[发明专利]用于耗尽型放大器的偏置电路

说明书

技术领域

本公开内容总体上涉及偏置电路，具体而言，涉及用于耗尽型放大器的偏置电路。

背景技术

如本领域已知的，使用耗尽型晶体管来放大输入射频信号的RF功率放大器通常使用固态“漏极”开关来打开和关闭DC供电。

漏极开关的替代方案是栅极开关，其中，将足够负的电压提供给功率放大器的晶体管栅极以将DC静态电流降低到零并且还在RF路径中提供足够的隔离。栅极开关方法的一个优点是使用RF放大器的系统在RF启用和关闭之间的切换时间更快。在发明人DeFalco于2003年7月29日发布的US 6,600,301B1中示出了一个这样的电路(图1)，该专利被转让给与本发明相同的受让人。尽管已经发现这种电路在许多应用中是有效的，但是在温度和电源变化很大的应用中，必须对其施加足够的关断状态电压，以建立适当的静态偏置，用于适当RF放大器操作，包括过程、温度和电源变化。

如本领域中同样已知的，诸如氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)和碳化硅(SiC)金属-半导体场效应晶体管(MESFET)之类的宽带隙晶体管由于其高电压摆幅、高击穿电压以及优异的导热性而是大射频(RF)功率器件。Si互补硅氧化物半导体(CMOS)技术提供了极大的复杂性和集成度水平。两种技术的异构集成可以实现高性能微波和毫米波系统的更多特性和能力。然而，宽带隙晶体管在数十(10s)到数百(100s)伏特范围内进行操作，亚微米Si CMOS电路的电源电压通常在2.5V以下。向高电压GaN晶体管提供低电压CMOS偏置控制电路是一个难题。之前，已经尝试用Si pMOS来控制GaN HEMT偏置，Si pMOS在高压电源下工作，如在Kazior,T.E.；Chelakara,R.；Hoke,W.；Bettencourt,J.；Palacios,T.；Lee,H.S.的标题为“High Performance Mixed Signal and RF Circuits Enabled by the Direct Monolithic Heterogeneous Integration of GaN HEMTs and Si CMOS on a Silicon Substrate”的论文(Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium(CSICS),2011IEEE DOI:10.1109/CSICS.2011.6062443,Page(s):1–4)中所述的在14伏下工作。

发明内容

根据本公开内容，提供了一种电路，包括：放大器，所述放大器包括：耗尽型晶体管，具有源电极，耦合到参考电位；漏电极，耦合到比参考电位更正的电位；和栅电极，用于耦合到输入信号。该电路包括偏置电路，所述偏置电路包括：电流源；以及偏压电路，耦合到所述电流源以及比所述参考电位更正的电位和比所述参考电位更负的电位之间。控制电路连接到电流源，用于控制由电流源产生的至偏压电路的电流量。

在一个实施例中，控制电路包括由控制信号馈送的开关，以选择性地将开关置于“接通状态”以使得来自电流源的电流能够流到偏压电路从而在晶体管的栅电极处产生偏置电压，或者将开关置于“关断状态”以电气地禁止从电流源到偏压电路的电流从而去除来自偏置电路的偏置电压去除电流源和在晶体管的栅电极处的偏置电压。

在一个实施例中，控制电路根据被馈送到控制电路的控制信号来改变从电流源流到偏压电路的电流量，以相应地改变晶体管的栅电极处的偏置电压。

在一个实施例中，控制信号将由电流源根据控制信号产生的电流从偏压电路转移。

因此，通过使用该电流转移过程而不是电流注入过程，控制电路能够以相对低的电压供应来实现，并且能够利用在小于2.5V下工作的亚微米Si CMOS来控制GaN偏置。

在附图和下面的描述中阐述了本公开内容的一个或多个实施例的细节。本公开内容的其它特征、目的和优点依据说明书和附图以及权利要求书将是显而易见的。

附图说明

图1是根据现有技术的电路；

图2是根据本公开内容的电路；

图3是根据本公开内容的替代实施例的电路；以及

图4示出了在图3的电路中使用的控制电路的实施方式。

在各个附图中相似的附图标记表示相似的元件。

具体实施方式