CN104298290A - 宇航用GaAsMMIC器件加电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种宇航用GaAsMMIC器件加电装置,包括正电压输入端、负电压输入端、正负压保护电路、温度补偿栅极稳压电路、漏极电压输出端和栅极电压输出端;所述正电压输入端与负电压输入端经所述正负压保护电路与所述漏极电压输出端连接,所述负电压输入端经所述温度补偿栅极稳定电压与栅极电压输出端连接,所述栅极电压输出端用以对GaAsMMIC器件的栅极充电;所述漏极电压输出端用以对GaAsMMIC器件的漏极充电,所述正负压保护电路用以仅当正电压输入端和负电压输入端同时输入电压时,才导通所述漏极电压输出端输出电压。
Description
技术领域
本发明涉及电压加电控制电路的设计,尤其涉及一种宇航用GaAsMMIC器件加电装置。
背景技术
随着无线局域网、个人移动通信系统、用户直接卫星通信和全球定位系统等军用和民用通信系统的快速发展,以及有源相控阵雷达、宽带电子对抗和毫米波精确制导等先进武器系统的需求,高性能和高可靠的GaAsMMIC获得了飞速发展。因为GaAsMMIC能满足微波整机系统向多功能、小型化和高可靠方向发展的要求;体积小、重量轻;在单片上能实现系统功能;没有分立器件的寄生效应而使频率和带宽性能优异;标准工艺以及能在单片上集成全部有源和无源元件而使其可重复性好、可靠性高和成本低。在国防高科技领域和民用通信应用中已起到十分重要的作用。
在场效应晶体管中,当没有栅-源电压而给漏极加正电压时,电子通过有源薄层由源级向漏极流动。当漏极电压足够大时,电子漂移速度达到其最大值,电流开始饱和,晶体管热耗增大,易造成器件失效。因此对于GaAsMMIC来说,必须在保证负电压正常输入的情况下,再输入正电压,以防止器件损伤。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何提高GaAsMMIC器件加电可靠性和稳定性。
为了解决这一技术问题,本发明提供了一种宇航用GaAsMMIC器件加电装置,包括正电压输入端、负电压输入端、正负压保护电路、温度补偿栅极稳压电路、漏极电压输出端和栅极电压输出端;所述正电压输入端与负电压输入端经所述正负压保护电路与所述漏极电压输出端连接,所述负电压输入端经所述温度补偿栅极稳定电压与栅极电压输出端连接,所述栅极电压输出端用以对GaAsMMIC器件的栅极充电;所述漏极电压输出端用以对GaAsMMIC器件的漏极充电,所述正负压保护电路用以仅当正电压输入端和负电压输入端同时输入电压时,才导通所述漏极电压输出端输出电压。
所述正负压保护电路至少包括了稳压二极管和PMOS管,所述负电压输入端通过所述稳压二极管连接至所述PMOS管的栅极,所述正电压输入端连接至所述PMOS管得源极,所述PMOS管的漏极与所述漏极电压输出端连接。
所述温度补偿栅极稳压电路采用射极跟随器,所述射极跟随器的基极连接所述负电压输入端,所述射极跟随器的发射极连接所述栅极电压输出端。
所述射极跟随器包括了第一三极管、第二三极管和若干负载电阻,所述第一三极管的集电极与基极之间并联第一负载电阻,且所述第一负载电阻的一端和第一三极管的集电极共同接于所述负电压输入端;所述第二三极管的集电极和基极均连接于所述第一三极管的基极,所述第二三极管的发射极连接第二负载电阻的一端,所述第二负载电阻的另一端连接第三负载电阻的一端,所述第一三极管的发射极一方面连接第四负载电阻的一端,另一方面连接第五负载电阻的一端,所述第五负载电阻的另一端连接至所述栅极电压输出端,所述第三负载电阻的另一端与第四负载电阻的另一端均接地。
所述射极跟随器还包括第一电容和第二电容,所述第一电容的一端连接所述第二三极管的基极,所述第一电容的另一端接地,所述第二电容的一端连接所述第五负载电阻的连接所述栅极电压输出端的一端,所述第二电容的另一端接地。
所述第一三极管和第二三极管均为PNP管。
本发明一方面通过正负压保护电路的设置有效地避免了GaAsMMIC器件由于加电顺序错误而导致的烧毁现象的发生,提高了GaAsMMIC器件加电的可靠性。本发明另一方面还通过温度补偿栅极稳压电路有效地提高了GaAsMMIC器件栅极电压的稳定性。可见,本发明有效提高了GaAsMMIC器件加电可靠性和稳定性。此外,其具有电路简单,易实现的特点,并具有一定的通用性,可广泛应用于卫星通信、雷达、测控、导航、对抗等电子系统中。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的宇航用GaAsMMIC器件加电装置的模块示意图;
图2是本发明一实施例提供的宇航用GaAsMMIC器件加电装置的电路图。
具体实施方式
以下将结合图1和图2对本发明提供的宇航用GaAsMMIC器件加电装置进行详细的描述,其为本发明一可选的实施例,可以认为,本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内能够对其进行修改和润色。
请参考图1,本实施例提供了一种宇航用GaAsMMIC器件加电装置,包括正电压输入端V+、负电压输入端V-、正负压保护电路、温度补偿栅极稳压电路、漏极电压输出端Vdd和栅极电压输出端Vgg;所述正电压输入端V+与负电压输入端V-经所述正负压保护电路与所述漏极电压输出端Vdd连接,所述负电压输入端V-经所述温度补偿栅极稳定电压与栅极电压输出端Vgg连接,所述栅极电压输出端Vgg用以对GaAsMMIC器件的栅极充电;所述漏极电压输出端Vdd用以对GaAsMMIC器件的漏极充电,所述正负压保护电路用以仅当正电压输入端V+和负电压输入端V-同时输入电压时,才导通所述漏极电压输出端Vdd输出电压。
有关所述正负压保护电路:
请参考图2,所述正负压保护电路至少包括了稳压二极管DIOSESTK和PMOS管,所述负电压输入端V-通过所述稳压二极管DIOSESTK连接至所述PMOS管的栅极,所述正电压输入端V+连接至所述PMOS管得源极,所述PMOS管的漏极与所述漏极电压输出端Vdd连接。除此以外,还以如图2所示的方式接入第七负载电阻R7、第六负载电阻R6和第三电容C3。
所述正负压保护电路将正电压输入端V+以及负电压输入端V-同时接入正负压保护电路。正电压接入PMOS管的源级,负电压通过稳压二极管DIOSESTK接入PMOS管的栅极。当正负电压同时输入时,稳压二极管DIOSESTK反向击穿后实现稳压,使得PMOS管的栅源压差达到PMOS管所需的开启阈值电压,PMOS管导通,正电压通过PMOS管输出至漏极电压输出端Vdd,漏极电压输出端Vdd正常工作。当负电压无输入仅正电压输入时,稳压二极管DIOSESTK无法实现稳压功能,使得PMOS管的栅源压差无法达到PMOS管所需的开启阈值电压,PMOS管截止,漏极电压输出端Vdd无输出。该电路保证了GaAsMMIC器件需先加栅极电压后加漏极电压这一特性需要,防止了GaAsMMIC器件无栅极电压时加入漏极电压可能造成的烧毁现象。
有关所述温度补偿栅极稳压电路:
所述温度补偿栅极稳压电路采用射极跟随器,所述射极跟随器的基极连接所述负电压输入端V-,所述射极跟随器的发射极连接所述栅极电压输出端Vgg。
本实施例中,请参考图2,所述射极跟随器包括了第一三极管T1、第二三极管T2和若干负载电阻,若干负载电阻分别为第一负载电阻R1、第二负载电阻R2、第三负载电阻R3、第四负载电阻R4以及第五负载电阻R5,所述第一三极管和第二三极管均为PNP管。
所述第一三极管T1的集电极与基极之间并联第一负载电阻R1,且所述第一负载电阻R1的一端和第一三极管T1的集电极共同接于所述负电压输入端V-;所述第二三极管T2的集电极和基极均连接于所述第一三极管T1的基极,所述第二三极管T2的发射极连接第二负载电阻R2的一端,所述第二负载电阻R2的另一端连接第三负载电阻R3的一端,所述第一三极管T1的发射极一方面连接第四负载电阻R4的一端,另一方面连接第五负载电阻R5的一端,所述第五负载电阻R5的另一端连接至所述栅极电压输出端Vgg,所述第三负载电阻R3的另一端与第四负载电阻R4的另一端均接地。
所述射极跟随器还包括第一电容C1和第二电容C2,所述第一电容C1的一端连接所述第二三极管T2的基极,所述第一电容C1的另一端接地,所述第二电容C2的一端连接所述第五负载电阻R5的连接所述栅极电压输出端Vgg的一端,所述第二电容C2的另一端接地。
所述温度补偿栅极稳压电路将负电压输入端V-接入温度补偿栅极稳压电路。负电压通过由PNP管组成的射级跟随器,利用射级跟随器输入高阻抗以及输出低阻抗的特点,增加了栅极电压的稳定性。同时由于PNP管在高低温情况下会产生参数漂移,该漂移会影响到栅极电压,因此采用两个PNP管的方式进行设计,使得其参数漂移可以得到一定程度地消除,提高栅极电压在高低温环境下的稳定性。
综上所述,本发明一方面通过正负压保护电路的设置有效地避免了GaAsMMIC器件由于加电顺序错误而导致的烧毁现象的发生,提高了GaAsMMIC器件加电的可靠性。本发明另一方面还通过温度补偿栅极稳压电路有效地提高了GaAsMMIC器件栅极电压的稳定性。可见,本发明有效提高了GaAsMMIC器件加电可靠性和稳定性。此外,其具有电路简单,易实现的特点,并具有一定的通用性,可广泛应用于卫星通信、雷达、测控、导航、对抗等电子系统中。
Claims (6)
1.一种宇航用GaAsMMIC器件加电装置,其特征在于:包括正电压输入端、负电压输入端、正负压保护电路、温度补偿栅极稳压电路、漏极电压输出端和栅极电压输出端;所述正电压输入端与负电压输入端经所述正负压保护电路与所述漏极电压输出端连接,所述负电压输入端经所述温度补偿栅极稳定电压与栅极电压输出端连接,所述栅极电压输出端用以对GaAsMMIC器件的栅极充电;所述漏极电压输出端用以对GaAsMMIC器件的漏极充电,所述正负压保护电路用以仅当正电压输入端和负电压输入端同时输入电压时,才导通所述漏极电压输出端输出电压。
2.如权利要求1所述的宇航用GaAsMMIC器件加电装置,其特征在于:所述正负压保护电路至少包括了稳压二极管和PMOS管,所述负电压输入端通过所述稳压二极管连接至所述PMOS管的栅极,所述正电压输入端连接至所述PMOS管得源极,所述PMOS管的漏极与所述漏极电压输出端连接。
3.如权利要求1所述的宇航用GaAsMMIC器件加电装置,其特征在于:所述温度补偿栅极稳压电路采用射极跟随器,所述射极跟随器的基极连接所述负电压输入端,所述射极跟随器的发射极连接所述栅极电压输出端。
4.如权利要求3所述的宇航用GaAsMMIC器件加电装置,其特征在于:所述射极跟随器包括了第一三极管、第二三极管和若干负载电阻,所述第一三极管的集电极与基极之间并联第一负载电阻,且所述第一负载电阻的一端和第一三极管的集电极共同接于所述负电压输入端;所述第二三极管的集电极和基极均连接于所述第一三极管的基极,所述第二三极管的发射极连接第二负载电阻的一端,所述第二负载电阻的另一端连接第三负载电阻的一端,所述第一三极管的发射极一方面连接第四负载电阻的一端,另一方面连接第五负载电阻的一端,所述第五负载电阻的另一端连接至所述栅极电压输出端,所述第三负载电阻的另一端与第四负载电阻的另一端均接地。
5.如权利要求4所述的宇航用GaAsMMIC器件加电装置,其特征在于:所述射极跟随器还包括第一电容和第二电容,所述第一电容的一端连接所述第二三极管的基极,所述第一电容的另一端接地,所述第二电容的一端连接所述第五负载电阻的连接所述栅极电压输出端的一端,所述第二电容的另一端接地。
6.如权利要求4所述的宇航用GaAsMMIC器件加电装置,其特征在于:所述第一三极管和第二三极管均为PNP管。
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