氮化鎵功率器件偏置電路

摘 要：本文介紹一種有效的氮化鎵偏置電路，該電路不僅能夠嚴格控制柵、漏極的上下電順序，保證氮化鎵功率器件可靠工作，同時兼具柵壓溫度補償功能，保證器件的靜態工作點穩定，從而獲得穩定的射頻性能。

關鍵詞：氮化鎵；偏置電路；柵壓溫補

中圖分類號：TN61 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）07-0043-03

Abstract：The paper introduce an effective gallium nitride biasing circuit. This circuit can not only strictly control the upper and lower electrical order of the gate and drain，ensure the reliable work of the GaN power device，but also have the gate pressure temperature compensation function，which ensures the stable static working point of the device，thus obtaining stable RF performance.

Keywords：gallium nitride；bias circuit；gate voltage temperature compensation

0 引 言

氮化鎵（GaN）材料具有禁帶寬帶大、擊穿電場強、電子遷移率和飽和電子漂移速度高等優越的物理特性，使得GaN基高電子遷移率晶體管（HEMT）具有優異的高頻和寬帶、大功率特性，在無線通信和雷達等領域發揮著日益重要的作用。GaN HEMT是耗盡型器件，柵極閾值（Pinch-off）電壓為負壓，這需要嚴格地控制上下電時序（先開柵壓后開漏壓，先關漏壓后關柵壓），否則在深開啟狀態下，任何大小的漏壓都很容易燒毀器件。與硅基功率器件一樣，GaN HEMT的電子遷移率與柵極閾值電壓（Vth）都會隨著溫度的變化而變化，所以柵極需要有溫補電路以穩定靜態工作點，以便基于GaN HEMT的放大電路系統能獲得優異的線性、增益等性能。本文設計的電路能完美地實現上下電時序控制與柵壓溫補功能。

1 電路設計

1.1 電路功能要求

1.1.1 上下電時序基本要求

上電時序：（1）設置柵極電壓為閾值電壓（Vth）或低于閾值電壓，確保漏極處于關斷狀態；（2）設置柵極電壓為正常工作電壓；（3）設置漏極電壓為正常工作電壓；（4）加載射頻信號。

下電時序：（1）關斷射頻信號；（2）設置柵極電壓為閾值電壓或低于閾值電壓，確保漏極處于關斷狀態；（3）設置漏極偏置電壓為0V；……