CN113778163B - 具有温度补偿功能的氮化镓器件 - Google Patents

具有温度补偿功能的氮化镓器件 Download PDF

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Abstract

一种具有温度补偿功能的氮化镓器件，涉及半导体技术领域。该器件包括器件本体、滤波器、第一元器件和第二元器件；滤波器和第一元器件并联形成第一支路，第一支路连接于器件本体的栅极输入端，第二元器件的一端连接于栅极输入端与第一支路之间，第二元器件的另一端与器件本体的源极连接；
Figure F_210929093529819_819766001
，Vgdc为器件本体的输入电压，Rj为第二元器件的电阻，R为第一元器件的电阻，Vgs为器件本体的偏置电压，第一元器件的电阻和第二元器件的电阻中至少一个具有温度系数相关性。该器件能实现温度对功率放大器静态电流影响的自动补偿。

Description

具有温度补偿功能的氮化镓器件
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种具有温度补偿功能的氮化镓器件。
背景技术
氮化镓高电子迁移率晶体管是5G通信系统的核心元件，其作为通信基站的功放核心元器件，在整个通信系统中发挥着至关重要的作用。
由于功率放大器的直流功耗比较大，导致RF晶体管、功放电路、乃至基站射频模块温升严重。温度升高后，氮化镓高电子迁移率晶体管的偏置电流发生变化，功放的线性度下降，导致通信质量下降。为了应对这种问题，目前较常用的方式是在功放电路板上设计对应温补电路，并在功放管附近位置设置对应的温度传感器，从而根据温度传感器测量的温度，采用温补电路对功率放大器的栅极电压进行调节，以使其静态电流维持在与常温状态时相同的水平，从而保障功率放大器的线性度，保障通讯质量。然而，现有的温补电路通常是与氮化镓器件相互独立的，且需要额外配置温度传感器，这就导致整个器件的体积增加，成本上升，电路复杂程度上升，如此，将有悖于器件小型化的市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有温度补偿功能的氮化镓器件，其将温补电路与氮化镓器件集成在一起，能够实现高低温下对功率放大器静态电流影响的自动补偿，从而确保高低温下氮化镓高电子迁移率晶体管其静态电流维持在与常温状态时相同的水平，从而保障功率放大器的线性度，保障通讯质量。
本发明的一方面，提供一种具有温度补偿功能的氮化镓器件，该具有温度补偿功能的氮化镓器件包括器件本体、滤波器、第一元器件和第二元器件；滤波器和第一元器件并联以形成第一支路，第一支路连接于器件本体的栅极输入端，第二元器件的一端连接于栅极输入端与第一支路之间，第二元器件的另一端与器件本体的源极连接；其中，
Figure F_210929093534205_205041001
，Vgdc为器件本体的输入电压，Rj为第二元器件的电阻，R为第一元器件的电阻，Vgs为器件本体的偏置电压，第一元器件的电阻和第二元器件的电阻中至少一个具有温度系数相关性。该具有温度补偿功能的氮化镓器件将温补电路与氮化镓器件集成在一起，能够实现温度对功率放大器静态电流影响的自动补偿。
可选地，第一元器件的电阻具有正温度系数相关性，和/或，第二元器件的电阻具有负温度系数相关性。
可选地，第一元器件为固定电阻，第二元器件为具有负温度系数的二极管，具有负温度系数的二极管自器件本体的源极的方向朝向器件本体的栅极的方向导通。
可选地，第一元器件为固定电阻，第二元器件为具有负温度系数的三极管，具有负温度系数的三极管的源极与器件本体的源极连接、具有负温度系数的三极管的漏极与器件本体的栅极输入端连接，具有负温度系数的三极管的栅极与具有负温度系数的三极管的漏极短接。
可选地，第一元器件为固定电阻，第二元器件为具有负温度系数的电阻。
可选地，第一元器件为具有正温度系数的电阻，第二元器件为固定电阻。
可选地，第一元器件为具有正温度系数的电阻，第二元器件为具有负温度系数的电阻。
可选地，第一元器件为第一固定电阻，第二元器件包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的第二固定电阻和具有负温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有负温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
可选地，第一元器件为第一固定电阻，第二元器件包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的具有负温度系数的电阻和具有负温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有负温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
可选地，第一元器件为具有正温度系数的电阻，第二元器件包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的具有负温度系数的电阻和具有负温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有负温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
可选地，所述第一元器件的电阻具有负温度系数相关性，和/或，所述第二元器件的电阻具有正温度系数相关性。
可选地，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有正温度系数的二极管，所述具有正温度系数的二极管自所述器件本体的源极的方向朝向所述器件本体的栅极的方向导通；或者，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有正温度系数的三极管，所述具有正温度系数的三极管的源极与所述器件本体的源极连接、所述具有正温度系数的三极管的漏极与所述器件本体的栅极输入端连接，所述具有正温度系数的三极管的栅极与所述具有正温度系数的三极管的漏极短接。
可选地，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有正温度系数的电阻；或者，所述第一元器件为具有负温度系数的电阻，所述第二元器件为固定电阻。
可选地，所述第一元器件为具有负温度系数的电阻，所述第二元器件为具有正温度系数的电阻；或者，所述第一元器件为第一固定电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的第二固定电阻和具有正温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有正温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通。
可选地，所述第一元器件为第一固定电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的具有正温度系数的电阻和具有正温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有正温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通；或者，所述第一元器件为具有负温度系数的电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的具有正温度系数的电阻和具有正温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有正温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通。
可选地，第一元器件的电阻具有正温度系数相关性，第二元器件的电阻具有正温度系数相关性，且在温度变化ΔT时，第一元器件的电阻的变化值与第二元器件的电阻的变化值不同；或者，第一元器件的电阻具有负温度系数相关性，第二元器件的电阻具有负温度系数相关性，且在温度变化ΔT时，第一元器件的电阻的变化值与第二元器件的电阻的变化值不同。
本发明的有益效果包括：
本申请提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件包括器件本体、滤波器、第一元器件和第二元器件；滤波器和第一元器件并联以形成第一支路，第一支路连接于器件本体的栅极输入端，第二元器件的一端连接于栅极输入端与第一支路之间，第二元器件的另一端与器件本体的源极连接；其中，
Figure F_210929093534300_300738002
，Vgdc为器件本体的输入电压，Rj为第二元器件的电阻，R为第一元器件的电阻，Vgs为器件本体的偏置电压，第一元器件的电阻和第二元器件的电阻中至少一个具有温度系数相关性。这样，以针对氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids（即器件本体的漏极电流）随温度呈现出负温度系数为例，当温度升高时，第二元器件的电阻Rj减小和/或第一元器件的电阻R增大，进而使得Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的氮化镓器件的Ids下降；当温度降低时，第二元器件的电阻Rj增大和/或第一元器件的电阻R减小，Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度上升导致的氮化镓器件的Ids增加，如此，本申请便可以实现温度自补偿功能。同时，由于本申请通过将第一元器件的电阻和/或第二元器件的电阻设置成具有温度相关性，这样，当温度上升或者下降时，第一元器件和第二元器件能够直接反馈至由滤波器、第一元器件和第二元器件构成的温补电路，而无需像现有技术一样配置用于温度检测的相关元器件（例如温度传感器），因此，在一定程度上，本申请相对现有技术而言，元器件数量较少，能够有效降低整个器件的体积，有利于小型化的市场需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为不同温度下氮化镓高电子迁移率晶体管的偏置电流特性曲线图；
图2为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的电路结构示意图之一；
图3为图1在射频频段时的等效电路图；
图4为图1在DC频段时的等效电路图；
图5为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的俯视图；
图6为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的电路结构示意图之二；
图7为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的电路结构示意图之三；
图8为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的电路结构示意图之四；
图9为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的电路结构示意图之五；
图10为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的电路结构示意图之六；
图11为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的电路结构示意图之七；
图12为本发明一些实施例提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的电路结构示意图之八。
图标：10-滤波器；11-第一谐振器；12-第二谐振器；13-第三谐振器；20-第一元器件；30-第二元器件。
具体实施方式
下文陈述的实施方式表示使得本领域技术人员能够实践所述实施方式所必需的信息，并且示出了实践所述实施方式的最佳模式。在参照附图阅读以下描述之后，本领域技术人员将了解本发明的概念，并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应理解，这些概念和应用属于本发明和随附权利要求的范围内。
应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区域分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
应当理解，当一个元件（诸如层、区域或衬底）被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。同样，应当理解，当元件（诸如层、区域或衬底）被称为“在另一个元件之上”或“在另一个元件之上延伸”时，其可以直接在另一个元件之上或直接在另一个元件之上延伸，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件之上”或“直接在另一个元件之上延伸”时，不存在介于中间的元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，其可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。
诸如“在…下方”或“在…上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”的相关术语在本文中可用来描述一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系，如图中所示出。应当理解，这些术语和上文所论述的那些术语意图涵盖装置的除图中所描绘的取向之外的不同取向。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而且并不意图限制本发明。如本文所使用，除非上下文明确地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”意图同样包括复数形式。还应当理解，当在本文中使用时，术语“包括”指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或者增添一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或上述各项的组。
除非另外界定，否则本文中使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，本文所使用的术语应解释为含义与它们在本说明书和相关领域的情况下的含义一致，而不能以理想化或者过度正式的意义进行解释，除非本文中已明确这样界定。
请参照图2，本实施例提供一种具有温度补偿功能的氮化镓器件，该具有温度补偿功能的氮化镓器件包括器件本体、滤波器10、第一元器件20和第二元器件30；滤波器10和第一元器件20并联以形成第一支路，第一支路连接于器件本体的栅极输入端，第二元器件30的一端连接于栅极输入端与第一支路之间，第二元器件30的另一端与器件本体的源极连接；其中，
Figure F_210929093534378_378851003
，
Vgdc为器件本体的输入电压，Rj为第二元器件30的电阻，R为第一元器件20的电阻，Vgs为器件本体的偏置电压，第一元器件20的电阻和第二元器件30的电阻中至少一个具有温度系数相关性。
需要说明的是，上述器件本体为GaN HEMT器件，滤波器10和第一元器件20并联形成第一支路，第一支路连接于器件本体的栅极输入端，第二元器件30的一端连接栅极输入端与第一支路之间，第二元器件30的另一端与器件本体的源极连接。在本实施例中，滤波器10的并联支路的一端与滤波器10的串联支路连接，滤波器10的另一端通过器件本体的源极接地，即滤波器10的并联支路的一端、第二元器件30的一端均连接于器件本体的源极并接地。
上述滤波器10、第一元器件20和第二元器件30共同形成本申请提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件的温补电路，该温补电路与器件本体集成在一起，能够实现器件本体的偏置电压随温度变化时的自动调节，从而实现在温度变化时对氮化镓器件静态电流影响的自动补偿，从而可以保障线性度，提高器件的通信质量。同时，本申请相对现有技术而言无需配备温度传感器等用于检测温度的元器件，这样，在一定程度上可以实现对整个器件的整体体积的有效缩减，有利于器件小型化的市场需求。
在本实施例中，上述第一元器件20和第二元器件30还应该满足以下公式：
Figure F_210929093534442_442313004
，
其中，Vgdc为器件本体的输入电压，Rj为第二元器件30的电阻，R为第一元器件20的电阻，Vgs为器件本体的偏置电压。需要说明的是，当第二元器件30为二极管时，则对应地Rj为二极管的结电阻。
同时，本申请通过优化设计，使得滤波器10在射频频段实现滤波器10直通，DC断路（即第一元器件20断路），如图3所示，图3为射频频段该具有温度补偿功能的氮化镓器件的等效电路图。这样，能够降低器件在工作频段内射频信号的损耗。需要说明的是，图3对应的是图2在射频频段的等效电路图，由于图2的第二元器件30是以二极管为例的，因此，在该射频频段内，二极管等效为电容。
当器件工作在DC频段时，则如图4所示，图4为DC频段该具有温度补偿功能的氮化镓器件的等效电路图。此时，假设针对氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids（即器件本体GaN HEMT的漏极电流，下同）随温度呈现出负温度系数（即上述第一元器件20的电阻具有正温度系数相关性和/或上述第二元器件30的电阻具有负温度系数相关性），那么，当温度升高时，第二元器件30的电阻Rj减小和/或第一元器件20的电阻R增大，进而使得Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的氮化镓器件的Ids下降。当温度降低时，第二元器件30的电阻Rj增大和/或第一元器件20的电阻R减小，Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度下降导致的氮化镓器件的Ids增加。如此，本申请便可以实现温度自补偿功能。需要说明的是，DC频段即代表直流频段。由于当针对氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出正温度系数时的原理，与针对氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出负温度系数时的原理相同，本领域技术人员可以通过Ids随温度呈负温度系数时简单推理得到，故本申请对Ids随温度呈现出正温度系数的原理不再赘述。
请参照图5，在本实施例中，当将由滤波器10、第一元器件20和第二元器件30形成的温补电路集成在器件本体GaN HEMT上时，则可以通过在器件本体的栅极输入端处形成多个谐振器，并通过将多个谐振器进行合适搭建得到滤波器10，并通过在器件本体的栅极和器件本体的源极之间形成第二元器件30得到。如图5所示，图5是通过三个谐振器（分别为第一谐振器11、第二谐振器12和第三谐振器13）搭建得到滤波器10为例进行的示例说明。在该示例下，三个谐振器的上电极和下电极之间的压电层的材料可以为AlN、ZnO或PZT等。第二元器件30可以是通过采用期间本体的二维电子气构成的，当第二元器件30为电阻时，其材料可以为氮化坦、镍铬等电阻材料。
综上所述，本申请提供的具有温度补偿功能的氮化镓器件包括器件本体、滤波器10、第一元器件20和第二元器件30；滤波器10和第一元器件20并联以形成第一支路，第一支路连接于器件本体的栅极输入端，第二元器件30的一端连接于栅极输入端与第一支路之间，第二元器件30的另一端与器件本体的源极连接；其中，
Figure F_210929093534505_505336005
，Vgdc为器件本体的输入电压，Rj为第二元器件30的电阻，R为第一元器件20的电阻，Vgs为器件本体的偏置电压，第一元器件20的电阻和第二元器件30的电阻中至少一个具有温度系数相关性。这样，以针对氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出负温度系数为例，当温度升高时，第二元器件30的电阻Rj减小和/或第一元器件20的电阻R增大，进而使得Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的氮化镓器件的Ids下降；当温度降低时，第二元器件30的电阻Rj增大和/或第一元器件20的电阻R减小，Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度上升导致的氮化镓器件的Ids增加，如此，本申请便可以实现温度自补偿功能。同时，由于本申请通过将第一元器件20的电阻和/或第二元器件30的电阻设置成具有温度相关性，这样，当温度上升或者下降时，第一元器件20和第二元器件30能够直接反馈至由滤波器10、第一元器件20和第二元器件30构成的温补电路，而无需像现有技术一样配置用于温度检测的相关元器件（例如温度传感器），因此，在一定程度上，本申请相对现有技术而言，元器件数量较少，能够有效降低整个器件的体积，有利于小型化的市场需求。
氮化镓高电子迁移率晶体管的偏置电流存在正温度系数和负温度系数两种情况，如图1所示。晶体管温度系数特性决定于偏置电流的大小：当偏置电流小于该临界点（图示三条曲线的交点处，对应纵坐标在0.2附近），氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出正温度系数；当偏置电流大于该临界点，氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出负温度系数。因此，本申请基于该原理对由滤波器10、第一元器件20和第二元器件30形成的温补电路进行设计。
示例地，在第一种实施例中，氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出负温度系数。即，在该实施例中，上述第一元器件20的电阻具有正温度系数相关性，和/或，上述第二元器件30的电阻具有负温度系数相关性。针对这种情况，以下针对不同的可能性进行举例说明。
可选地，在该实施例中，上述第一元器件20和第二元器件30的类型包括多种多样，为便于理解和说明，下文将以示例的方式进行举例说明。
在第一种情况下，如图2所示，第一元器件20为固定电阻，第二元器件30为具有负温度系数的二极管，具有负温度系数的二极管自器件本体的源极的方向朝向器件本体的栅极的方向导通。
这时，当温度升高时，Rj减小，Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids下降；当温度降低时，电阻Rj增大，Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids增加。
在第二种情况下，如图6所示，第一元器件20为固定电阻，第二元器件30为具有负温度系数的三极管，具有负温度系数的三极管的源极与器件本体的源极连接、具有负温度系数的三极管的漏极与器件本体的栅极输入端连接，具有负温度系数的三极管的栅极与具有负温度系数的三极管的漏极短接。
该情况下，当温度升高或者温度下降时，其原理与第一种情况的原理相同，故此处不再重复说明。另外，当第二元器件30为具有负温度系数的三极管时，示例地，三极管可以是MOS FET、HBT或HEMT。当三极管为MOS FET或HEMT时：需要将MOS FET和HEMT的栅极和漏极短接。当三极管为HBT时，需要将HBT的集电极和基极短接。
在第三种情况下，如图7所示，第一元器件20为固定电阻，第二元器件30为具有负温度系数的电阻。
该情况下，当温度升高或者温度下降时，其原理与第一种情况的原理相同，故此处不再重复说明。
在该情况下，为防止射频信号短路到底，示例地，在本实施例中，第二元器件30的Rj的电阻值大于500Ohm。
在第四种情况下，如图8所示，第一元器件20为具有正温度系数的电阻，第二元器件30为固定电阻。
这时，当温度升高时，R增大，Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids下降；当温度降低时，电阻R减小，Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids增加。
还有，在该情况下，为避免射频信号短路到底，示例地，在本实施例中，第二元器件30的Rj的电阻值大于500Ohm。
在第五种情况下，如图9所示，第一元器件20为具有正温度系数的电阻，第二元器件30为具有负温度系数的电阻。
这时，当温度升高时，R增大且Rj减小，Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids下降；当温度降低时，电阻R减小且Rj增大，Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids增加。
在第六种情况下，如图10所示，第一元器件20为第一固定电阻，第二元器件30包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的第二固定电阻和具有负温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有负温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
即，第二元器件30包括第二固定电阻和具有负温度系数的二极管两个元器件。这样，当温度升高时，Rj减小（具体为负温度系数的二极管的结电阻减小），Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids下降；当温度降低时，Rj增大（具体为负温度系数的二极管的结电阻增大），Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids增加。
在第七种情况下，如图11所示，第一元器件20为第一固定电阻，第二元器件30包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的具有负温度系数的电阻和具有负温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有负温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
这时，当温度升高时，Rj减小（负温度系数的电阻减小，且负温度系数的二极管的结电阻减小），Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids下降；当温度降低时，Rj增大（负温度系数的二极管的结电阻增大，且负温度系数的电阻也增大），Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids增加。
在第八种情况下，如图12所示，第一元器件20为具有正温度系数的电阻，第二元器件30包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的具有负温度系数的电阻和具有负温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有负温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
在这种情况下，当温度升高时，R增大且Rj减小（负温度系数的电阻减小，且负温度系数的二极管的结电阻减小），Vgdc×Rj/(Rj+R)减小，从而实现Vgs的绝对值减小，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids下降；当温度降低时，R减小且Rj增大（负温度系数的二极管的结电阻增大，且负温度系数的电阻也增大），Vgdc×Rj/(Rj+R)增加，从而实现Vgs的绝对值增加，从而补偿因温度上升导致的器件本体GaN HEMT的Ids增加。
示例地，在第二种实施例中，氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出正温度系数。即，在该实施例中，上述第一元器件20的电阻具有负温度系数相关性，和/或，上述第二元器件30的电阻具有正温度系数相关性。针对这种情况，以下针对不同的可能性进行举例说明。
可选地，在该实施例中，上述第一元器件20和第二元器件30的类型也包括多种多样，为便于理解和说明，下文将以示例的方式进行举例说明。
在第一种情况下，如图2所示，第一元器件20为固定电阻，第二元器件30为具有正温度系数的二极管，具有正温度系数的二极管自器件本体的源极的方向朝向器件本体的栅极的方向导通。
在第二种情况下，如图6所示，第一元器件20为固定电阻，第二元器件30为具有正温度系数的三极管，具有正温度系数的三极管的源极与器件本体的源极连接、具有正温度系数的三极管的漏极与器件本体的栅极输入端连接，具有正温度系数的三极管的栅极与具有正温度系数的三极管的漏极短接。
在第三种情况下，如图7所示，第一元器件20为固定电阻，第二元器件30为具有正温度系数的电阻。
在第四种情况下，如图8所示，第一元器件20为具有负温度系数的电阻，第二元器件30为固定电阻。
在第五种情况下，如图9所示，第一元器件20为具有负温度系数的电阻，第二元器件30为具有正温度系数的电阻。
在第六种情况下，如图10所示，第一元器件20为第一固定电阻，第二元器件30包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的第二固定电阻和具有正温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有正温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
在第七种情况下，如图11所示，第一元器件20为第一固定电阻，第二元器件30包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的具有正温度系数的电阻和具有正温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有正温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
在第八种情况下，如图12所示，第一元器件20为具有负温度系数的电阻，第二元器件30包括串联连接于器件本体的源极和第一节点之间的具有正温度系数的电阻和具有正温度系数的二极管，第一节点为栅极输入端与第一支路的连接点，具有正温度系数的二极管自器件本体的源极朝向第一节点的方向导通。
由于该第二实施例中提供的八种情况与第一实施例中提供的八种情况的原理相同，本领域技术人员能够通过第一实施例中提供的八种情况的原理说明简单推导得到第二实施例中的八种情况的原理，因此，为避免赘述，本申请不再针对第二实施例中的八种情况进行逐个原理说明。
在本实施例中，可选地，如图2和图5所示，滤波器10包括串联支路和至少一个并联支路，并联支路的一端连接于串联支路的相邻两个串联谐振器之间、另一端接地；串联支路的两端分别与第一元器件20的两端连接。需要说明的是，图2和图5示出的仅为当滤波器10是由三个谐振器搭建而成的情况，此仅为举例说明，并非是对滤波器10的搭建方式的唯一限制。在其他的实施例中，滤波器10还可以是通过超过三个谐振器搭建而成的。
示例地，在第三种实施例中，第一元器件20的电阻具有正温度系数相关性，第二元器件30的电阻具有正温度系数相关性，且在温度变化ΔT时，第一元器件20的电阻的变化值与第二元器件30的电阻的变化值不同；或者，第一元器件20的电阻具有负温度系数相关性，第二元器件30的电阻具有负温度系数相关性，且在温度变化ΔT时，第一元器件20的电阻的变化值与第二元器件30的电阻的变化值不同。
需要说明的是，当第一元器件20和第二元器件30的电阻均具有正温度系数相关性时，在温度变化ΔT时，可以是第一元器件20的电阻的变化值大于第二元器件30的电阻的变化值，也可以是第一元器件20的电阻的变化值小于第二元器件30的电阻的变化值。当第一元器件20的电阻的变化值大于第二元器件30的电阻的变化值时，氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出负温度系数；当第一元器件20的电阻的变化值小于第二元器件30的电阻的变化值时，氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出正温度系数。
当第一元器件20和第二元器件30的电阻均具有负温度系数相关性时，在温度变化ΔT时，可以是第一元器件20的电阻的变化值大于第二元器件30的电阻的变化值，也可以是第一元器件20的电阻的变化值小于第二元器件30的电阻的变化值。当第一元器件20的电阻的变化值大于第二元器件30的电阻的变化值时，氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出正温度系数；当第一元器件20的电阻的变化值小于第二元器件30的电阻的变化值时，氮化镓高电子迁移率晶体管漏极电流Ids随温度呈现出负温度系数。
另外，在该实施例中，第一元器件20的元件类型和第二元器件30的元件类型本领域技术人员可以自行选择，例如，可以都选择电阻，也可以都选择晶体管，或者，也可以一个选择电阻一个选择晶体管等，本申请不做具体限制。
以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (12)

1.一种具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，包括器件本体、滤波器、第一元器件和第二元器件；所述滤波器和所述第一元器件并联以形成第一支路，所述第一支路连接于所述器件本体的栅极输入端，所述第二元器件的一端连接于所述栅极输入端与所述第一支路之间，所述第二元器件的另一端与所述器件本体的源极连接；其中，
Figure F_210929093531731_731393001
，
所述Vgdc为所述器件本体的输入电压，所述Rj为所述第二元器件的电阻，所述R为所述第一元器件的电阻，所述Vgs为所述器件本体的偏置电压，所述第一元器件的电阻和所述第二元器件的电阻中至少一个具有温度系数相关性。
2.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件的电阻具有正温度系数相关性，和/或，所述第二元器件的电阻具有负温度系数相关性。
3.根据权利要求2所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有负温度系数的二极管，所述具有负温度系数的二极管自所述器件本体的源极的方向朝向所述器件本体的栅极的方向导通；或者，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有负温度系数的三极管，所述具有负温度系数的三极管的源极与所述器件本体的源极连接、所述具有负温度系数的三极管的漏极与所述器件本体的栅极输入端连接，所述具有负温度系数的三极管的栅极与所述具有负温度系数的三极管的漏极短接。
4.根据权利要求2所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有负温度系数的电阻；或者，所述第一元器件为具有正温度系数的电阻，所述第二元器件为固定电阻。
5.根据权利要求2所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件为具有正温度系数的电阻，所述第二元器件为具有负温度系数的电阻；或者，所述第一元器件为第一固定电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的第二固定电阻和具有负温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有负温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通。
6.根据权利要求2所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件为第一固定电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的具有负温度系数的电阻和具有负温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有负温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通；或者，所述第一元器件为具有正温度系数的电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的具有负温度系数的电阻和具有负温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有负温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通。
7.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件的电阻具有负温度系数相关性，和/或，所述第二元器件的电阻具有正温度系数相关性。
8.根据权利要求7所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有正温度系数的二极管，所述具有正温度系数的二极管自所述器件本体的源极的方向朝向所述器件本体的栅极的方向导通；或者，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有正温度系数的三极管，所述具有正温度系数的三极管的源极与所述器件本体的源极连接、所述具有正温度系数的三极管的漏极与所述器件本体的栅极输入端连接，所述具有正温度系数的三极管的栅极与所述具有正温度系数的三极管的漏极短接。
9.根据权利要求7所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件为固定电阻，所述第二元器件为具有正温度系数的电阻；或者，所述第一元器件为具有负温度系数的电阻，所述第二元器件为固定电阻。
10.根据权利要求7所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件为具有负温度系数的电阻，所述第二元器件为具有正温度系数的电阻；或者，所述第一元器件为第一固定电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的第二固定电阻和具有正温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有正温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通。
11.根据权利要求7所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件为第一固定电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的具有正温度系数的电阻和具有正温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有正温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通；或者，所述第一元器件为具有负温度系数的电阻，所述第二元器件包括串联连接于所述器件本体的源极和第一节点之间的具有正温度系数的电阻和具有正温度系数的二极管，所述第一节点为所述栅极输入端与所述第一支路的连接点，所述具有正温度系数的二极管自所述器件本体的源极朝向所述第一节点的方向导通。
12.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的氮化镓器件，其特征在于，所述第一元器件的电阻具有正温度系数相关性，所述第二元器件的电阻具有正温度系数相关性，且在温度变化ΔT时，所述第一元器件的电阻的变化值与所述第二元器件的电阻的变化值不同；
或者，所述第一元器件的电阻具有负温度系数相关性，所述第二元器件的电阻具有负温度系数相关性，且在温度变化ΔT时，所述第一元器件的电阻的变化值与所述第二元器件的电阻的变化值不同。
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