CN113196445A - 射频功率放大器 - Google Patents

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Abstract

一种射频(RF)功率放大器，其包括至少一个场效应晶体管FET，其中，该至少一个FET的源极端子接地。包括至少一个二极管，其中，所述至少一个二极管的阴极连接到所述至少一个FET的漏极端子，并且所述至少一个二极管的阳极接地。输出网络连接到所述至少一个FET的漏极端子。输入网络连接到所述至少一个FET的栅极端子。

Description

射频功率放大器
技术领域
本公开总体上涉及射频(RF)功率放大器、包括RF功率放大器的发生器和被配置为与RF功率放大器的输出连接的等离子体系统。
背景技术
RF功率放大器用于在各种应用中提供输出功率，包括等离子体工具、半导体制造(例如薄膜的沉积、蚀刻和改性)、医疗设备(例如电外科设备和医疗成像机器，如磁共振成像、MRI、机器)、食品包装、商业表面改性和涂层。RF功率放大器包括晶体管，作为功率放大模块的一部分，如果没有适当的保护，可能会出现故障。这里，射频能量在300赫兹到300千兆赫的范围内。
晶体管有许多故障机制。由于晶体管故障是不可逆的，并且会对芯片造成附带损坏，因此很难确定晶体管是如何故障的。例如，对于场效应晶体管，如果栅极和源极之间的电压超过临界电平，则栅极的隔离层可能被破坏。这种故障可以非常快地发生，但是可以通过限制所施加的栅极电压来避免。另一故障机制可以是当晶体管打开并且电压和电流同时存在并且其乘积太高或者晶体管闭合时由过度功率耗散引起的晶体管的过热，但是由于过电压，发生击穿或雪崩击穿，并且所施加的电压和雪崩电流的乘积高到足以使晶体管过热。由于该故障是热的并且相对缓慢，所以可以通过快速控制回路监测放大器的负载并且比可能发生过热更快地降低其功率来避免该故障。另一个故障机制是“骤回”，即触发FET结构中的寄生双极结型晶体管。引起骤回的条件是复杂的，包括漏极电压、漏极电压增加率(dV/dt)和/或漏极电流。这种故障机制极快并且不能通过软件控制回路来避免。
甚至负载阻抗的瞬时失配(等离子体中的电弧放电)也引起RF功率的反射，使得晶体管处(例如，包括在放大器中的FET的漏极处)的峰值电压可能达到或超过其击穿电压。电压的增加速率(dV/dt)可以比在匹配负载中操作期间高得多。放大器电路可以包括一个或多个高强度晶体管，其被设置为例如通过将能量转换为热并将其传递到散热器而承受导致击穿的过电压。存在一些情况，特别是在较低频率的放大器中，传统放大器电路中的一个或多个高坚固性晶体管被破坏，尽管晶体管具有这种坚固性特性。详细的实验研究已经表明，例如，在等离子体中的电弧放电导致一个或多个晶体管在几个RF周期内失效期间，晶体管漏极处的电压超过其击穿电压和/或电压增加速率(dV/dt)比进入匹配负载的正常操作期间高几倍。对具有高输出功率的基于FET的放大器的另一详细研究已经表明，即使在漏极电压和dV/dt保持在其临界值以下的情况下，也可能触发骤回机制，并且FET可能在RF周期的一半期间失效。
用于等离子体工业的功率RF发生器必须足够坚固，能够在任何不匹配负载的全输出功率下工作，至少在根据降额曲线降低功率所需的时间内工作，以保护有源和无源元件免受过热。发生器必须承受的附加应力是在突然失配(例如等离子体中的电弧)的情况下回流到发生器的匹配网络中的累积能量，这通常导致在几个RF周期内反射比入射功率更高。
这种发生器中的固态放大器通常填充有场效应晶体管，例如VDMOS(垂直扩散金属氧化物半导体)或LDMOS(侧向扩散金属氧化物半导体)FET(场效应晶体管)。LDMOS-FET具有低寄生电容和热阻，导致高功率密度。功率LDMOS FET可作为XR(额外加固)提供，旨在承受甚至完全不匹配操作引起的过电压和过电流，以降低RF功率和/或调谐匹配网络所需的时间。一些这样的放大器被布置为推挽放大器，其提供了优于单端放大器配置的相当大的优点。为了实现相同的输出功率电平，具有例如两个晶体管的推挽式配置具有有利的阻抗，与其中两个晶体管并联连接的单端放大器配置相比，该阻抗高四倍。这使得能够实现具有较少损耗和增加带宽的输出匹配网络。此外，推挽式布置固有地为偶次谐波频率提供适当的端接，并且不必为偶次谐波端接实施另外的复杂电路。
MOSFET(尤其是LDMOS FET)的一个重要缺点是在MOSFET结构中存在寄生双极结型晶体管BJT。寄生BJT是常闭的。如果被触发，MOSFET就不能再被栅极控制，如果电源电压没有立即关闭，MOSFET会在短时间内失效。当寄生BJT被触发时，通常不可能关断电源电压。有两种公开的触发寄生BJT的机制。一种是超过晶体管所允许的雪崩能量的严重雪崩击穿(在XR LDMOS FET的情况下，通常大于1焦耳)或非常快速地导通(高dV/dt)，从而导致电流通过寄生电容流入寄生BJT的基极。
本发明人还观察到连接的LDMOS FET的故障，特别是推挽放大器装置中的那些故障，在严重失配条件下，在既没有太高的电压也没有dV/dt被施加到RF功率放大器的晶体管的时间中的几个RF周期之后的故障。
因此，需要提供一种RF功率放大器，其包括保护其晶体管免于故障和损坏的电路。RF功率放大器理想地包括这样的保护电路，而不过度地增加功率放大器的电路覆盖区和成本。此外，结合附图和本发明的背景技术，通过随后对本发明和所附权利要求的详细描述，本发明的其他期望的特征和特征将变得显而易见。
发明内容
在一个方面，提供了射频RF功率放大器，其包括至少一个场效应晶体管FET和连接在至少一个FET的每个漏极和地面之间的至少一个二极管。
在另一方面，提供了射频RF功率放大器，其包括至少一个场效应晶体管FET，其中，所述至少一个FET的源极端子接地。包括至少一个二极管，其中，所述至少一个二极管的阴极连接到所述至少一个FET的漏极端子，并且所述至少一个二极管的阳极接地。输出网络连接到所述至少一个FET的漏极端子，并且输入网络连接到所述至少一个FET的栅极端子。
在实施例中，第一二极管连接在第一FET的漏极和地面之间，并且第二二极管连接在第二FET的漏极和地面之间。在实施例中，第一FET和第二FET以推挽式布置连接。
在实施例中，第一FET的漏极和第二FET的漏极通过无源匹配网络(输出匹配网络)连接。
本发明人已经发现，在某些操作条件下，在RF功率放大器中的FET的漏极处接收到反向电流。在负载失配情况下，这可由单端或推挽FET RF功率放大器中的电感漏极负载引起。在具有两个FET的推挽式布置中，第一FET的漏极处的反向电流可由电容性负载处的第二FET引起。这种反向电流可伴随有在体区域中的电荷载流子的注入，并且即使当既没有过大的电压也没有过大的dV/dt被施加到FET时，也能够触发寄生BJT。二极管布置在漏极和地面之间，并且用于路由反向电流的有效部分(或全部)，从而降低寄生BJT被触发的可能性，并且因此保护至少一个FET免于故障或损坏。
在实施例中，RF功率放大器具有100kHz至200MHz的工作频率范围。在实施例中，RF功率放大器具有高达100MHz的工作频率范围。在附加或替代实施例中，RF功率放大器具有至少400kHz的工作频率范围。
在实施例中，RF功率放大器具有至少100W的输出功率。在实施例中，RF功率放大器具有至少200W的输出功率。在实施例中，RF功率放大器具有至少250W的输出功率。
在一些实施例中，在RF功率放大器中包括推挽式布置中的多个并联FET对。
在实施例中，FET是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)FET。
在实施例中，二极管是硅肖特基势垒二极管。在其他实施例中，使用PN结硅二极管或砷化镓(GaAs)或碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)肖特基二极管。
在实施例中，至少两个并联二极管连接在每个FET的漏极和地面之间。
在实施例中，直接地或经由正电压源，二极管的阴极或每个二极管连接到FET的漏极，二极管的阳极或每个二极管连接到地面。在一些实施例中，保护二极管的阳极不直接连接到地面，而是连接到正电压源，其中正电压源的负端子连接到地面。
在实施例中，用不相等相位的栅极(输入)信号来驱动至少两个FET。在实施例中，至少两个FET由异相的栅极(输入)信号180°驱动。
在包括至少两个连接的FET的实施例中，至少两个FET的源极端子接地。
在包括至少两个连接的FET的实施例中，变压器连接到至少两个FET的漏极，二极管连接到变压器和至少两个FET的漏极之间的地面。也就是说，二极管中的第一个二极管的一个端子连接到FET中的一个FET的漏极和变压器的第一端子之间的导体，并且二极管中的第一个二极管的另一个端子接地。二极管中的第二个二极管的一个端子连接到FET中的另一个FET的漏极和变压器的第二端子之间的导体，二极管中的第二个二极管的另一个端子接地。
在实施例中，变压器是平面变压器。在实施例中，变压器的初级绕组和次级绕组是平面的并且相对于彼此堆叠，在初级绕组和次级绕组之间具有至少一个绝缘层。
在实施例中，至少一个电容器连接在至少两个FET的漏极之间。
在实施例中，电容器分别连接在至少一个FET的每个漏极和地面之间。每个电容器与二极管接地并联地连接到地面。
在实施例中，一个或多个二极管与至少一个FET集成在同一封装中，与FET集成在同一管芯上，或者在至少一个FET的封装或管芯外部。
在实施例中，RF放大器包括例如在一个封装中的两个或更多个FET，或者包括例如两个FET和两个并联FET(例如，在一个封装中)的推挽(push-pull)。
在实施例中，一个或多个二极管在至少一个FET结构之外，即，它们不是至少一个FET的体二极管。然而，二极管可以包括在与迄今为止描述的至少一个FET相同的封装中。
在另一方面，提供了一种发生器，其包括射频(RF)功率放大器，该RF功率放大器包括：至少一个场效应晶体管(FET)和连接在所述至少一个FET的每个漏极和地面之间的二极管；控制电路，其被配置为生成用于所述至少一个FET的输入信号；DC电源(例如，AC/DC转换器)，其被配置为向所述RF功率放大器提供DC功率；以及输出，其被配置为输出所述至少一个RF功率放大器的放大功率。
在另一方面，提供了一种等离子体系统，其包括发生器，该发生器包括射频(RF)功率放大器，该RF功率放大器包括：至少一个场效应晶体管(FET)和连接在所述至少一个FET的每个漏极和地面之间的二极管；控制电路，其被配置为生成用于所述至少一个FET的输入信号；DC电源(例如，AC/DC转换器)，其被配置为向功率放大器提供DC功率；以及输出，其被配置为输出所述至少一个RF功率放大器的放大功率。等离子体系统还包括连接到输出的等离子体工具，该等离子体工具被配置为使用该输出放大的功率来产生等离子体。
在实施例中，等离子体工具包括等离子体腔室。在实施例中，等离子体腔室包括用于供应在等离子体产生中使用的化学组分(例如处理气体)的供应装置。这种等离子体工具可用于半导体的制造(例如，薄膜的沉积、蚀刻和改性)、医疗设备(例如，电外科设备和医疗成像机器，例如磁共振成像、MRI、机器)、食品包装、商业表面改性和涂层等。
RF功率放大器方面的上述实施例适用于发生器和等离子体系统方面。
附图说明
以下将结合附图描述本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且：
图1是根据各种实施例的包括以推挽布置连接的FET和保护二极管在内的RF功率放大器的电路图；
图2是示出类似于图1的RF功率放大器的栅极电压、漏极电压和漏极电流的曲线图，但为了与图3A比较的目的，没有保护二极管；
图3A是示出根据各种实施例的图1的电路的推挽式布置的一侧的栅极电压、漏极电压和漏极电流的曲线图；
图3B是示出根据各种实施例的图1的电路中的二极管电流的曲线图；
图4是根据各种实施例的包括以推挽布置连接的FET、保护二极管和与保护二极管并联连接的电容器在内的另一RF功率放大器的电路图；
图5是根据各种实施例的包括单端FET在内的又一RF功率放大器的电路图；
图6是示出类似于图5的RF功率放大器的栅极电压、漏极电压和漏极电流的曲线图，但为了与图7A比较的目的，没有保护二极管；
图7A是示出根据各种实施例的图5的电路的晶体管的栅极电压、漏极电压和漏极电流的曲线图；
图7B是示出根据各种实施例的图5的电路中的二极管电流的曲线图；
图8A是根据各种实施例的包括保护二极管在内的另一RF功率放大器的电路图；以及
图8B是示出根据各种实施例的图8A的电路中的二极管电流的曲线图。
具体实施方式
下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和用途。此外，不旨在受在前面的背景技术或下面的详细描述中提出的任何理论的约束。
图1是包括以推挽布置连接的第一FET 111和第二FET 113的RF功率放大器10的电路的原理图。输入网络106使信号源102的阻抗与FET 111、FET 113的栅极的阻抗相匹配。在一些实施例中，输入网络106使放大器电路稳定并包括电阻器。栅极偏置电压由栅极偏置电压源104经由输入网络106提供，以便控制FET 111、FET 113的偏置电流。以推挽式布置布置的FET 111、FET 113的漏极与输出网络126连接，输出网络126将负载130的阻抗(例如，在操作期间等离子体腔室的阻抗)匹配到FET 111、FET 113的漏极参考平面处的期望阻抗。用于执行所述匹配功能的各种输入和输出网络106、输出网络126在本领域中是已知的。RF功率放大器10的输出132可连接到负载130。
在本实施例中，电路10包括稳定反馈电路112、稳定反馈电路114。稳定反馈电路112、稳定反馈电路114减小FET 111、FET 113的放大，以避免FET 111、FET 113的不期望的振荡。在本实施例中，稳定反馈电路112、稳定反馈电路114包括串联连接的电阻器和电容器，并且分别连接在FET 111、FET 113的每个漏极和栅极之间。DC电压源124通过输出网络126向FET111、FET 113提供DC电压。在双FET被设置在一个封装中的实施例中，FET 111、FET113的源极被连接到地面。在实施例中，FET 111、FET 113是VDMOS(垂直扩散金属氧化物半导体)FET或LDMOS(侧向扩散金属氧化物半导体)FET(有时也称为侧向扩散金属氧化物半导体)。
在实施例中，RF功率放大器10包括在发生器100中，发生器100包括控制电路140和DC电源124。控制电路140被配置为接收由RF功率放大器10输出到负载130的功率的感测参数(例如，电压和电流或入射和反射功率)，并且响应地调整信号源102的控制信号和/或DC电压源124的DC电压，以实现例如目标输出频率的设定输出功率。在一些实施例中，发生器100包括构成DC电压源124的AC-DC转换器。尽管图1中未示出，在发生器100中可以包括多于一个的包括FET 111、FET 113的电路并且将来自其的电力组合。
根据各种实施例，发生器100的RF功率放大器10被配置为在0.1MHz至200MHz的频率范围和在至少100W的功率范围内提供功率输出。
根据各种实施例，RF功率放大器10包括保护二极管160，保护二极管160具有连接到FET的相应漏极的一个端子(阴极)和连接到地地面的另一个端子(阳极)。以这种方式，当二极管160的阈值电压被超过时，可能促进对FET 111、FET 113的骤回损坏的任何过大的反向电流被转移到接地。二极管160被选择为具有这样的性质，使得流向FET 111、FET 113的漏极的足够量或全部的反向电流被传递到地面，使得FET受到保护。在本实施例中，第一对保护二极管160分别连接在地面与连接FET 111、FET 113中的第一个FET的漏极和输出网络126的线之间，第二对保护二极管160分别连接在地面与连接FET 111、FET 113中的第二个FET的漏极和输出网络126的线之间。在其他实施例中，可以在FET 111、FET 113的每一侧上设置多于两个的保护二极管160，用于进一步减小二极管的阻抗和/或有效地分配耗散功率。在又一实施例中，在FET 111、FET 113中的每一个上设置单个保护二极管。
在实施例中，功率肖特基势垒二极管用作保护二极管，其并联连接到每个FET111、FET 113(阴极到漏极、阳极到源极/接地)以在FET 111、FET 113周围传导负电流。在示例中，保护二极管160(例如硅肖特基势垒二极管)具有比FET 111、FET 113的体二极管低的阈值电压。在其他实施例中，其他类型的二极管(例如PN结硅二极管或砷化镓或碳化硅或氮化镓肖特基二极管)用作保护二极管160。
根据各种实施例，FET 111、FET 113包括在封装(未示出)中，并且保护二极管160外部地连接到其上。封装是内置于电子部件中的保护特征和外壳。封装必须考虑机械损坏、冷却、射频噪声排放和静电放电的防护。示例性封装包括系统和封装(SAP)、片上系统(SOC)“芯片上”以及芯片和导线组件。在其他实施例中，保护二极管160集成在封装中。在各种实施例中，RF功率放大器10的电路设置在电路板上，使得FET 111、FET 113和保护二极管160被包括在同一管芯上。
图2是示出在类似于图1所示的强失配下用于RF放大的电路中栅极电压202、漏极电压204和漏极电流206与时间的关系的曲线图200，除了没有用于推挽布置的FET 111、FET113的一侧的保护二极管160之外。失配负载的相位指示FET看到的电容性负载。推挽布置的FET 111、FET 113的另一侧是相同的，但在时间上偏移了RF周期的一半(即180°异相)。在标记m_A时，FET 111、FET 113中的一个导通，同时在其漏极上仍具有约90V(硬切换)，从而导致漏极电流峰值。已经观察到，在标记m_B时，该电流可以流过推挽匹配网络(连接FET 111、FET 113的漏极的无源网络)进入FET 111、FET 113中的另一个。当另一FET关断时，该负或反向电流由另一FET的沟道传导。电流继续流过另一个FET的体二极管，导致刚好在FET关断和漏极电压升高(正dV/dt，但不一定太高)之前体区被电荷载流子淹没。在这样的条件下，寄生BJT可以被触发并且至少一个FET可以失效。
图3A示出了与图2的曲线图类似的曲线图210，图2示出了根据图1所示的用于RF放大的电路中的栅极电压212、漏极电压214和漏极电流216与时间的关系，用于推挽布置的FET 111、FET 113的一侧。通过将保护二极管160连接在每个FET的漏极和地面之间，能够淹没另一个FET的负电流被转移到地面。在图3B中，示出二极管电流222与时间的关系。可以看出，在时间m_B处的反向电流通过保护二极管160，从而保护FET 111、FET 113免受可允许寄生BJT容易地触发的条件的影响，并且因此保护FET 111、FET 113免受随后的故障的影响。
图4示出了RF放大器310的另一个实施例。RF放大器310包括电路板302，在电路板302上布置有封装304。封装304包括第一FET 311和第二FET 313，第一FET 311和第二FET313被实施为相同的，并且每个FET通过其各自的源极端子连接到接地连接点306。应当理解，电路板302是示意性的并且是通过说明的方式提供的。
为了稳定高频放大器装置310，从FET 311、FET 313的漏极端子(诸如LDMOS FET)到栅极端子提供稳定反馈电路312、稳定反馈电路314。稳定反馈电路312、稳定反馈电路314均包括具有电阻器和电容器的串联电路。
每个FET通过其漏极端子连接到输出变压器320的初级绕组308的端部，输出变压器320是输出网络的一部分(这里未进一步描述)。输出变压器320的初级绕组308包括用于从DC电压源348向FET提供DC功率的中心抽头346。图1的电路的输出网络126将类似地包括这样的变压器。输出变压器320的次级绕组322连接到地面324，并且其另一端子连接到RF输出326。RF功率可以通过RF输出326输出，例如直接输出到诸如等离子体工具之类的负载或者输出到例如感测或滤波或匹配网络之类的其它电路。
FET的漏极端子在每种情况下经由电容器328、电容器330(形成输出匹配网络的一部分)接地。电容器328、电容器330帮助增加漏极在偶次谐波频率下，尤其是在二次谐波频率下所经历的阻抗，以便增加放大器的效率。此外，电容器332(或并联的更多电容器)连接在两个FET 311、FET 313的两个漏极之间(作为输出匹配网络的一部分)，以便在FET的漏极参考平面处的基本工作频率下提供期望的负载阻抗，并且减小FET的漏极在奇数处经历的阻抗，特别是在三次谐波频率下，以提高放大器的效率。
在实施例中，RF放大器310还包括输入变压器334，其包括连接到RF信号输入端子340的初级绕组336。可以通过RF输入信号端子340向RF放大器310提供驱动RF功率。输入变压器334的次级绕组338通过电阻元件342(例如，电阻器)连接到第一FET 311的栅极端子。次级绕组338还通过电阻元件344(例如，电阻器)连接到第二FET 313的栅极端子。电阻元件342、电阻元件344和输入变压器334是输入网络的一部分。图1的输入网络106包括类似于图4所示的输入变压器和电阻元件。
如已经关于图1所描述的，在某些实施例中，发生器包括图4的RF功率放大器310。在实施例中，组合来自多个这样的功率放大器310的输出功率。这样的发生器包括控制电路，用于基于输出326上的感测功率的参数来调整DC电源348和/或RF信号源340以实现期望频率下的设定功率。
根据各种实施例，图4的RF功率放大器310包括第一保护二极管350和第二保护二极管352。第一保护二极管350连接在第一FET 311的漏极端子和接地之间的分接触点处，该分接触点位于第一FET 311的漏极端子和功率变压器320的初级绕组308的第一端子之间。第二保护二极管352连接在第二FET 313的漏极端子和接地之间的接触点处，该分接触点位于第二FET 313的漏极端子和功率变压器320的初级绕组308的第二端子之间。保护二极管350、保护二极管352用于将反向电流(或至少其有效部分)传递到地面，从而保护FET 311、FET 313免受即使由非过度dV/dt或漏极峰值电压也容易触发寄生BJT的潜在损害条件。
图5提供了RF功率放大器10的又一实施例。包括与关于图1使用的附图标记相同的附图标记，以表示类似的组件。图5的实施例与图1的实施例的不同之处在于包括源极端子连接到地面的单个FET 111。在图5的实施例中，一对保护二极管160彼此并联连接在FET111的漏极端子和地面之间。然而，在其他实施例中包括单个保护二极管160或多于两个保护二极管160。多个这样的功率放大器10可连接以提供组合的输出功率。
图6是示出用于RF放大的电路中的栅极电压402、漏极电压404和漏极电流406相对于时间的曲线图400，所述RF放大类似于图5中所示的电路，除了没有保护二极管160之外。已经发现，即使在诸如图5所示的单端晶体管布置中，当存在电感性负载时，FET 111也可能失效。
图7A示出了与图6的曲线图类似的曲线图410，图6示出了根据图5所示的用于RF放大的电路中的栅极电压412、漏极电压414和漏极电流416与时间的关系。在这种情况下，放大器在相位强烈不匹配的负载下工作，导致电感漏极负载。从漏极电压414的抑制的负部分可以看出，与图6中的情况相比，二极管160能够在除推挽拓扑之外的其他放大器布置中保护FET 111。这种反向电流的保护吸收在图7B的曲线图420中示出，示出了相对于时间的保护二极管160的二极管电流422。
在一些实施例中，并参照图8A，保护二极管160的阳极不直接接地，而是连接到正电压源500。当保护二极管160包括具有高于体二极管的PN结的内置电压的内置电压的一个或多个并联连接的保护二极管160(例如，SiC肖特基二极管)时，这样的实施例特别有用(但不排他地)。电压源500能够补偿保护二极管160的内置电压。电压源的负端子连接到地面。图8B示出了图8A的电路中的二极管电流502，用于第一保护二极管160和第二保护二极管160的二极管电流504。还在图8B中示出来自正电压源500的输出电压506。
根据各种实施例，本文描述的发生器和功率放大器可用于为等离子体工具供电。
虽然在本发明的前述详细描述中已经呈现了至少一个示例性方面，但是应当理解，存在大量变型。还应当理解，一个或多个示例性方面仅是示例，并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，上述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性方面的方便的路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求所阐述的本发明的范围的情况下，可以对示例性方面中描述的元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (15)

1.一种射频(RF)功率放大器，其包括：
至少一个场效应晶体管FET，其中，所述至少一个FET的源极端子接地；
至少一个二极管，其中，所述至少一个二极管的阴极连接到所述至少一个FET的漏极端子，并且所述至少一个二极管的阳极接地；
输出网络，其连接到所述至少一个FET的漏极端子；以及
输入网络，其连接到所述至少一个FET的栅极端子。
2.根据权利要求1所述的RF功率放大器，所述RF功率放大器包括：
至少两个FET，其中，所述至少两个FET被配置为用不相等相位的输入信号来驱动，其中，所述输出网络包括至少一个变压器，并且至少一个二极管连接在所述至少两个FET的每个漏极端子与地面之间。
3.根据权利要求2所述的RF功率放大器，其中，所述至少两个FET被配置为用异相的输入信号180°来驱动。
4.根据权利要求2所述的RF功率放大器，其中，所述变压器是平面变压器。
5.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器，其中，所述至少一个二极管经由正电压源接地。
6.根据权利要求1所述的RF功率放大器，所述RF功率放大器包括：连接在所述至少一个FET的漏极和地面之间的至少两个并联二极管。
7.根据权利要求2所述的RF功率放大器，其中，所述输出网络包括：连接在所述至少两个FET的漏极端子之间的至少一个电容器。
8.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器，其中，所述输出网络包括：连接在至少一个FET的漏极和地面之间的至少一个电容器。
9.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器，所述RF功率放大器具有100kHz至200MHz的工作频率范围。
10.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器，所述RF功率放大器具有至少100W的输出功率。
11.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器，其中，至少一个二极管是肖特基势垒二极管。
12.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器，其中，至少一个FET是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)半导体FET。
13.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器，其中，至少一个二极管集成在所述至少一个FET的相同封装中或与所述至少一个FET集成在相同管芯上。
14.一种发生器，其包括：
射频(RF)功率放大器，该RF功率放大器包括至少一个FET，以及连接在所述至少一个FET的漏极端子与地面之间的至少一个二极管；
控制电路，其被配置为生成用于所述至少一个FET的输入信号；
DC电源，其被配置为向所述RF功率放大器提供DC功率；以及
输出，其被配置为输出经放大的RF功率。
15.一种等离子体系统，其包括：
发生器，该发生器包括：
射频(RF)功率放大器，该RF功率放大器包括至少一个FET，以及连接在所述至少一个FET的漏极端子与地面之间的至少一个二极管；
控制电路，其被配置为生成用于所述至少一个FET的输入信号；
DC电源，其被配置为向所述RF功率放大器提供DC功率；
输出，其被配置为输出经放大的RF功率；以及
等离子体工具，其连接到所述输出并且被配置为使用所述经放大的RF功率来产生等离子体。
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