[实用新型]一种GaN微波功率放大器用漏极调制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种GaN微波功率放大器用漏极调制电路。

背景技术

脉冲调制功率放大器已经大量应用于雷达及其它很多通信系统中。微波脉冲功率放大器的工作时，输入信号一般采用射频调制信号，同时对功放直接调制，即通过外部TTL信号控制功率放大器内部功率管工作状态和非工作状态。结合射频调制和功放直接调制，可以有效降低雷达的发射静噪电平，提高雷达的整体电源效率，保护末级大功率微波器件。功放直接调制采用两种调制方式：栅极调制和漏极调制电路。栅极调制电路容易实现，但也有潜在不利因素，即由于电路设计不合理，栅极电压存在过冲或毛刺，很容易损坏功率器件。漏极调制电路相对栅极调制电路更安全，但是由于漏极电流很大，选取的开关管要流过很大电流，要达到快速的开和关，电路设计相对比较复杂。GaAs微波功率器件一般采用漏极调制电路。但GaAs器件的工作电压一般不超过10V，漏极调制电路实现相对比较容易，通常采用PMOS管为开关管外加集成的PMOS管驱动器来实现。GaN功率微波放大器的工作电压可达28~50V，可采用高压PMOS管及分立的驱动管来实现，这种实现方式主要存在的缺点是开关速度慢，即调制信号TTL到GaN器件Vds的延时往往不能满足指标要求，而且Vds关断时有几个微秒的拖尾现象。所以本实用新型采用高压NMOS管外加集成NMOS管驱动器的方式，可有效减少TTL到Vds之间的时延以及Vds关断时产生的拖尾现象。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种GaN微波功率放大器用漏极调制电路，避免漏极电压Vds端放电速度很慢，产生拖尾现象，降低调制信号TTL到漏极电压Vds端的上升沿和下降沿延时时间。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种GaN微波功率放大器用漏极调制电路，其特征是，包括反相器、逻辑电路、高端NMOS驱动器、低端NMOS管驱动器、高端NMOS管和低端NMOS管；

调制信号TTL及该信号经所述反相器后的反相信号同时输入逻辑电路，经所述逻辑电路延时后，输出一比调制信号TTL延时的高端NMOS驱动器输入信号和低端NMOS驱动器输入信号；

高端NMOS驱动器输入信号和低端NMOS驱动器输入信号分别输入至高端NMOS驱动器和低端NMOS管驱动器中，高端NMOS驱动器和低端NMOS管驱动器的输出端分别连接至高端NMOS管和低端NMOS管的栅极；

高端NMOS管的漏极接第二电源；高端NMOS管的源极作为GaN 微波脉冲功率放大器的漏极电压端，同时与低端NMOS管的漏极相连；低端NMOS管NM2的源极接地。

高端NMOS管的源极同时还与第二钳位二极管的正极、第三钳位二极管的负极相连接；

第三钳位二极管的正极接地；第二钳位二极管的负极与高端NMOS管的漏极相连。

GaN微波脉冲功率放大器的输入射频信号为连续波或脉冲信号。

还包括一自举二极管和一自举电容；

自举二极管的正极同时接第一电源和低端NMOS管驱动器的电源端；自举二极管的负极同时连接自举电容的一端和高端NMOS驱动器的电源端；自举电容另一端与低端NMOS管的漏极连接。

当所述高端NMOS管关断时，所述低端NMOS管立即开启，漏极电压端迅速放电，降低调制信号TTL到漏极电压端的下降沿延时时间及拖尾现象。

本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型的漏极调制电路就是通过改变功率管的漏极电压Vds，从0V（非工作状态）到正常工作电压(工作状态)快速变换，从而实现功放的调制。采用漏极调制电路可有效提高功率放大器的整体电源效率，减小雷达的发射静噪电平。

1.漏极调制电路可工作在28V~50V。

2.调制信号TTL与漏极电压Vds具有较小的上升沿延时和下降沿延时（<150ns）。

3.如果输入射频信号是连续波，则通过漏极调制后的脉冲射频信号的上升沿和下降沿小于50ns。

4.输入射频信号为脉冲的情况下，解决了漏极电压Vds关断时产生的“拖尾”现象。

5.采用钳位二极管，解决了输出端漏极电压Vds由于寄生电感效应引起的电压过冲现象，避免GaN微波功率器件烧毁。

附图说明

图1是漏极调制电路示意图；

图2是漏极调制电路时序图。

图中附图标记的含义：