功能。对于大功率器件，由于其漏极电流较大，还应考虑偏置线承受电流能力，以保证可靠性。
[0025]本实施例中所述GaN HEMT功率器件，通过退火形成的源极和漏极欧姆接触透过势皇层与下方的二维电子气相接触，通过施加源漏电压VDS，二维电子气沿着沟道输运，形成源漏电流IDS。肖特基接触形成的栅通过控制栅下方势皇层的厚度，耗尽二维电子气，形成栅对沟道的控制能力。当栅极加反向电压时，栅压越大，耗尽层越宽，则中性沟道就越窄，沟道电导变小。在源漏电压一定的情况下，沟通电流变小，即通过栅极电压调控漏极电流的大小。
[0026]本发明所述直流偏置电路原理如下:
[0027]栅极电压Vgs通过偏置电路进入GaN HEMT功率器件栅极，偏置电路不参与匹配。为了防止主路微波信号通过偏置电路泄露，采用长度为1/4 λ的高阻线及扇形微带线作为扼流滤波电路Κ1，由于栅极电流很小，所以1/4λ的高阻线可以尽量细些，取较高的特征阻抗以提高对主路微波信号泄露的抑制能力；所述扼流滤波电路Κ1采用1/4 λ高阻抗线来代替电感，用扇形电容来代替集总电感元件接地，使其对射频信号的奇次谐波为开路，而对于偶次谐波为短路，阻止X波段内射频信号通过偏置网络泄露，同时将偶次谐波滤除并保留所有的奇次谐波，提高放大器模块的线性度和输出功率；所述微带线扇形电容与普通的矩形结构相比较，其对地能够呈现出很好的低阻抗特性，可以增加滤波带宽，减少高频的耗损，提高射频功率；连接微波主路和高阻线的是栅极电阻R1，起防止自激振荡作用；C1为隔直电容，作用是将加给功率管的电源与功放的输入端口隔开，以免电源短路，具有低损耗和高功率容量的特点；C3为去耦电容，可滤除电源产生的噪声，防止其对电路产生干扰，图2为栅极电路原理图及测试结果。
[0028]漏极电压Vds通过偏置电路进入GaN HEMT功率器件漏极，偏置电路不参与匹配。为防止主路微波信号通过偏置电路泄露，采用长度为1/4 λ的高阻线作为射频扼流圈和长度为1/4λ的扇形微带线作为高频旁路。由于漏极电流较大，所以1/4 λ的高阻线设计的时候要充分考虑高阻抗线的热阻及功率承载能力，同时对其截止频率进行计算，满足放大器的工作频带小于微带线的截止频率以防止产生高次模。由R2和C4组成的有耗去耦电路能改善放大器的稳定性。C2为隔直电容，作用是将加给功率管的电源与功放的输出端口隔开，以免电源短路，具有低损耗和高功率容量的特点，图3为漏极电路原理图及测试结果。
[0029]此外，图4展示了本发明所提供的直流偏置电路的实施例的电路。需要指出的是，微波信号的输入输出端采用SMA连接器进行连接，栅极、漏极电压信号经过电解电容滤波后，由穿芯电容输入到偏置电路。
[0030]选用合适介电常数及厚度的微波介质板，分别计算及设置50 Ω微带线、栅极1/4波长线、漏极1/4波长线线宽及阻抗；在栅极直流馈电点与1/4波长线之间串联电阻提高栅极稳定；在漏极电路中米用RC网络提尚漏极稳定。
[0031]本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种X波段GaN HEMT功率器件直流偏置电路，其特征在于，该电路包括栅极偏置电路和漏极偏置电路，其中: 所述栅极偏置电路用于对X波段GaN HEMT功率器件提供栅极电压，包括电容C1、C3，电阻R1及扼流滤波电路K1，其栅极电压Vgs与电阻R1的1脚及电容C3的1脚相连，电容C3的2脚与机壳地相连，电阻R1的2脚与扼流滤波电路K1扇形电容相连，扼流滤波电路K1的1/4 λ线与电容C1的1脚和X波段GaN HEMT功率器件输入端相连，电容C1的2脚与微波输入信号端相连； 所述漏极偏置电路用于对X波段GaN HEMT功率器件提供漏极电压，包括电容C2、C4，电阻R2及扼流滤波电路K2，其漏极电压Vds与电阻R2的1脚及扼流滤波电路K2扇形电容相连，电阻R2的2脚与电容C4的1脚相连，电容C4的2脚与机壳地相连，扼流滤波电路K2的1/4 λ线与电容C2的1脚和X波段GaN HEMT功率器件输出端相连，电容C2的2脚与微波输出信号端相连。2.根据权利要求书1所述的一种X波段GaNHEMT功率器件直流偏置电路，其特征在于，所述扼流滤波电路K1和扼流滤波电路K2均由半径等于1/4 λ的扇形和长度等于1/4 λ的微带线组成。3.根据权利要求书1所述的一种X波段GaNHEMT功率器件直流偏置电路，其特征在于，所述电容C1和电容C2均为隔直电容，用于将加给功率管的电源与功放的输入端口隔开。4.根据权利要求书1所述的一种X波段GaNHEMT功率器件直流偏置电路，其特征在于，所述电容C3和电容C4均为去耦电容，用于滤除电源产生的噪声。
【专利摘要】本发明公开了一种X波段GaN？HEMT功率器件直流偏置电路，该电路包括栅极偏置电路和漏极偏置电路，其中：所述栅极偏置电路包括电容C1、C3，电阻R1及扼流滤波电路K1，用于对X波段GaN？HEMT功率器件提供合适的栅极电压；所述漏极偏置电路包括电容C2、C4，电阻R2及扼流滤波电路K2，用于对X波段GaN？HEMT功率器件提供合适的漏极电压。本发明有效解决了X波段GaN？HEMT功率器件在测试、使用时的直流偏置问题，特别是解决传统直流偏置电路无法获得较宽的工作带宽及较好微波扼流性能的问题。
【IPC分类】H03F1/42, H03F3/20
【公开号】CN105262449
【申请号】CN201510695689
【发明人】黄硕, 董硕, 赵涛, 姚崇斌, 吕利清, 洪晨晖, 刘鹏飞
【申请人】上海航天测控通信研究所
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月23日