一种功放偏压时序控制电路的制作方法

本技术涉及射频功率放大器，特别涉及一种功放偏压时序控制电路。

背景技术：

1、gan功放因其更好的宽带半导体特性、高饱和电子迁移率、高击穿场强等特点，特别适合应用于高频、高功率射频功放。gan功放需要栅极电压、漏极电压两种电源供电，上电时序要求栅极电压早于漏极电压，下电时序要求漏极电压早于栅极电压。

2、现有技术中，一般是通过某种偏置电路来调整栅压以实现功放的最佳工作状态，如公开号为cn209627325u的专利文献所述采用数模转换芯片实现栅压调整，公开号为cn107528553a的专利文献及公开号为cn205725694u的专利文献采用电阻分压的方式实现栅压调整。无论哪种调整方式，具体操作时都有出现异常情况，如栅压意外超出功放栅压额定值范围的可能。如果栅压在调整过程中误超出功放栅压的额定值范围同时漏极上电，或是栅极电压因某些不可控因素意外掉电，会损坏功放电路。

3、另外，为节省功耗，gan功放一般随移动通信tdd收发时序工作在脉冲状态，其对电流的需求也是脉冲式的。为满足发射时段的脉冲电流需求，提升瞬态响应能力，通常会在功放漏极供电处增加储能电容。储能电容储存的大量电荷在功放断电后必须释放，否则可能给功放等模块带来危害。在满足偏压上下电时序的前提下，射频扼流圈储存的能量在功放断电后也需要及时释放。

4、现有的gan功放的偏置电压保护电路有如下几种：

5、公开号为cn113965173a的专利文献公开了一种gan功放的供电时序控制系统及控制方法，包括电压模块、降压稳压器、逻辑门，电压监视器、多路栅压发生器、分压模块和gan功放，解决功放偏置上电下电时序保护问题。当栅压小于所设参考值时，功放漏极上电。该专利无法判断所设置栅压值是否超出功放栅压额定值的下限电压值，无法满足在功放偏压上下电时序保护的前提下，实现储能模块受tdd时序控制进行充放电快速切换。

6、公开号为cn113992164a的专利文献公开了一种gan功放负栅压偏置保护电路及其工作方法，实现gan功放管的偏置保护电路在5g移动通信tdd时序级控制功放管开启与关闭两个状态下的快速切换。该专利无法判断所设置栅压值是否满足功放栅压的上限参考电压、下限参考电压范围，无法满足在功放偏压上下电时序保护的前提下，实现储能模块受tdd时序控制进行充放电快速切换。

7、公开号为cn110048677a的中国专利文献公开了一种功放供电控制方法及装置，在满足功放上下电时序的前提下，节省了缓启动电路、vd线上mos及vg输出大容量储能电容，提高了电路可靠性，节省了单板面积及成本。该专利无法判断所设置栅压值是否满足功放栅压的上限参考电压、下限参考电压范围，无法满足在功放偏压上下电时序保护的前提下，实现储能模块受tdd时序控制进行充放电快速切换。

8、公开号为cn215580896u的中国专利文献公开了一种功放储能电容自动放电电路，实现在断电的情况下，快速将储能模块中的能量释放掉，避免损坏电路中的其他部件。该专利无法判断所设置栅压值是否满足功放栅压的上限参考电压、下限参考电压范围，无法满足在功放偏压上下电时序保护的前提下，实现储能模块受tdd时序控制进行充放电快速切换。

9、公开号为cn110098809a的中国专利文献公开了一种氮化镓功率放大器时序保护供电装置，在满足功放上下电时序保护的前提下，对栅压进行动态温度补偿。该专利将栅压与预设的上限参考电压值和下限参考电压值进行比较，确认栅压在功放栅压要求的范围内。该专利不能实现tdd时序级控制功放在开启和关闭两个状态下的快速切换及储能模块受tdd时序控制充放电快速切换。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供一种功放偏压时序控制电路，该电路能够在满足功放偏压上下电时序保护的前提下，实现移动通信tdd时序级控制gan功放在开启与关闭两个状态下的快速切换，及移动通信tdd时序级控制功放储能电容充放电快速切换。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

3、一种功放偏压时序控制电路，包括gan功放；还包括栅压供电模块、漏压供电模块、三输入逻辑与门、反相器、第一基准电压模块、第二基准电压模块、第一比较器、第二比较器、储能模块、处理器；

4、其中，栅压供电模块的输出端同时连接至第一比较器的同相输入端、第二比较器的反相输入端及反相器的输入端；第一基准电压模块连接至第一比较器的反相输入端，第二基准电压模块连接至第二比较器的同相输入端；反相器的输出端连接至gan功放的栅极；

5、栅压供电模块的输出电压值小于第一基准电压模块的电压值或大于第二基准电压模块的电压值时，第一比较器或第二比较器输出低电平；栅压供电模块的输出电压值大于第一基准电压模块的电压值且小于第二基准电压模块的电压值时，第一比较器和第二比较器均输出高电平；

6、第一比较器的输出端、第二比较器的输出端、处理器的tdd时序电平输出端口依次连接至三输入逻辑与门的三个输入端；当处理器输出的tdd时序电平为高电平且第一比较器、第二比较器均输出高电平时，三输入逻辑与门输出高电平，否则三输入逻辑与门输出低电平；

7、三输入逻辑与门的输出端连接有用于控制gan功放漏极上电下电的第一通路以及用于控制储能模块充电放电的第二通路；第一通路包括第一晶体管、第二晶体管，第二通路包括第三晶体管、第四晶体管；

8、三输入逻辑与门输出高电平时，第一晶体管、第二晶体管导通，此时，漏压供电模块通过第二晶体管给gan功放的漏极供电，并给储能模块充电；三输入逻辑与门输出高电平时，第三晶体管导通，第四晶体管关断，此时，储能模块无法放电；

9、三输入逻辑与门输出低电平时，第一晶体管、第二晶体管关断，此时，gan功放的漏极断电；三输入逻辑与门输出低电平时，第三晶体管关断，第四晶体管导通，此时，储能模块进行放电。

10、进一步地，所述第一晶体管、第三晶体管、第四晶体管为npn型晶体管，第二晶体管为pnp型晶体管。

11、进一步地，所述储能模块设置于所述gan功放的漏极处，包括储能电容和射频扼流圈。

12、进一步地，所述第一晶体管的基极与三输入逻辑与门的输出连接，第一晶体管的射极通过一电阻接地，第一晶体管的集电极与第二晶体管的基极相连；

13、所述第三晶体管的基极与三输入逻辑与门的输出连接，第三晶体管的射极接地，第三晶体管的集电极经一电阻上拉到5v外供电，第三晶体管的集电极还与第四晶体管的基极相连，第四晶体管的射极经过一电阻接地，第四晶体管的集电极与gan功放的漏极连接。

14、本实用新型的有益效果为：

15、1、本实用新型能实现移动通信tdd时序级控制gan功放在开启与关闭两个状态下的快速切换及移动通信tdd时序级控制功放储能模块充放电快速切换。

16、2、本实用新型采用两个比较器与一个三输入逻辑与门电路，可防止栅压调整过程中误超出功放栅压的额定值范围(如滑动变阻器调整范围过大或数模转换器工作异常)，此时漏极上电导致功放损坏的问题。