偏置电路、功率开关及功率芯片制造技术

本申请提供一种偏置电路、功率开关及功率芯片。该偏置电路包括：第一节点、第二节点和二极管模块；第一节点用于接受外部供电，第二节点用于与外部功率开关管的栅极连接；其中，功率开关管的漏极连接射频传输线；二极管模块，阴极与第一节点连接，阳极与第二节点连接。本申请能够在不增加功率开关管的插入损耗的同时保证功率开关管的工作可靠性。时保证功率开关管的工作可靠性。时保证功率开关管的工作可靠性。

【技术实现步骤摘要】
偏置电路、功率开关及功率芯片


[0001]本申请涉及射频开关
，尤其涉及一种偏置电路、功率开关及功率芯片。

技术介绍

[0002]GaN HEMT(GaAs PHEMT)射频功率开关一般接在功率放大器后级，用于进行大功率射频信号的分路切换。耐功率和插入损耗是评价GaN HEMT(GaAs PHEMT)射频功率开关性能的关键指标。一般而言，功率开关的耐功率越大，其插入损耗就会越大，导致工作效率变低。耐功率越小，在大功率射频信号通过时容易降低功率开关的可靠性。
[0003]申请人发现，射频功率开关电路插入损耗减小，会极大提升该开关电路的效率。因此，亟需一种方式，在不增加插入损耗的基础上保证功率开关的可靠性。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种偏置电路、功率开关及功率芯片，以解决在不增加插入损耗的基础上保证功率开关的可靠性的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种偏置电路，包括：第一节点、第二节点和二极管模块；
[0006]第一节点用于接受外部供电，第二节点用于与外部功率开关管的栅极连接；其中，功率开关管的漏极连接射频传输线；
[0007]二极管模块，阴极与第一节点连接，阳极与第二节点连接。
[0008]在一种可能的实现方式中，二极管模块包括电阻单元和二极管单元；
[0009]二极管单元，阴极分别与电阻单元的第一端和二极管模块的阴极连接，阳极分别与电阻单元的第二端和二极管模块的阳极连接。
[0010]在一种可能的实现方式中，电阻单元包括偏置电阻；偏置电阻，第一端与电阻单元的第一端连接，第二端与电阻单元的第二端连接。
[0011]在一种可能的实现方式中，二极管单元包括偏置二极管；偏置二极管，阳极与二极管单元的阳极连接，阴极与二极管单元的阴极连接。
[0012]在一种可能的实现方式中，偏置二极管为GaN肖特基二极管。
[0013]第二方面，本申请实施例提供了一种功率开关，包括如上第一方面的任一项偏置电路，该功率开关还包括功率开关管；功率开关管，栅极与偏置电路的第二节点连接，源极用于接地，漏极用于与射频传输线连接。
[0014]在一种可能的实现方式中，功率开关管为GaN功率开关管。
[0015]第三方面，本申请实施例提供了一种功率芯片，包括如上第二方面的任一项功率开关，该功率芯片还包括功率放大器；
[0016]功率放大器，信号输入端用于接收外部射频信号，信号输出端与功率开关的漏极连接。
[0017]在一种可能的实现方式中，功率芯片包括第一功率开关和第二功率开关；
[0018]功率放大器，第一信号输出端与第一功率开关的漏极连接，第二信号输出端与第二功率开关的漏极连接；第一信号输出端用于输出第一射频信号，第二信号输出端用于输出第二射频信号。
[0019]在一种可能的实现方式中，功率放大器为三级功率放大器。
[0020]本申请实施例提供一种偏置电路，包括第一节点、第二节点和二极管模块；第一节点用于接受外部供电，第二节点用于与外部功率开关管的栅极连接；二极管模块，阴极与第一节点连接，阳极与第二节点连接；通过设置二极管模块，便于消除功率开关管漏极向栅极泄露的摆幅电压，可以在不增加功率开关管的插入损耗的同时保证功率开关管的工作可靠性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本申请实施例提供的一种功率开关的应用场景；
[0023]图2是本申请实施例提供的一种偏置电路的结构示意图；
[0024]图3是本申请实施例提供的另一种偏置电路的结构示意图；
[0025]图4是本申请实施例提供的再一种偏置电路的结构示意图；
[0026]图5是本申请实施例提供的一种常规偏置的原理示意图；
[0027]图6是本申请实施例提供的一种常规偏置的栅根电压仿真图；
[0028]图7是本申请实施例提供的一种应用本申请偏置电路的栅根电压仿真图；
[0029]图8是本申请实施例提供的一种功率开关的结构示意图；
[0030]图9是本申请实施例提供的一种功率芯片的结构示意图；
[0031]图10是本申请实施例提供的另一种功率芯片的结构示意图；
[0032]图11是本申请实施例提供的再一种功率芯片的结构示意图。
具体实施方式
[0033]为了使本
的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。
[0034]本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
[0035]以下结合具体附图对本申请的实现进行详细的描述：
[0036]图1是本申请实施例提供的一种功率开关的应用场景，如图1所示，大功率GaN HEMT(GaAs PHEMT)功率开关2接在GaN(GaAs)功率放大器1后级。RFin用于接收外部射频信号，Rout1和Rout2用于对外发射射频信号。
[0037]耐功率和插入损耗是评价大功率GaN HEMT(GaAs PHEMT)功率开关2性能的关键指标。一般而言，耐功率越大，其插入损耗就会越大，导致整个发射通路效率变低。耐功率越小，在大功率射频信号通过GaN HEMT(GaAs PHEMT)功率开关2时，可能会导致GaN HEMT(GaAs PHEMT)功率开关2烧毁，降低工作可靠性。
[0038]申请人发现，功率开关电路的插入损耗减小0.2dB，通过功率开关电路后的效率会提升2
‑
5个百分点，在更大输出功率条件下改善效果会更加明显。因此，射频信号输出支路要求功率开关电路的插入损耗越小越好，同时要求功率开关电路具有较好的功率特性和可靠性，也即当有非常高的功率进入功率开关电路时，其插入损耗不会增大且不会烧毁。
[0039]申请人经过进一步研究发现，导致上述问题发生的原因是：若功率开关的漏极连接射频传输线，则在功率开关处于关状态时，漏极上的射频信号会泄露一部分摆幅电压到栅极上，导致功率开关的栅根电压不是标准电压，是叠加之后的摆幅电压。摆幅电压会导致功率开关的击穿电压变低，容易被击穿烧毁，功率开关的工作可靠性降低。
[0040]为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种偏置电路。图2是本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏置电路，其特征在于，包括：第一节点、第二节点和二极管模块；所述第一节点用于接受外部供电，所述第二节点用于与外部功率开关管的栅极连接；其中，所述功率开关管的漏极连接射频传输线；所述二极管模块，阴极与所述第一节点连接，阳极与所述第二节点连接。2.如权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述二极管模块包括电阻单元和二极管单元；所述二极管单元，阴极分别与所述电阻单元的第一端和所述二极管模块的阴极连接，阳极分别与所述电阻单元的第二端和所述二极管模块的阳极连接。3.如权利要求2所述的偏置电路，其特征在于，所述电阻单元包括偏置电阻；所述偏置电阻，第一端与所述电阻单元的第一端连接，第二端与所述电阻单元的第二端连接。4.如权利要求2所述的偏置电路，其特征在于，所述二极管单元包括偏置二极管；所述偏置二极管，阳极与所述二极管单元的阳极连接，阴极与所述二极管单元的阴极连接。5.如权利要求4所述的偏置电路，其特征在于，所述偏置二极管为Ga...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卅男，许春良，高茂原，刘帅，游恒果，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：