[发明专利]在可变电抗电路中使用BJT开关的阻抗匹配网络

权利要求书

1.一种开关电路，包括：

双极结型晶体管，包括：

连接到所述双极结型晶体管的集电极的集电极端子，所述集电极端子被配置成传递集电极电流，所述集电极电流具有第一幅度的交变电流分量；

连接到所述双极结型晶体管的基极的基极端子，所述基极端子被配置成传递基极电流，所述基极电流具有第二幅度的交变电流分量；

连接到所述双极结型晶体管的发射极的发射极端子，所述发射极端子被配置成传递发射极电流，所述发射极电流具有第三幅度的交变电流分量；

基极-集电极结；以及

基极-发射极结；以及

偏置电路，所述偏置电路：

通过对所述基极-发射极结进行正向偏置，来建立所述双极结型晶体管的导通状态，其中所述第二幅度大于所述第三幅度；并且

通过对所述基极-发射极结和所述基极-集电极结进行反向偏置，来建立所述双极结型晶体管的关断状态。

2.根据权利要求1所述的开关电路，其中所述开关电路串联连接到电抗元件，所述电抗元件连接到第一端子，其中所述开关电路有选择地将所述电抗元件耦合到第二端子，从而改变所述第一端子和所述第二端子之间的电抗。

3.根据权利要求2所述的开关电路，其中所述双极结型晶体管的所述基极端子连接到所述第二端子。

4.根据权利要求2所述的开关电路，其中所述基极端子和所述第二端子之间的电容器在所述双极结型晶体管处于导通状态中时传导所述集电极电流的超过一半的所述交流分量。

5.根据权利要求1所述的开关电路，其中所述双极结型晶体管是n-p-n双极结型晶体管。

6.根据权利要求1所述的开关电路，其中所述双极结型晶体管是p-n-p双极结型晶体管。

7.根据权利要求1所述的开关电路，其中在所述基极被短接到所述发射极时，所述双极结型晶体管的集电极-基极击穿电压大于1000V。

8.根据权利要求1所述的开关电路，其中所述第二幅度大于所述基极电流的直流分量的幅值。

9.根据权利要求1所述的开关电路，其中所述集电极电流、所述基极电流和所述发射极电流的直流分量的幅值小于所述第一幅度的20%。

10.根据权利要求1所述的开关电路，其中所述双极结型晶体管是多个这种双极结型晶体管中的一个，每个双极结型晶体管都被配置成有选择地通过多个电抗元件中的一个电抗元件将交变电流的一部分分流到所述第二端子，并且其中第一组多个电抗元件具有相同的电抗，给予或具有百分之二十的部件容限。

11.根据权利要求10所述的开关电路，其中所述第一组多个电抗元件至少为三十个。

12.根据权利要求10所述的开关电路，其中所述第一组多个电抗元件是电容性的。

13.根据权利要求1所述的开关电路，其中所述第三幅度小于所述第一幅度的10%。

14.根据权利要求1所述的开关电路，其中所述双极结型晶体管是绝缘栅双极型晶体管的一部分，并且所述集电极电流主要从所述集电极端子传递至所述发射极端子。

15.一种阻抗匹配设备，包括：

至少一个可变电抗元件，所述可变电抗元件包括：

第一端子；

第二端子；

连接到所述第一端子的至少一个电抗元件；

至少一个开关电路，其被配置成有选择地将所述至少一个电抗元件连接到所述第二端子，从而改变所述第一端子和所述第二端子之间的电抗，所述至少一个开关电路包括：

双极结型晶体管，所述双极结型晶体管具有：

导通状态，其中基极-发射极结被正向偏置，并且通过所述双极结型晶体管的基极端子的第一电流的AC分量大于通过所述双极结型晶体管的发射极端子的第二电流的AC分量；以及

关断状态，其中所述基极-发射极结被反向偏置，并且基极-集电极结被反向偏置；以及

固定阻抗匹配部分，所述固定阻抗匹配部分与所述至少一个可变电抗元件级联并且被配置成与等离子体负载级联，并且包括一个或多个旁路元件和一个或多个串联元件，所述一个或多个旁路元件和所述一个或多个串联元件在梯形网络中。