本实用新型专利技术公开了一种GaN功率管数字栅极偏置电路，包括电源芯片U1，DAC芯片U2，三个场效应晶体管U3、U4、U7，漏极MOS管U5，运算放大器U6，单刀双掷开关U8以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12；电源芯片U1、场效应晶体管U3、场效应晶体管U4、漏极MOS管U5和电阻R1、R2、R3、R4、R5构成漏极延时电路。本实用新型专利技术的有益效果是：可实现给GaN功率管栅极提供负压偏置，并保证栅压先上电2毫秒后漏压才能接通，保护GaN功率管不会因为栅压过高而烧毁，同时能够实现功率管的开关。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及移动通信领域，更具体说，它涉及一种GaN功率管数字栅极偏置电路。
技术介绍
在无线通信系统中，射频功率放大器是整个无线信号传输的关键器件，它的作用是将直流电源提供的功率转化为射频功率传输出去。功放模块的效率和带宽是衡量功率放大器性能的最重要的参数之一。当前随着通信技术的发展，用于移动通信信号带宽越来越宽，这就要求功率管的频段不断向高频发展。GaNHEMT器件因为其截止频率高，效率高，带宽宽越来越受到人们的重视。但是和LDMOS不同，GaNHEMT需要负栅压偏置，如果在未上栅压或者栅压为0而漏压正常的情况下，哪怕1ms的时间也足够让GaN功率管烧毁。随着数字技术的发展，功率管通过数字方式实现栅压控制已经成为主流。本技术的内容是使用数字方式设置栅压并能通过数字方式控制功放打开和关断，同时通过硬件电路实现GaN功率管的上电时序，保证只有在栅压已经提供的情况下，漏压延时至少2ms才能加到GaN功率管漏极，从而保护功率管。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，而提供一种GaN功率管数字栅极偏置电路。本技术的目的是通过以下技术方案实现的。这种GaN功率管数字栅极偏置电路，包括：电源芯片U1，DAC芯片U2，三个场效应晶体管U3、U4、U7，漏极MOS管U5，运算放大器U6，单刀双掷开关U8以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12；其中，电源芯片U1、DAC芯片U2、运算放大器U6、场效应晶体管U7、单刀双掷开关U8和电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12构成栅极供电电路，其中DAC芯片U2、场效应晶体管U7、单刀双掷开关U8和电阻R7、R8、R9、R10构成栅极开关电路；电源芯片U1、场效应晶体管U3、场效应晶体管U4、漏极MOS管U5和电阻R1、R2、R3、R4、R5构成漏极延时电路。漏极偏置电路中，通过电阻R1与场效应晶体管U3栅极相连，场效应晶体管U3源极接地，场效应晶体管U3漏极通过上拉电阻R2连接+5V，同时场效应晶体管U3漏极通过电阻R3与场效应晶体管U4栅极相连，场效应晶体管U4源级接地，场效应晶体管U4通过电阻R4、R5连接到48V，漏极MOS管U5源级接48V，漏极MOS管U5漏极输出接VDD，漏极MOS管U5栅极连接电阻R4、R5共用端；栅极供电电路中，电源芯片U1输入接+5V，输出为-4V，电源芯片U1同时提供功能脚电阻R6一端与电源芯片U1输出-4V相连，另外一端接运算放大器U6同相输入端，同时栅极开关电路的输出端也接到运算放大器U6同相输入端构成加法器，运算放大器U6反相输入端与电阻R11、R12相连提供放大电路，电源芯片U1输出端给功率管提供负压栅极偏置Vgs；栅极开关电路中，DAC芯片U2接收到数字信号输出模拟信号Vgs_DA给电阻R7,电阻R7另外一端接单刀双掷开关U8的A端口，输出D端口接电阻R10，电阻R10另外一端接运算放大器U6的同相输入端，单刀双掷开关U8另外一个输入端B端口接电源芯片U1输出的-4V,端口接U1的输出端功放开关信号Vgs_on接电阻R9，R9另外一端接场效应晶体管U7栅极，场效应晶体管U7源级接地，漏极通过上拉电阻R8与+5V相连；场效应晶体管U7漏极接单刀双掷开关U8芯片的IN端用于控制单刀双掷开关U8开关。本技术的有益效果是：可实现给GaN功率管栅极提供负压偏置，并保证栅压先上电2毫秒后漏压才能接通，保护GaN功率管不会因为栅压过高而烧毁，同时能够实现功率管的开关。附图说明图1是本技术的GaN功率管数字栅极偏置电路。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步描述。本技术所述的这种GaN功率管数字栅极偏置电路,包括包括：电源芯片U1，DAC芯片U2，三个场效应晶体管U3、U4、U7，漏极MOS管U5，运算放大器U6，单刀双掷开关U8以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12。其中，电源芯片U1、DAC芯片U2、运算放大器U6、场效应晶体管U7、单刀双掷开关U8和电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12构成栅极供电电路，其中DAC芯片U2、场效应晶体管U7、单刀双掷开关U8和电阻R7、R8、R9、R10构成栅极开关电路；电源芯片U1、场效应晶体管U3、场效应晶体管U4、漏极MOS管U5和电阻R1、R2、R3、R4、R5构成漏极延时电路。其中，漏极偏置电路中，通过电阻R1与场效应晶体管U3栅极相连，场效应晶体管U3源极接地，场效应晶体管U3漏极通过上拉电阻R2连接+5V，同时场效应晶体管U3漏极通过电阻R3与场效应晶体管U4栅极相连，场效应晶体管U4源级接地，场效应晶体管U4通过电阻R4、R5连接到48V，漏极MOS管U5源级接48V，漏极MOS管U5漏极输出接VDD，漏极MOS管U5栅极连接电阻R4、R5共用端；栅极供电电路中，电源芯片U1输入接+5V，输出为-4V，电源芯片U1同时提供功能脚电阻R6一端与电源芯片U1输出-4V相连，另外一端接运算放大器U6同相输入端，同时栅极开关电路的输出端也接到运算放大器U6同相输入端构成加法器，运算放大器U6反相输入端与电阻R11、R12相连提供放大电路，电源芯片U1输出端给功率管提供负压栅极偏置Vgs；栅极开关电路中，DAC芯片U2接收到数字信号输出模拟信号Vgs_DA给电阻R7,电阻R7另外一端接单刀双掷开关U8的A端口，输出D端口接电阻R10，电阻R10另外一端接运算放大器U6的同相输入端，单刀双掷开关U8另外一个输入端B端口接电源芯片U1输出的-4V,端口接U1的输出端功放开关信号Vgs_on接电阻R9，R9另外一端接场效应晶体管U7栅极，场效应晶体管U7源级接地，漏极通过上拉电阻R8与+5V相连。场效应晶体管U7漏极接单刀双掷开关U8芯片的IN端用于控制单刀双掷开关U8开关。(1)48V上电瞬间，漏极MOS管U5截止，VDD＝0；电源芯片U1未启动，Vgs＝0,功率管处于未上电状态。(2)+5V上电后,此时电源芯片U1输入+5V，输出-4V从0开始逐渐降低到-4V。在-4V输出电压从0V下降到-3.8V时，输出高电平5V。在输出-3.8V时,电源芯片U1导通，VGS已经产生负的电压。但是此时DAC芯片U2导通，场效应晶体管U4截止，漏极MOS管U5截止。VDD＝0，此时栅压已经开始正常供负电压，此时为5V栅极开关电路全部关断。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种GaN功率管数字栅极偏置电路，其特征在于：包括：电源芯片U1，DAC芯片U2，三个场效应晶体管U3、U4、U7，漏极MOS管U5，运算放大器U6，单刀双掷开关U8以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12；其中，电源芯片U1、DAC芯片U2、运算放大器U6、场效应晶体管U7、单刀双掷开关U8和电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12构成栅极供电电路，其中DAC芯片U2、场效应晶体管U7、单刀双掷开关U8和电阻R7、R8、R9、R10构成栅极开关电路；电源芯片U1、场效应晶体管U3、场效应晶体管U4、漏极MOS管U5和电阻R1、R2、R3、R4、R5构成漏极延时电路。
【技术特征摘要】
1.一种GaN功率管数字栅极偏置电路，其特征在于：包括：电源芯片U1，DAC芯片
U2，三个场效应晶体管U3、U4、U7，漏极MOS管U5，运算放大器U6，单刀双掷开关U8
以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12；其中，电源芯片U1、
DAC芯片U2、运算放大器U6、场效应晶体管U7、单刀双掷开关U8和电阻R6、R7、R8、
R9、R10、R11、R12构成栅极供电电路，其中DAC芯片U2、场效应晶体管U7、单刀双掷
开关U8和电阻R7、R8、R9、R10构成栅极开关电路；电源芯片U1、场效应晶体管U3、场
效应晶体管U4、漏极MOS管U5和电阻R1、R2、R3、R4、R5构成漏极延时电路。
2.根据权利要求1所述的GaN功率管数字栅极偏置电路，其特征在于：漏极偏置电路
中，通过电阻R1与场效应晶体管U3栅极相连，场效应晶体管U3源极接地，场效应晶体
管U3漏极通过上拉电阻R2连接+5V，同时场效应晶体管U3漏极通过电阻R3与场效应晶体管
U4栅极相连，场效应晶体管U4源级接地，场效应晶体管U4通过电阻R4、R5连接到4...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩持宗，吴志坚，
申请(专利权)人：三维通信股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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