[发明专利]一种GaN功率放大器保护电路

说明书

本申请提供了一种GaN功率放大器保护电路，包括供电控制电路，检测控制电路以及电压提供电路。所述供电控制电路包括场效应管以及控制模块，所述控制模块与所述场效应管相连接以控制所述场效应管的导通或截止，所述场效应管的漏级直接或间接地连接至电源电压输入端，所述场效应管的源级直接或间接地连接至GaN功率放大器的漏级；所述检测控制电路包括第一二极管，所述第一二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏级且正极直接或间接地连接至所述控制模块；所述电压提供电路连接至所述检测控制电路的一端，用于输出第一电压。本申请的GaN功率放大器保护电路能完全消除栅极电压未正确加载时的GaN硬件烧毁问题。

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种GaN功率放大器保护电路。

背景技术

功率放大器(Power Amplifier，PA)是移动通信应用中基站收发器(BaseTransceiver Station，BTS)中最重要的子模块之一。随着第四代(4G)移动通信大规模应用和未来第五代(5G)移动通信的商用，越来越多的高频带(如2.7GHz，3.5GHz，4.9GHz等)正在使用或将要使用，然而，在这些高频带，传统的横向扩散金属氧化物半导体(LaterallyDiffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)存在许多缺点，如低效率、低功率密度等，而新成熟的GaN(Gallium Nitride，氮化镓)将在功率放大器领域具有更加广泛的应用和竞争力。

与LDMOS的技术特性不同，GaN功率放大器在上电和掉电期间对栅源电压(Vgs)和漏源电压(Vds)有严格的时序要求；在上电时，GaN功率放大器的栅极电压(负电压)是由偏置电路的可编程输出电压供电，通过软件的编程，可以实现栅极电压从-10V到0V的调节，当栅极电压按照需要设置完成后，打开漏级电压(正电压，典型值为48V(伏特))；在掉电时，需要先关闭漏级电压，再关闭栅极电压。然而，当GaN功率放大器无法正常工作时将会立即烧毁，本申请发现GaN功率放大器在以下情形下会导致栅极电压未正确加载从而无法正常工作：1)硬件时序控制电路出错，导致漏级电压先于栅极电压加于GaN功率放大器或者偏置电路上的器件无法输出电压，会导致GaN功率放大器直接烧毁；2)软件控制时序出错，导致可编程输出电压出错，可产生类似上述1)中的上电时序出错，会导致GaN功率放大器烧毁；3)硬件连接错误，例如焊接不良以及产品老化导致栅极供电不良或断开，导致栅极上电，可产生类似1)中的上电时序出错，导致GaN功率放大器烧毁。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述技术问题，本申请的目的是提供一种易于实现、反应延迟低且不需要软件控制的GaN功率放大器保护电路。

根据本申请的一个方面，提供了一种GaN功率放大器保护电路，其中，所述GaN功率放大器保护电路包括供电控制电路，检测控制电路以及电压提供电路；所述供电控制电路包括场效应管以及控制模块，所述控制模块与所述场效应管相连接以控制所述场效应管的导通或截止，所述场效应管的漏级直接或间接地连接至电源电压输入端，所述场效应管的源级直接或间接地连接至GaN功率放大器的漏级；所述检测控制电路包括第一二极管，所述第一二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏级且正极直接或间接地连接至所述控制模块；所述电压提供电路连接至所述检测控制电路的一端，用于输出第一电压。

在一些实施例中，所述供电控制电路还包括第二二极管，所述场效应管的源级连接至所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏级。

在一些实施例中，所述控制模块为热插拔控制器，所述场效应管的栅极直接或间接地连接至所述热插拔控制器的Gate引脚，所述场效应管的漏极连接至所述热插拔控制器的Sense引脚，所述场效应管的源级连接至所述热插拔控制器的Out引脚，所述第一二极管的正极直接或间接地连接至所述热插拔控制器的En引脚。