漏压开关的第二输入端与所述栅压产生与控制电路的第一输出端连接，所述栅压产生与控制电路的第二输出端、所述栅压产生与控制电路的第四输入端与GaNHEMT的栅极连接。

上述GaNHEMT偏置电路，接收外部输入电压，经过第一接地电容组后，一路经第一变压器和第二变压器变压连接到栅压产生与控制电路的第一输入端和第二输入端，使其满足栅压产生与控制电路的工作要求的正电压和负电压，另一路经漏压开关到达GaNHEMT的漏极，漏压开关的第二输入端与栅压产生与控制电路的第一输出端连接，栅压产生与控制电路的第二输出端、第四输入端与GaNHEMT的栅极连接，通过本技术方案，第一电容组提供掉电时的电压，第一变压器、第二变压器提供栅压产生与控制电路所需要的工作电压，通过栅压产生与控制电路使其满足GaNHEMT上、掉电时序要求，实现了GaNHEMT电路的自动上、掉电功能，避免了GaNHEMT被大电流烧毁，进而保障了使用GaNHEMT的无线通信设备正常工作。

附图说明

图1为本实用新型GaNHEMT偏置电路第一实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型GaNHEMT偏置电路第二实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型GaNHEMT偏置电路第三实施方式的实测上电时序图；

图4为本实用新型GaNHEMT偏置电路第四实施方式的实测掉电时序图；

图5为本实用新型GaNHEMT偏置电路第五实施方式的栅压随输入功率变化图；

图6为本实用新型GaNHEMT偏置电路第六实施方式的栅压随基板温度变化图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

为简化描述，在下述各实施例的说明中，是将氮化镓高电子迁移率电子晶体管称之为GaNHEMT、将氮化镓高电子迁移率电子晶体管偏置电路称之为GaNHEMT偏置电路进行说明。

图1为本实用新型GaNHEMT偏置电路第一实施方式的结构示意图。