Импульсный генератор GaN HEMT (транзистор с высокой подвижностью электронов). Часть 2

Входы/выходы схемы:

• DC_IN: подключен к источнику постоянного тока

• PA_DRAIN: подключен к стоку ВЧ транзистора

• J1: подключен к импульсному управляющему сигналу

• J2: установка Idq транзистора (замыкание J2 для образования перемычки Q2 для установки желаемого Idq).

Во время работы R2 и R5 создают делитель напряжения, чтобы обеспечить оперативное напряжение на затворе Q2. Когда напряжение на выводе 1 J1 больше 2В, N-канальный FET Q4 включен (сток и исток подключены), Q2 напряжение затвора к истоку Vgs меняется от 0 до -8В (DC_IN=50 В), Q2 включен (сток и исток подключены), и напряжение выхода составляет:

PA_DRAIN=DC_IN – Rds(ON) * Id

В тестируемом устройстве в Wolfspeed ток стока Id был 18А, а Rds≈0.010 Ом, откуда получаем:

PA_DRAIN=50-18*0.01=49.82 В≈DC_IN.

Когда импульсный входной сигнал на выводе 1 J1 слабый (менее 0,7В), Q4 выключен и Q2 Vgs=0, Q2 выключен, выходное напряжение на PA_DRAIN равно 0 В.

Выбор значений R2 и R5 основывается на токе через делитель и оперативном напряжении на затворе MOSFET. Ток может быть от 5 мА до 15 мА и при условии включения, напряжение на затворе MOSFET Vgs должно соответствовать спецификации MOSFET.

В устройствах с большим током установите Q2 напряжение затвора Vgs на определенное значение, чтобы уменьшить Q2 сопротивление включения Rds, например -10В, за счет изменения значений резистора делителя напряжения. Но обратная сторона этого – это может задержать время выключения. При нормальных условиях предпочтительнее установить Q2 Vgs до -4,5В, так как Rds = 0.015 Ω и время выключения будет меньше.

Диод Зенера используется для защиты MOSFET, чтобы Q2 Vgs не превышал 14В.