CN208608971U - 一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路，涉及脉冲调制电路技术领域，本实用新型包括MOSFET驱动器和与MOSFET连接的调制脉冲，所述MOSFET驱动器为半桥MOSFET驱动器，所述半桥MOSFET驱动器分别连接有MOSFET管A和MOSFET管B，MOSFET管A和MOSFET管B的栅极分别与半桥MOSFET驱动器连接，其中MOSFET管A的漏极连接有电源电压VDD，源极分别与功率放大模块和MOSFET管B的漏极连接，MOSFET管B的源极接地，本实用新型能够确保功率放大模块的工作状态的迅速转换，避免拖尾，提高了发射射频信号关断比，提高了功率放大模块的工作速度，使得功率放大模块的工作效率得到保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及脉冲调制电路技术领域，更具体的是涉及一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路。
背景技术
目前，雷达系统已广泛应用在国防和民用产品中，对人们日常生活产生深远的影响，脉冲功率放大器是雷达系统的关键模块，决定了整个系统的性能，它是指在控制信号的作用下输出间断射频信号的功率放大器，随着雷达、通信技术的不断提高，要求固态功放在脉冲工作状态时，具有高的发射射频信号的关断比和功放工作效率。
脉冲功率放大器电路中，脉冲调制器电路的输入脉冲信号包含高电平和低电平，当脉冲信号为高电平时，脉冲功率放大器处于发射状态；当脉冲信号为低电平时，脉冲功率放大器处于关闭状态，将功率放大器简化成一个场效应管，脉冲调制器的实现方式包括栅极调制和漏极调制。
传统的漏极调制脉冲功率放大器一般包括脉冲调制器电路和功率放大器电路两个相对独立的模块，脉冲调制电路由单晶体管实现，脉冲信号控制晶体管的导通和关断，从而控制功率放大器的工作状态，但由于现有的脉冲调制器电路由单晶体管实现，容易导致发射射频信号关断比较小，使得功率放大器电路工作状态转换存在延迟，工作速度和工作效率得不到保障。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为了解决现有的脉冲调制器电路由单晶体管实现，容易导致发射射频信号关断比较小，使得功率放大器电路工作状态转换存在延迟，工作速度和工作效率得不到保障的问题，本实用新型提供一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路，包括MOSFET驱动器和与MOSFET连接的调制脉冲，其特征在于：所述MOSFET驱动器为半桥MOSFET驱动器，所述半桥MOSFET驱动器分别连接有MOSFET管A和MOSFET管B，MOSFET管A和MOSFET管B的栅极分别与半桥MOSFET驱动器连接，其中MOSFET管A的漏极连接有电源电压VDD，源极分别与功率放大模块和MOSFET管B的漏极连接，MOSFET管B的源极接地。
进一步的，所述半桥MOSFET驱动器的型号为MIC4102YM，半桥MOSFET驱动器的1脚与6脚连接并且连接有+10V电压，调制脉冲与半桥MOSFET驱动器的5脚连接，半桥MOSFET驱动器的7脚接地；
半桥MOSFET驱动器的3脚与型号为SQ4946AEY的MOSFET管A的栅极连接，并且还连接有电阻R2，电阻R2的另一端与半桥MOSFET驱动器的4脚连接并且还连接有电阻R3，电阻R3的另一端与半桥MOSFET驱动器的8脚连接，半桥MOSFET驱动器的2脚与4脚之间串联有自举电容C3，半桥MOSFET驱动器的8脚与型号为Si2392ADS的MOSFET管B的栅极连接，MOSFET管B的漏极与半桥MOSFET驱动器的4脚连接。
进一步的，所述MOSFET管A和MOSFET管B均为N沟道MOSFET管。
进一步的，所述MOSFET管A的漏极连接有储能电容模块，所述储能电容模块包括一个或多个相互并联的多层瓷片电容。
本实用新型的工作原理为：
当调制脉冲为高电平时，半桥MOSFET驱动器的3脚HO输出为高电平，4脚HS输出为低电平，则MOSFET管A的栅源电压VGS为正偏压，MOSFET管A导通，与MOSFET管A源极连接的功率放大模块工作；
当调制脉冲变为低电平时，半桥MOSFET驱动器的3脚HO输出为低电平，4脚HS输出为高电平，则MOSFET管A截止，MOSFET管B导通，功率放大模块与MOSFET管B的源极等电位即接地，则功率放大模块不工作。
本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型利用N沟道MOSFET管可以作开关这一特性，由栅极电压控制MOSFET管的开关状态，采用半桥MOSFET驱动器与调制脉冲的配合，分别控制MOSFET管A和MOSFET管B的导通和截止，MOSFET管A和MOSFET管B以推挽方式存在于电路中，能够确保功率放大模块的工作状态的迅速转换，避免拖尾，提高了发射射频信号关断比，提高了功率放大模块的工作速度，使得功率放大模块的工作效率得到保障。
2、本实用新型的电路结构当MOSFET管A导通的瞬间，半桥MOSFET驱动器的4脚HS的电压为电源电压VDD，由于自举电容C3两端的电压值不能突变，则半桥MOSFET驱动器的2脚HB的电压为VDD+10V，当调制脉冲由低电平变为高电平时，半桥MOSFET驱动器的3脚HO输出电压为VDD+10V，所以MOSFET管A的栅源电压VGS＝VDD+10V-VDD＝+10V，无论电源电压VDD是多少，而MOSFET管A的VGS恒定为+10V偏置电压，能够确保MOSFET管可靠工作。
3、本实用新型的半桥MOSFET驱动器直接与MOSFET管A和MOSFET管B连接，确保了高频率的调制脉冲不会在引线上产生电感效应，避免调制脉冲产生不必要的振荡。
4、本实用新型的MOSFET管A的漏极连接有储能电容模块，在MOSFET管A导通的瞬间储能电容模块瞬时放电，能够使得在调制脉冲的正脉冲宽度内确保射频放大信号顶部平坦，使得功率放大模块的输出功率顶降得到保障。
5、本实用新型半桥MOSFET驱动器的2脚和4脚之间连接有自举电容C3，能够确保MOSFET管A的栅极电压得到很好的上升和下降时间，确保电路稳定工作。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路，包括MOSFET驱动器和与MOSFET连接的调制脉冲，所述MOSFET驱动器为型号为MIC4102YM的半桥MOSFET驱动器，所述半桥MOSFET驱动器分别连接有N沟道MOSFET管A和N沟道MOSFET管B；
半桥MOSFET驱动器的1脚与6脚连接并且连接有+10V电压，半桥MOSFET驱动器的1脚还连接有两并联的滤波电容C1和滤波电容C2，调制脉冲与半桥MOSFET驱动器的5脚连接，并且还连接有另一端接地的电阻R1，半桥MOSFET驱动器的7脚接地；
半桥MOSFET驱动器的3脚与型号为SQ4946AEY的MOSFET管A的栅极连接，并且还连接有电阻R2，MOSFET管A的漏极连接有电源电压VDD，电阻R2的另一端与半桥MOSFET驱动器的4脚连接并且还连接有电阻R3，电阻R3的另一端与半桥MOSFET驱动器的8脚连接，半桥MOSFET驱动器的2脚与4脚之间串联有自举电容C3，半桥MOSFET驱动器的8脚与型号为Si2392ADS的MOSFET管B的栅极连接，MOSFET管B的漏极分别与半桥MOSFET驱动器的4脚、MOSFET管A的源极以及功率放大模块连接，MOSFET管B的源极接地；
本实施例中的功率放大模块由多个氮化镓MMIC芯片并联组成，MOSFET管A的源极与多个氮化镓MMIC芯片的漏极连接，完成漏极调制；由于氮化镓MMIC芯片的工作电压高达几十伏，而MOSFET管的栅源极限电压为±20V，所以本实施例采用半桥MOSFET驱动器完成对高电压的脉冲调制，使功率放大模块能够在给定的调制脉冲重复频率下工作；功率放大模块供电由多个场效应管并联组成，单个场效应管的内阻在高低温范围内会有变化，采用多个场效应管并联的方式既增大了输出电流，又能够降低内阻的变化值，降低输出脉冲幅值随温度的变化范围；
当MOSFET管A导通的瞬间，半桥MOSFET驱动器的4脚HS的电压为电源电压VDD，由于自举电容C3两端的电压值不能突变，则半桥MOSFET驱动器的2脚HB的电压为VDD+10V，当调制脉冲由低电平变为高电平时，半桥MOSFET驱动器的3脚HO输出电压为VDD+10V，所以MOSFET管A的栅源电压VGS＝VDD+10V-VDD＝+10V，无论电源电压VDD是多少，而MOSFET管A的VGS恒定为+10V偏置电压，能够确保MOSFET管可靠工作。
本实施例的工作原理为：
当调制脉冲为高电平时，半桥MOSFET驱动器的3脚HO输出为高电平，4脚HS输出为低电平，则MOSFET管A的栅源电压VGS为正偏压，MOSFET管A导通，与MOSFET管A源极连接的功率放大模块工作；
当调制脉冲变为低电平时，半桥MOSFET驱动器的3脚HO输出为低电平，4脚HS输出为高电平，则MOSFET管A截止，MOSFET管B导通，功率放大模块与MOSFET管B的源极等电位即接地，则功率放大模块不工作。
本实施例利用N沟道MOSFET管可以作开关这一特性，由栅极电压控制MOSFET管的开关状态，采用半桥MOSFET驱动器与调制脉冲的配合，分别控制MOSFET管A和MOSFET管B的导通和截止，MOSFET管A和MOSFET管B以推挽方式存在于电路中，能够确保功率放大模块的工作状态的迅速转换，保证了纳秒级的开关速度，避免拖尾，提高了发射射频信号关断比，使得功率放大模块的工作效率得到保障；并且本实施例中的偏置网络结构简单，驱动功耗小，且具有宽带特性和大的功率容量，能够提供很高的开关速度。
实施例2
本实施例在实施例1的基础之上进一步优化，具体是：
所述MOSFET管A的漏极连接有储能电容模块，所述储能电容模块包括三个相互并联的多层瓷片电容，每个多层瓷片电容的一端分别与MOSFET管A的漏极连接，另一端均接地，在MOSFET管A导通的瞬间各多层瓷片电容瞬时放电，能够确保放大的射频信号脉内顶部平坦。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路，包括MOSFET驱动器和与MOSFET连接的调制脉冲，其特征在于：所述MOSFET驱动器为半桥MOSFET驱动器，所述半桥MOSFET驱动器分别连接有MOSFET管A和MOSFET管B，MOSFET管A和MOSFET管B的栅极分别与半桥MOSFET驱动器连接，其中MOSFET管A的漏极连接有电源电压VDD，源极分别与功率放大模块和MOSFET管B的漏极连接，MOSFET管B的源极接地。
2.根据权利要求1所述的一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路，其特征在于：所述半桥MOSFET驱动器的型号为MIC4102YM，半桥MOSFET驱动器的1脚与6脚连接并且连接有+10V电压，调制脉冲与半桥MOSFET驱动器的5脚连接，半桥MOSFET驱动器的7脚接地；
半桥MOSFET驱动器的3脚与型号为SQ4946AEY的MOSFET管A的栅极连接，并且还连接有电阻R2，电阻R2的另一端与半桥MOSFET驱动器的4脚连接并且还连接有电阻R3，电阻R3的另一端与半桥MOSFET驱动器的8脚连接，半桥MOSFET驱动器的2脚与4脚之间串联有自举电容C3，半桥MOSFET驱动器的8脚与型号为Si2392ADS的MOSFET管B的栅极连接，MOSFET管B的漏极与半桥MOSFET驱动器的4脚连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路，其特征在于：所述MOSFET管A和MOSFET管B均为N沟道MOSFET管。
4.根据权利要求1所述的一种氮化镓微波集成电路脉冲调制电路，其特征在于：所述MOSFET管A的漏极连接有储能电容模块，所述储能电容模块包括一个或多个相互并联的多层瓷片电容。
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| CN111431510A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-17 | 恒为科技（上海）股份有限公司 | 一种脉冲信号产生电路及电子设备 |
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