一种调制模块的制作方法

1.本实用新型属于通信技术领域，尤其涉及一种调制模块。


背景技术：

2.氮化镓(gan)是一种宽带隙化合物半导体材料，近年来，其在射频功率放大器中的应用受到广泛的关注。复合半导体材料通常由两种或两种以上的元素组成，在元素周期表中，通常一种为三价元素，另一种为五价元素。氮化镓和砷化镓一样，都是iii-v半导体，但是gan的带隙更宽(3.4ev，而1.43ev)。这意味着gan具有更高的击穿电压，因此可以在更高的漏极电压下工作，通常为28v，而gaas为10v，gan管子高功率密度、高击穿电压以及较低的寄生电容的特性，使得其非常适合应用于宽带大功率放大的场景。gan器件是高电子迁移率晶体管(hemt)，其提供比硅和sic器件更高的电子速度。目前，在大功率脉冲式的固态发射组件中，gan功率管已得到大面积运用。
3.gan功率管供电包括栅极供电(负压)及漏极供电(正压)，其上电时序为先负电后正电，否则会造成功率管的损坏。而gan功率管价格高昂，因此gan功率管的供电部分的时序保护设计显得尤为重要。当gan功率管工作于ab类状态时，在静态时漏极若存在工作电压，则其将存在静态电流，产生静态功耗。


技术实现要素：

4.针对上述缺陷，本实用新型提供了一种调制模块，能够为脉冲工作状态下的gan功率管漏极提供脉冲调制电压，并实现时序保护功能。
5.一种调制模块，包括gan功率管和为该gan功率管提供脉冲调制电压的调制单元，其中，调制单元包括mos管栅极驱动芯片和mos管，mos管栅极驱动芯片的使能en端连接gan功率管的栅极，ttl端接入脉冲调制信号ttl，en1端接入高/低电平，vdd端、out端分别连接mos管的源极和栅极，mos管的漏极连接gan功率管的漏极，为其提供脉冲调制电压。
6.作为优选，mos管栅极驱动芯片的vdd端还连接第一tvs二极管的阳极，并通过第一tvs二极管接地。
7.作为优选，mos管栅极驱动芯片的out端通过电阻r1连接mos管的栅极，且在mos管源极和栅极之间连接第二tvs二极管。
8.作为优选，gan功率管的rfin端口接入射频调制信号，调制模块生成相对于该射频信号而言导前的、幅度为vdd的脉冲调制信号，使功率管进入工作状态。
9.本实用新型的有益效果是：
10.本实用新型公开了一种低过冲调制模块为脉冲工作状态下的gan功率管漏极提供脉冲调制电压，并实现时序保护功能，保证了gan功率管的可靠工作并防止了ab类工作状态下的静态功耗的产生。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
12.图1是本实用新型一个实施例的rf及ttl信号时序关系；
13.图2是本实用新型一个实施例的工作原理图；
14.图3是本实用新型一个实施例的时序图。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
16.针对gan功率管先负电后正电的加电时序要求，本实用新型公开了一种低过冲调制模块为脉冲工作状态下的gan功率管漏极提供脉冲调制电压，并实现时序保护功能(其中ttl信号由雷达系统产生)，保证了gan功率管的可靠工作并防止了ab类工作状态下的静态功耗的产生。
17.脉冲调制雷达在工作时，其发射组件的输入信号一般包含射频调制信号rf及脉冲调制信号ttl，且脉冲调制信号ttl的长度较射频调制信号rf更长。二者时序关系如图1所示，其中，t1、t2分别为导前时间、滞后时间。
18.gan功率管在漏极加上电压而栅极无工作电压时将会损坏，这是由gan功率管的特性决定的。另外，当其工作在ab类状态下时，其在无射频信号输入时也会存在静态电流。
19.如图2所示，本发明公开了一种调制模块，包括mos管栅极驱动芯片、tvs二极管及mos管，本实施例中mos管栅极驱动芯片以及mos管均选用p沟道，即pmos管栅极驱动芯片、pmos管，pmos管栅极驱动芯片和pmos管构成了调制模块，为gan功率管提供脉冲调制信号。具体的，
20.mos管栅极驱动芯片的使能端en连接gan功率管的栅极，ttl端接入脉冲调制信号ttl，en1端接入高/低电平，vdd端、out端分别连接mos管的源极和栅极，mos管的漏极连接gan功率管的漏极，为其提供脉冲调制电压。mos管栅极驱动芯片的vdd端还连接第一tvs二极管的阳极，并通过第一tvs二极管接地；mos管栅极驱动芯片的out端通过电阻r1连接mos管的栅极，且在mos管源极和栅极之间连接第二tvs二极管；mos管的漏极通过电容c1接地。
21.本实用新型的工作原理如下：
22.一、脉冲调制电压产生
23.pmos栅极驱动芯片的使能en端接负压有效时(即加了使能信号时)，调制模块工作，en1接高电平，输入ttl控制信号，out端输出与ttl控制信号相同频率相反相位、幅度为(1～10)vdd的脉冲信号，此时pmos导通，输出与ttl控制信号相同频率相同相位、幅度为vdd的脉冲调制电压信号。将生成的脉冲调制电压信号接至gan功率管的漏极，即可为其提供脉冲工作状态下所需的脉冲调制电压。当射频调制信号rfin到来时，调制模块将会生成一个导前的、幅度为vdd的脉冲调制信号，使功率管进入工作状态。(导前是相对于射频信号来说的，输入的ttl信号相对于射频信号是导前的，生成的调制信号也是导前的)
24.当射频调制信号rfin消失时，调制模块滞后一段时间后停止输出，可使得ab类工作状态下的功率管不产生静态损耗。
25.如图3所示，为调制模块的out与ttl及en的时序关系(假设此时en1为 5v，输入为vdd)，t0-t4阶段，en为vg，此时负压使能有效。此阶段out为与ttl保持同步的脉冲调制信号，高电平与输入信号电平一致。t4-t5阶段，en1为0v，负压使能无效，此阶段out保持低电平。t5-t8阶段，en1为vg，此时负压使能有效，此阶段out再次与ttl保持同步。
26.二、时序保护
27.pmos栅极驱动芯片的使能en端无效时，out输出为vdd，此时pmos不导通，pmos的d极无输出。将pmos栅极驱动芯片的使能en端接至gan功率管的栅极，当gan功率管的栅极未加负压时，gan功率管漏极无正压，从而实现时序保护功能。
28.三、pmos栅极驱动芯片保护设计
29.pmos栅极驱动芯片的vdd输入端加上了1个tvs二极管，可以防止输入电压纹波过大导致芯片损坏。
30.四、pmos保护设计
31.pmos的g极与s极之间加上了1个tvs二极管，可以防止pmos的g极与s极之间电压过大导致pmos击穿损坏，进而导致gan功率管的漏极出现常高的vdd且不受负压控制。
32.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。