CN205509987U - 一种FDD系统GaN功率管的栅极偏置电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种FDD系统GaN功率管的栅极偏置电路，其包括：包括：运算放大器U1、场效应晶体管U2、场效应晶体管U3、漏极PMOS场效应晶体管U4、48V转+5V电源芯片U5,一个+5V转‑5V电源芯片U6、电位器R1以及电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9。其中，U1、U5、U6和R1、R2、R3、R4构成栅极供电电路；U2、U3、U4、U6和R5、R6、R7、R8、R9构成漏极延时电路。本实用新型可实现给GaN功率管栅极提供负压偏置，并保证栅压先上电2毫秒后漏压才能接通，保护GaN功率管不会因为栅压过高而烧毁。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信领域，更具体说，它涉及一种FDD系统GaN功率管的栅极偏置电路。
背景技术
在无线通信系统中，射频功率放大器是整个无线信号传输的关键器件，它的作用是将直流电源提供的功率转化为射频功率传输出去。功放模块的效率和带宽是衡量功率放大器性能的最重要的参数之一。
目前，在我们的移动通信产品中，对功率放大器提出了更高的要求，最重要的指标就是效率要高，带宽要宽。GaN HEMT器件因为其截止频率高，效率高，带宽宽越来越受到人们的重视。但是和LDMOS不同，GaN HEMT需要负栅压偏置，如果在未上栅压或者栅压为0而漏压正常的情况下，哪怕1ms的时间也足够让GaN功率管烧毁。
本实用新型的内容是通过硬件电路实现GaN功率管的上电时序，保证只有在栅压已经提供的情况下，漏压延时至少2ms才能加到GaN功率管漏极，从而保护功率管。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，而提供一种FDD系统GaN功率管的栅极偏置电路。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。这种FDD系统GaN功率管的模拟栅极偏置电路，包括：包括：运算放大器U1、场效应晶体管U2、场效应晶体管U3、漏极PMOS场效应晶体管U4、48V转+5V电源芯片U5,一个+5V转-5V电源芯片U6、电位器R1以及电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9；其中，U1、U5、U6和R1、R2、R3、R4构成栅极供电电路；U2、U3、U4、U6和R5、R6、R7、R8、R9构成漏极延时电路。
所述偏置电路中，电源芯片U5输入接48V，输出为+5V；电源芯片U6输入接+5V，输出为-5V，电源芯片U6同时还设置一功能脚POK；电位器R1，电阻R2与电源芯片U6的输出-5V相连；运算放大器U1同相输入端与电位器R1相连，反向输入端与电阻R3、R4相连提供比例放大电路；运算放大器U1输出端给GaN功率管提供负的栅压Vgs；电源芯片的功能脚POK通过电阻R5与场效应晶体管U2栅极相连，场效应晶体管U2源极接地，场效应晶体管U2漏极通过上拉电阻连接+5V,同时场效应晶体管U2漏极通过电阻R7与场效应晶体管U3栅极相连，场效应晶体管U3源级接地，场效应晶体管U3通过电阻R8、R9连接到48V，漏极PMOS场效应晶体管U4源级接48V，漏极PMOS场效应晶体管U4漏极输出接VDD，漏极PMOS场效应晶体管U4栅极连接电阻R8、R9共用端。
本实用新型的有益效果是：该电路给GaN功率管栅极提供负压偏置，并保证栅压先上电2毫秒后漏压才能接通，保护GaN功率管不会因为栅压过高而烧毁。
附图说明
图1是本实用新型GaN功率管的栅极偏置电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。
如图1所示，这种FDD系统GaN功率管的模拟栅极偏置电路，包括：包括：运算放大器U1、场效应晶体管U2、场效应晶体管U3、漏极PMOS场效应晶体管U4、48V转+5V电源芯片U5,一个+5V转-5V电源芯片U6、电位器R1以及电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9；其中，U1、U5、U6和R1、R2、R3、R4构成栅极供电电路；U2、U3、U4、U6和R5、R6、R7、R8、R9构成漏极延时电路。
所述偏置电路中，电源芯片U5输入接48V，输出为+5V；电源芯片U6输入接+5V，输出为-5V，电源芯片U6同时还设置一功能脚POK；电位器R1，电阻R2与电源芯片U6的输出-5V相连；运算放大器U1同相输入端与电位器R1相连，反向输入端与电阻R3、R4相连提供比例放大电路；运算放大器U1输出端给GaN功率管提供负的栅压Vgs；电源芯片的功能脚POK通过电阻R5与场效应晶体管U2栅极相连，场效应晶体管U2源极接地，场效应晶体管U2漏极通过上拉电阻连接+5V,同时场效应晶体管U2漏极通过电阻R7与场效应晶体管U3栅极相连，场效应晶体管U3源级接地，场效应晶体管U3通过电阻R8、R9连接到48V，漏极PMOS场效应晶体管U4源级接48V，漏极PMOS场效应晶体管U4漏极输出接VDD，漏极PMOS场效应晶体管U4栅极连接电阻R8、R9共用端。
其实现过程如下：
(1)48V上电瞬间，漏极PMOS场效应晶体管U4截止，VDD＝0；电源芯片U5、U6未启动，Vgs＝0,功率管处于未上电状态；
(2)48V上电后，电源芯片U5输出+5V,此时电源芯片U6输入+5V，-5V从0开始逐渐降低到-5V。在-5V输出电压从0V下降到-4.75V时，POK输出高电平5V。在输出-4.75V时,POK＝5V,运算放大器U1导通，VGS已经产生负的电压。但是此时，场效应晶体管U2导通，场效应晶体管U3截止，漏极PMOS场效应晶体管U4截止。VDD＝0，此时栅压已经正常供电；
(3)运算放大器当U1输出小于-4.75并逐步向-5V靠拢的时候，POK输出低电平，此时栅极负电压正常提供，场效应晶体管U2截止，场效应晶体管U3和漏极PMOS场效应晶体管U4导通，VDD＝48V。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (2)
1.一种FDD系统GaN功率管的栅极偏置电路，其特征在于：包括：包括：运算放大器U1、场效应晶体管U2、场效应晶体管U3、漏极PMOS场效应晶体管U4、48V转+5V电源芯片U5,一个+5V转-5V电源芯片U6、电位器R1以及电阻R2、R3、R4 、R5、R6、R7、R8、R9；其中，U1、U5、U6和R1、R2、R3、R4构成栅极供电电路； U2、U3、U4 、U6和R5、R6、R7、R8、R9构成漏极延时电路。
2.根据权利要求1所述的FDD系统GaN功率管的栅极偏置电路，其特征在于：所述偏置电路中，电源芯片U5输入接48V，输出为+5V；电源芯片U6输入接+5V，输出为-5V，电源芯片U6同时还设置一功能脚POK；电位器R1，电阻R2与电源芯片U6的输出-5V相连；运算放大器U1同相输入端与电位器R1相连，反向输入端与电阻R3、R4相连提供比例放大电路；运算放大器U1输出端给GaN功率管提供负的栅压Vgs；电源芯片的功能脚POK通过电阻R5与场效应晶体管U2栅极相连，场效应晶体管U2源极接地，场效应晶体管U2漏极通过上拉电阻连接+5V,同时场效应晶体管U2漏极通过电阻R7与场效应晶体管U3栅极相连，场效应晶体管U3源级接地，场效应晶体管U3通过电阻R8、R9连接到48V，漏极PMOS场效应晶体管U4源级接48V，漏极PMOS场效应晶体管U4漏极输出接VDD，漏极PMOS场效应晶体管U4栅极连接电阻R8、R9共用端。
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|---|---|---|---|---|
| CN107528553A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-29 | 中国电子科技集团公司第七研究所 | 一种GaN功放管偏置保护电路 |
| CN111123752A (zh) * | 2018-10-30 | 2020-05-08 | 上海诺基亚贝尔股份有限公司 | 一种电源时序电路和供电方法 |
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2015
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| CN107528553B (zh) * | 2017-06-28 | 2020-08-18 | 中国电子科技集团公司第七研究所 | 一种GaN功放管偏置保护电路 |
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