【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功率放大器，具体涉及一种gaas功率放大器的保护电路。
技术介绍
1、功率放大器是射频发射通路中的主要器件，其功能是将调制振荡电路产生的射频信号功率放大以馈送到天线上辐射出去。在5g时代，由于硅材料存在高频损耗、噪声大和低输出功率密度等特点，手机射频功率放大器开启了gaas（砷化镓）制程为主导的时代，在基站端，gan（氮化镓）材料凭借高频、高输出功率的优势大幅运用于基站功放器件中。
2、近几年，随着无线通信、卫星通信系统的发展，对功率放大链路的工作带宽和效率提出了更高的要求，宽带、大功率、 高效率 gaas功率放大器成为该应用领域的热点产品。然而gaas功率放大器是耗尽型器件，当栅极电压vgs等于零时，漏极电压vds与地之间的阻抗为零，此时若vds正向电压加到放大器漏极端，会导致漏极电流突然增加，接近短路状态，从而使放大器器件烧毁，如果栅极和漏极供电顺序不正确，漏极沟道的高电导率可能会导致器件烧毁，如何控制栅极和漏极的供电时序，以达到对gaas功率放大器漏极沟道进行保护是需要解决的一个技术问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供一种gaas功率放大器的保护电路，控制栅极和漏极的供电时序，以达到gaas功率放大器漏极沟道的保护作用。
2、具体方案如下：
3、一种gaas功率放大器的保护电路，它包括电压跟随器、电压减法器、电压比较器和nmos阈值检测电路，所述gaas功率放大器上设置有栅极电压控制端和漏极电压控制端，所述栅极电压
4、所述电压跟随器包括第一运算放大器，第一运算放大器上设置有第一运放正相输入端、第一运放反相输入端和第一运放输出端，其中，第一运放反相输入端与第一运放输出端电连接，第一运放输出端上设置有第一限流电阻，第一运放输出端通过第一限流电阻与栅极电压控制端电连接，第一运放正相输入端上设置有第二限流电阻，第二限流电阻的一端与第一运放正相输入端电连接，第二限流电阻的另一端与电压跟随器的输入端电连接。
5、所述电压减法器包括减法器第一电压输入端、减法器第二电压输入端和第二运算放大器，电压跟随器的输入端与减法器第二电压输入端电连接，减法器第二电压输入端和减法器第一电压输入端均通过第二运算放大器与电压比较器电连接。
6、所述第二运算放大器上设置有第二运放正相输入端、第二运放反相输入端和第二运放输出端，其中，第二运放正相输入端上设置有第三限流电阻和接地电阻，减法器第一电压输入端通过第三限流电阻与第二运放正相输入端电连接，减法器第一电压输入端还通过第三限流电阻与接地电阻电连接，所述第二运放反相输入端上设置有第四限流电阻和反馈电阻，减法器第二电压输入端通过第四限流电阻与第二运放反相输入端电连接，减法器第二电压输入端还通过第四限流电阻和反馈电阻与第二运放的输出端电连接，第二运放输出端与电压比较器电连接。
7、所述电压比较器包括比较电压输入端、参考电压输入端和第三运算放大器，电压减法器的输出端与比较电压输入端电连接，比较电压输入端和参考电压输入端均通过第三运算放大器与nmos阈值检测电路电连接。
8、所述第三运算放大器包括第三运放正相输入端、第三运放反相输入端和第三运放输出端，第三运放正相输入端设置有第五限流电阻，比较电压输入端通过第五限流电阻与第三运放正相输入端电连接，第三运放反相输入端设置有第六限流电阻，参考电压输入端通过第六限流电阻与第三运放反相输入端电连接，第三运放输出端设置有第七限流电阻，第三运放输出端通过第七限流电阻与nmos阈值检测电路电连接。
9、所述nmos阈值检测电路包括nmos管q1、pmos管q2和漏极供电端，所述nmos管的栅极与电压比较器的输出端电连接，所述nmos管的漏极上设置有第一分压电阻和第二分压电阻，所述nmos管的漏极通过第一分压电阻与pmos管的栅极电连接，所述nmos管的漏极还通过第一分压电阻和第二分压电阻与漏极供电端电连接，所述漏极供电端与pmos管的漏极电连接，pmos管的源极与漏极电压控制端电连接。
10、所述功率放大器还包括信号放大器，栅极电压控制端上设置有第一去耦电容和交流扼制第一电感，第一去耦电容的一端与电源地连接，第一去耦电容的另一端与栅极电压控制端电连接，栅极电压控制端通过交流扼制第一电感与信号放大器的输入端电连接，漏极电压控制端上设置有第二去耦电容和交流扼制第二电感，第二去耦电容的一端与电源地连接，第二去耦电容的另一端与漏极电压控制端电连接，漏极电压控制端通过交流扼制第二电感与信号放大器的输出端电连接。
11、所述功率放大器还包括射频信号输入端rfin、第一隔直电容、第二隔直电容和射频信号输出端rfout，射频信号输入端rfin通过第一隔直电容与信号放大器的输入端电连接，信号放大器的输出端通过第二隔直电容与射频信号输出端rfout电连接。。
12、本专利技术公开了一种gaas功率放大器的保护电路，提供电压比较器、减法器、nmos阈值检测电路，当栅极控制电压为负值且低于一定限值时，漏极供电才能正常开启，这样漏极供电始终在栅极供电之后，保证了gaas功率放大器正常工作，确保了负栅极供电始终出现在漏极电压之前，电路结构简单，由于是电路自身形成了闭环控制，供电顺序上响应时间短，可以极大程度上保护放大器器件不被损坏。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种GaAs功率放大器的保护电路，其特征在于：它包括电压跟随器（3）、电压减法器（4）、电压比较器（5）和NMOS阈值检测电路（6），所述GaAs功率放大器（1）上设置有栅极电压控制端（2）和漏极电压控制端（7），所述栅极电压控制端（2）与电压跟随器（3）的输出端电连接，电压跟随器的输入端（14）与电压减法器（4）的输入端电连接，电压减法器（4）的输出端与电压比较器（5）的输入端电连接，电压比较器（5）的输出端与NMOS阈值检测电路（6）电连接，所述NMOS阈值检测电路（6）与漏极电压控制端（7）电连接。
2.根据权利要求1所述的GaAs功率放大器的保护电路，其特征在于：所述电压跟随器（3）包括第一运算放大器（11），第一运算放大器（11）上设置有第一运放正相输入端（8）、第一运放反相输入端（9）和第一运放输出端（10），其中，第一运放反相输入端（9）与第一运放输出端（10）电连接，第一运放输出端（10）上设置有第一限流电阻（13），第一运放输出端（10）通过第一限流电阻（13）与栅极电压控制端（2）电连接，第一运放正相输入端（8）上设置有第二限流电阻（12），第
3.根据权利要求1所述的GaAs功率放大器的保护电路，其特征在于：所述电压减法器（4）包括减法器第一电压输入端（15）、减法器第二电压输入端（16）和第二运算放大器（23），电压跟随器的输入端（14）与减法器第二电压输入端（16）电连接，减法器第二电压输入端（16）和减法器第一电压输入端（15）均通过第二运算放大器（23）与电压比较器（5）电连接。
4.根据权利要求3所述的GaAs功率放大器的保护电路，其特征在于：所述第二运算放大器（23）上设置有第二运放正相输入端（20）、第二运放反相输入端（21）和第二运放输出端（22），其中，第二运放正相输入端（20）上设置有第三限流电阻（17）和接地电阻（19），减法器第一电压输入端（15）通过第三限流电阻（17）与第二运放正相输入端（20）电连接，减法器第一电压输入端（15）还通过第三限流电阻（17）与接地电阻（19）电连接，所述第二运放反相输入端（21）上设置有第四限流电阻（18）和反馈电阻（24），减法器第二电压输入端（16）通过第四限流电阻（18）与第二运放反相输入端（21）电连接，减法器第二电压输入端（16）还通过第四限流电阻（18）和反馈电阻（24）与第二运放的输出端电连接，第二运放输出端（22）与电压比较器（5）电连接。
5.根据权利要求1所述的GaAs功率放大器的保护电路，其特征在于：所述电压比较器（5）包括比较电压输入端（25）、参考电压输入端（26）和第三运算放大器（32），电压减法器（4）的输出端与比较电压输入端（25）电连接，比较电压输入端（25）和参考电压输入端（26）均通过第三运算放大器（32）与NMOS阈值检测电路（6）电连接。
6.根据权利要求5所述的GaAs功率放大器的保护电路，其特征在于：所述第三运算放大器（32）包括第三运放正相输入端（30）、第三运放反相输入端（29）和第三运放输出端（31），第三运放正相输入端（30）设置有第五限流电阻（27），比较电压输入端（25）通过第五限流电阻（27）与第三运放正相输入端（30）电连接，第三运放反相输入端（29）设置有第六限流电阻（28），参考电压输入端（26）通过第六限流电阻（28）与第三运放反相输入端（29）电连接，第三运放输出端（31）设置有第七限流电阻（33），第三运放输出端（31）通过第七限流电阻（33）与NMOS阈值检测电路（6）电连接。
7.根据权利要求1所述的GaAs功率放大器的保护电路，其特征在于：所述NMOS阈值检测电路（6）包括NMOS管（Q1）、PMOS管（Q2）和漏极供电端（38），所述NMOS管的栅极（34）与电压比较器（5）的输出端电连接，所述NMOS管的漏极（35）上设置有第一分压电阻（36）和第二分压电阻（37），所述NMOS管的漏极（35）通过第一分压电阻（36）与PMOS管的栅极（40）电连接，所述NMOS管的漏极（35）还通过第一分压电阻（36）和第二分压电阻（37）与漏极供电端（38）电连接，所述漏极供电端（38）与PMOS管的漏极（39）电连接，PMOS管的源极（41）与漏极电压控制端（7）电连接。
8.根据权利要求1所述的GaAs功率放大器的保护电路，其特征在于：所述功率放大器还包括信号放大器（45），栅极电压控制端（2）上设置有第一去耦电容（42）和交流扼制第一电感（43），第一去耦电容...
【技术特征摘要】
1.一种gaas功率放大器的保护电路，其特征在于：它包括电压跟随器（3）、电压减法器（4）、电压比较器（5）和nmos阈值检测电路（6），所述gaas功率放大器（1）上设置有栅极电压控制端（2）和漏极电压控制端（7），所述栅极电压控制端（2）与电压跟随器（3）的输出端电连接，电压跟随器的输入端（14）与电压减法器（4）的输入端电连接，电压减法器（4）的输出端与电压比较器（5）的输入端电连接，电压比较器（5）的输出端与nmos阈值检测电路（6）电连接，所述nmos阈值检测电路（6）与漏极电压控制端（7）电连接。
2.根据权利要求1所述的gaas功率放大器的保护电路，其特征在于：所述电压跟随器（3）包括第一运算放大器（11），第一运算放大器（11）上设置有第一运放正相输入端（8）、第一运放反相输入端（9）和第一运放输出端（10），其中，第一运放反相输入端（9）与第一运放输出端（10）电连接，第一运放输出端（10）上设置有第一限流电阻（13），第一运放输出端（10）通过第一限流电阻（13）与栅极电压控制端（2）电连接，第一运放正相输入端（8）上设置有第二限流电阻（12），第二限流电阻（12）的一端与第一运放正相输入端（8）电连接，第二限流电阻（12）的另一端与电压跟随器的输入端（14）电连接。
3.根据权利要求1所述的gaas功率放大器的保护电路，其特征在于：所述电压减法器（4）包括减法器第一电压输入端（15）、减法器第二电压输入端（16）和第二运算放大器（23），电压跟随器的输入端（14）与减法器第二电压输入端（16）电连接，减法器第二电压输入端（16）和减法器第一电压输入端（15）均通过第二运算放大器（23）与电压比较器（5）电连接。
4.根据权利要求3所述的gaas功率放大器的保护电路，其特征在于：所述第二运算放大器（23）上设置有第二运放正相输入端（20）、第二运放反相输入端（21）和第二运放输出端（22），其中，第二运放正相输入端（20）上设置有第三限流电阻（17）和接地电阻（19），减法器第一电压输入端（15）通过第三限流电阻（17）与第二运放正相输入端（20）电连接，减法器第一电压输入端（15）还通过第三限流电阻（17）与接地电阻（19）电连接，所述第二运放反相输入端（21）上设置有第四限流电阻（18）和反馈电阻（24），减法器第二电压输入端（16）通过第四限流电阻（18）与第二运放反相输入端（21）电连接，减法器第二电压输入端（16）还通过第四限流电阻（18）和反馈电阻（24）与第二运放的输出端电连接，第二运放输出端（22）与电压比较器（5）电连接。
5.根据权利要求1所述的gaas功率放大器的保护电路，其特征在于：所述电压比较器（5）包括比较电压输入端（25）、参考电压输入端（26）和第三运算放大器...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永岩，邱昕，冷永清，荆有波，周崟灏，贾凯，曹德民，赵珂，李子木，李恒锐，岳国玉，师聪雨，王欣彤，李彦辉，
申请(专利权)人：郑州中科集成电路与系统应用研究院，
类型：发明
国别省市：
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