[实用新型]一种适用于GaN放大器的自动偏置电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及偏置电路，具体而言，涉及一种适用于GaN放大器的自动偏置电路。

背景技术

近年来，全球无线通信产业发展迅速，无论是军事领域还是民用领域中的应用，都对射频器件的要求越来越高，而一直作为主导的第一代半导体材料硅，在很长的时间里都起着及其重要的作用，但是随着通信系统对器件的性能要求提高，硅基器件的性能已经不能满足要求，就出现了以砷化镓为代表的第二代半导体材料，并成为微波领域内产品的主要材料。

随着科学的进一步研究和发展，砷化镓器件在频率和功率密度方面已经接近它的极限，近几年，一类宽禁带半导体成为研究的热点，目前尤其以氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管为代表体现了器件的高功率密度、高工作频率、低噪声、高线性度和高效率等性能优势。

但是，氮化镓高电子迁移率晶体管的沟道夹断电压为负压，所以如果氮化镓高电子迁移率晶体管在栅极没有加负压的情况下对器件漏极加正压，器件将在很短的时间内，因为通过大电流而烧毁，并且GaN HEMT器件需要很长的老化时间才能使其静态电流稳定，并且随着使用年限的增长，静态电流所对应的沟道夹断电压会有变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于GaN放大器的自动偏置电路，其能够解决氮化镓高电子迁移率晶体管在工作时因工作电流过大使静态电流不稳定，导致氮化镓高电子迁移率晶体管烧毁和沟道夹断电压变化的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种适用于GaN放大器的自动偏置电路，，自动偏置电路包括主放大电路、主偏置电路和偏置矫正电路，主放大电路包括GaN高电子迁移率晶体管，主偏置电路包括数字模拟转换器，偏置矫正电路包括电流检测器设置有预设值，GaN高电子迁移率晶体管的栅极与数字模拟转换器的输出端耦合，GaN高电子迁移率晶体管的漏极与电流检测器的输入端耦合；偏置矫正电路还包括开关单元，开关单元的输出端与电流检测器的输入端耦合，开关单元用于实现GaN高电子迁移率晶体管的电平设置和放大器工作关断。

在本实用新型较佳的实施例中，上述开关单元还包括使能引脚，多元控制器通过使能引脚控制开关单元启动和关闭。

在本实用新型较佳的实施例中，上述偏置矫正电路还包括多元控制器，多元控制器的输出端与电流检测器的输入端耦合，开关单元的输入端与多元控制器的输出端耦合，多元控制器用于实现整个偏置电路的信号监控以及主偏置电路的直流电供给。

在本实用新型较佳的实施例中，上述多元控制器通过DAC数据总线与数字模拟转换器连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述电流检测器的输出端还与多元控制器的输入端耦合，电流检测模块和多元控制器的耦合连接用于实现多元控制器读取监控取样电压。

在本实用新型较佳的实施例中，上述主放大电路还包括第一隔直电容和第二隔直电容，第一隔直电容的输出端与GaN高电子迁移率晶体管的栅极耦合，第二隔直电容的输入端与GaN高电子迁移率晶体管的源极耦合，第一隔直电容和第二隔直电容用于实现信号输入时与GaN晶体管的电流隔直通交。

在本实用新型较佳的实施例中，上述主偏置电路还包括第一扼流电感，第一扼流电感的输入端与数字模拟转换器的输出端耦合，第一扼流电感的输入端与GaN高电子迁移率晶体管的栅极耦合，第一扼流电感用于实现GaN高电子迁移率晶体管栅极的直流电馈入。

在本实用新型较佳的实施例中，上述主偏置电路还包括栅极驱动电路，栅极驱动电路的输入端与数字模拟转换器的输出端耦合，栅极驱动电路用于增强栅极电路的驱动能力。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型的自动偏置电路，其GaN高电子迁移率晶体管的漏极与电流检测器的输入端耦合，电流检测器的输入端与开关单元耦合，使GaN高电子迁移率晶体管上电可靠，并且通过电流检测器和开关单元相配合，自动调整GaN高电子迁移率晶体管的静态电流和电平，减少了放大器生产过程中的调试时间，提高生产效率，并且使静态电流在产品每次上电后都处于预设值，提高了产品的长期可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的整体结构图；

图2为本实用新型实施例的偏置矫正流程图；