一种开关切换时间控制电路的制作方法

    专利2025-12-09  7


    本发明涉及开关电路,具体为一种开关切换时间控制电路。


    背景技术:

    1、绝缘栅型场效应管(igfet,insulated gate field effect transister)也称金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor fet,简写为mosfet)。

    2、大功率射频开关由k个mos管串联组成。在高速或者射频应用开关中,栅极偏置电路使用较大的串联电阻rg有着如下好处:提升开关线性度,改进开关的插入损耗,在低频下也能保持较好的插损和隔离度特性,能够处理较大的输入信号并降低对提供偏置电压的驱动电路的影响。

    3、开关有两种稳定工作状态,导通和关闭,由栅极驱动drvg输出电压来控制。当drvg输出电压变化时,通过rg向栅极寄生电容cgg充放电,使开关的栅极电压跟随drvg输出电压变化。切换时间,由开关的栅极电阻rg和栅极寄生电容cgg的乘积rg*cgg决定,rg越大,切换时间越长,切换速度越慢。但是,现有技术只能通过旁路栅极电阻的方式,来加快切换过程,不能实现不同的切换时间。鉴于此,我们提出一种开关切换时间控制电路。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种开关切换时间控制电路,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种开关切换时间控制电路,所述电路包括:

    4、k个源极与漏极串接的mos管m,且k为不小于1的正整数;所述k个源极与漏极串接的mos管m包括:mos管m1,m2,…,mk;其中:第1个mos管m1的漏极接第一信号端口rf+,第k个mos管mk的源极接第二信号端口rf+或接地;

    5、i个栅极偏置网络msgi,且i=k,所述i个栅极偏置网络msgi包括:栅极偏置网络msg1,msg2,…,msgi;

    6、栅极偏置网络msgc,栅极偏置网络msgc的一端接栅压驱动模块drvg,另一端通过栅极偏置网络msg1,msg2,…,msgi分别对应连接mos管m1,m2,…,mk的栅极;

    7、所述i个栅极偏置网络msgi与所述栅极偏置网络msgc结构相同,均包括:

    8、m路开关器sj和m路电阻器rj,且j=1,2,…,m;m≥2;

    9、m路开关器sj包括:开关器s1,s2,…,sm;m路电阻器rj包括:电阻器r1,r2,…,rm;

    10、开关器s1,s2,…,sm与电阻器r1,r2,…,rm对应串接,且电阻值r1≤r2≤…≤rm,r1<rm。

    11、优选的,所述开关器sj包括n个串接的nmos管和pmos管;n个nmos管分别为nmos管m11,m12,…,m1n;n个pmos管分别为pmos管m21,m22,…,m2n,其中:

    12、nmos管m11,m12,…,m1n分别串接电阻器rg11,rg12,…,rg1n;

    13、pmos管m21,m22,…,m2n分别串接电阻器rg21,rg22,…,rg2n;

    14、电阻器rg11,rg12,…,rg1n的一端接使能端vgc1;

    15、电阻器rg21,rg22,…,rg2n的一端接使能端vgc2;

    16、第1个nmos管m11源极与第1个pmos管m21源极串接的公共端、第n个nmos管m1n漏极与第n个pmos管m2n漏极串接的公共端分别作为开关器sj的两个连接端。

    17、优选的,所述电路不设有所述栅极偏置网络msgc,所述i个栅极偏置网络msgi一端接所述栅压驱动模块drvg。

    18、优选的,所述电路不设有栅极偏置网络msgc和栅压驱动模块drvg;栅极偏置网络msg1,msg2,…,msgi的一端分别对应连接偏置电压vb1,vb2,...,vbi;且m1,m2,...,mk-1为cascode管,mk为偏置电路切换模块,mk的栅极还连接有输入信号端rfin。

    19、优选的,电阻器r1,r2,…,rm与开关器s1,s2,…,sm串接的另一端连接有电阻器rc。

    20、优选的,nmos管m11,m12,…,m1n的源极和漏极之间对应串接电阻器rds1,rds2,…,rdsn。

    21、优选的,所述开关器sj不设有pmos管m21,m22,…,m2n。

    22、优选的,所述开关器sj不设有pmos管m21,m22,…,m2n,且nmos管m11,m12,…,m1n的源极和漏极之间对应串接有偏置电阻rg21,rg22,…, rg2n。

    23、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过在开关切换过程中,在一定的时间内选择不同大小的栅极电阻,实现控制开关不同切换时间的功能。切换过程中,选择较小栅极电阻时,可以加快切换过程;选择不同的栅极电阻,实现不同的切换时间。切换完成后,选择较大的栅极电阻,可以获得更好的稳定状态开关性能。



    技术特征:

    1.一种开关切换时间控制电路,其特征在于,所述电路包括:

    2.根据权利要求1所述的开关切换时间控制电路,其特征在于:所述开关器sj包括n个串接的nmos管和pmos管;n个nmos管分别为nmos管m11,m12,…,m1n;n个pmos管分别为pmos管m21,m22,…,m2n,其中:

    3.根据权利要求1所述的开关切换时间控制电路,其特征在于:电阻器r1,r2,…,rm与开关器s1,s2,…,sm串接的另一端连接有电阻器rc。

    4.根据权利要求1所述的开关切换时间控制电路,其特征在于:所述电路不设有所述栅极偏置网络msgc,所述i个栅极偏置网络msgi一端接所述栅压驱动模块drvg。

    5.根据权利要求2所述的开关切换时间控制电路,其特征在于:nmos管m11,m12,…,m1n的源极和漏极之间对应串接电阻器rds1,rds2,…,rdsn。

    6.根据权利要求2所述的开关切换时间控制电路,其特征在于:所述开关器sj不设有pmos管m21,m22,…,m2n。

    7.根据权利要求5所述的开关切换时间控制电路,其特征在于:所述开关器sj不设有pmos管m21,m22,…,m2n。

    8.根据权利要求2所述的开关切换时间控制电路,其特征在于:所述开关器sj不设有nmos管m11,m12,…,m1n。

    9.根据权利要求5所述的开关切换时间控制电路,其特征在于:所述开关器sj不设有nmos管m11,m12,…,m1n。

    10.根据权利要求1-9任一所述的切换时间控制电路,应用于放大器电路,其特征在于:所述电路不设有栅极偏置网络msgc和栅压驱动模块drvg;栅极偏置网络msg1,msg2,…,msgi的一端分别对应连接偏置电压vb1,vb2,...,vbi;且m1,m2,...,mk-1为cascode管,mk为放大器管,mk的栅极还连接有输入信号端rfin。


    技术总结
    本发明涉及开关电路技术领域,具体为一种开关切换时间控制电路,电路包括:k个源极与漏极串接的MOS管M,其中:第1个MOS管M1的漏极接第一信号端口RF+,第K个MOS管Mk的源极接第二信号端口RF+或接地;i个栅极偏置网络MSGi,栅极偏置网络MSGc,栅极偏置网络MSGc的一端接栅压驱动模块DRVG,另一端通过栅极偏置网络MSG1,MSG2,…,MSGi分别对应连接MOS管M1,M2,…,Mk的栅极。本发明在一定的时间内选择不同大小的栅极电阻,实现控制开关不同切换时间的功能。切换完成后,选择较大的栅极电阻,可以获得更好的稳定状态开关性能。

    技术研发人员:陈必江,汪洋
    受保护的技术使用者:上海萍生微电子科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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