本實(shí)用新型涉及一種高頻高倍高速場效應(yīng)管驅(qū)動電路，屬于高頻信號下具有較高放大倍數(shù)的超高速場效應(yīng)管驅(qū)動電路，尤其是高頻信號下開通關(guān)斷時間均在納秒量級的超高速場效應(yīng)管驅(qū)動電路技術(shù)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，場效應(yīng)管的驅(qū)動電路在使用三極管進(jìn)行驅(qū)動信號放大時常常會因?yàn)槿龢O管的飽和問題無法讓場效應(yīng)管做到快速開通和關(guān)斷，尤其是三極管容易進(jìn)入飽和狀態(tài)且飽和后驅(qū)動電路放大能力較差，所以場效應(yīng)管無法做到快速開通和關(guān)斷，超高頻的環(huán)境下，驅(qū)動電路中的起隔離作用的變壓器，由于電路存在分布電感、高頻趨膚效應(yīng)及各種分布參數(shù)的共同影響，變壓器的輸出和原始輸入的脈沖之間會存在很大的信號延遲和信號畸變，因此在超高頻的環(huán)境下，傳統(tǒng)的變壓器不能達(dá)到驅(qū)動和隔離的要求；現(xiàn)有產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足要求。因此，探索高頻信號下具有較高放大倍數(shù)的超高速場效應(yīng)管驅(qū)動電路成為了新開發(fā)產(chǎn)品中的一個必須解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是針對上述問題提出一種高頻高倍高速場效應(yīng)管驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路能夠使導(dǎo)線的分布電感、導(dǎo)線的高頻趨膚效應(yīng)及各種分布參數(shù)減到最小，提升了其信號傳輸?shù)乃俾屎头糯竽芰?，從而提升場效?yīng)管的開關(guān)速度。

本實(shí)用新型提出的這種高頻高倍高速場效應(yīng)管驅(qū)動電路，由電阻、電容、二極管、三極管和隔離變壓器組成，其特征在于電阻R1左端與驅(qū)動信號相連，右端與三極管V1基極相連；三極管V1集電極、電容C1上端、電容C2上端和電源VCC1相連；電容C1和電容C2的下端接地；三極管V1發(fā)射極、電阻R2上端和隔離變壓器T1原邊繞組的上端相連；電阻R2的下端、隔離變壓器T1原邊繞組的下端相連接地；隔離變壓器T1副邊繞組的上端、電阻R3的左端相連；電阻R3右端、二極管VD1陽極和二極管VD3陽極相連；二極管VD1陰極與二極管VD2陽極相連；二極管VD2陰極與三極管V2基極相連；二極管VD3陰極、三極管V2集電極、二極管VD6陰極、三極管V3集電極和電源VCC2相連；三極管V2發(fā)射極、電阻R4上端和電阻R5左端相連；電阻R5右端、二極管VD4陽極和二極管VD6陽極相連；二極管VD4陰極與二極管VD5陽極相連；二極管VD5陰極與三極管V3基極相連；三極管V3發(fā)射極、電阻R6上端、電容C3上端和場效應(yīng)管柵極g相連；隔離變壓器T1副邊繞組下端、電阻R4下端、電阻R6下端、電容C3下端與場效應(yīng)管源極s相連。

所述六個肖特基二極管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6分別構(gòu)成達(dá)林頓管的兩個功率三極管的貝克抗飽和鉗位電路，使兩個功率主開關(guān)三極管的開通壓降永遠(yuǎn)被鉗位在1.4V。

全部連接線包括隔離變壓器均采用線徑0.03 - 0.08毫米的高強(qiáng)度漆包線繞制且雙線并繞，隔離變壓器的磁芯采用高頻磁環(huán)。這就使導(dǎo)線的分布電感、高頻趨膚效應(yīng)及各種分布參數(shù)減到最小。

本實(shí)用新型采用雙線并繞，可以使導(dǎo)線的分布電感、導(dǎo)線的高頻趨膚效應(yīng)及各種分布參數(shù)減到最小，從而大幅提升了其信號傳輸?shù)乃俾是倚盘柺д娑鹊?；采用達(dá)林頓管提高了驅(qū)動電路的放大能力；貝克抗飽和鉗位電路，使達(dá)林頓管的兩個功率三極管的開通壓降永遠(yuǎn)被鉗位在1.4V的放大狀態(tài)，驅(qū)動電路驅(qū)動場效應(yīng)管開通和關(guān)斷的時間均是納秒量級，開關(guān)速度比普通驅(qū)動電路提升了約兩個數(shù)量級。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖1中，電容C3的上端為本實(shí)用新型驅(qū)動電路的輸出端，與場效應(yīng)管的柵極g相連；變壓器T1副邊繞組的下端、電阻R4的下端、電阻R6的下端、電容C3的下端與場效應(yīng)管的源極s相連；三極管V2和V3及其貝克抗飽和鉗位電路的連接方式為驅(qū)動電路的核心部分，三極管V2和V3的連接方式構(gòu)成達(dá)林頓管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

圖1中所示本實(shí)用新型中三極管、二極管規(guī)格、電阻的大小等參數(shù)的計(jì)算與現(xiàn)有技術(shù)完全相同，屬成熟技術(shù)故不再作論述。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的不同是首先使用射極跟隨器對驅(qū)動信號進(jìn)行跟隨，射極跟隨器的電源使用電容抗干擾，然后變壓器進(jìn)行信號隔離，使用達(dá)林頓管改進(jìn)驅(qū)動電路放大能力，構(gòu)成達(dá)林頓管的兩個三極管均采用貝克抗飽和鉗位電路將開通壓降永遠(yuǎn)鉗位在1.4V的放大狀態(tài)，其實(shí)施方式如下：電阻R1的左端與驅(qū)動信號相連；電阻R1的右端與三極管V1的基極相連；三極管V1的集電極、電容C1的上端、電容C2的上端、電源VCC1相連；電容C1的下端和電容C2的下端接地；三極管V1的發(fā)射極、電阻R2的上端、變壓器T1原邊繞組的上端相連；電阻R2的下端、變壓器T1原邊繞組的下端相連接地；變壓器T1副邊繞組的上端、電阻R3的左端相連；電阻R3的右端、二極管VD1的陽極、二極管VD3的陽極相連；二極管VD1的陰極與二極管VD2的陽極相連；二極管VD2的陰極與三極管V2的基極相連；二極管VD3的陰極、三極管V2的集電極、二極管VD6的陰極、三極管V3的集電極、電源VCC2相連；三極管V2的發(fā)射極、電阻R4的上端、電阻R5的左端相連；電阻R5的右端、二極管VD4的陽極、二極管VD6的陽極相連；二極管VD4的陰極與二極管VD5的陽極相連；二極管VD5的陰極與三極管V3的基極相連；三極管V3的發(fā)射極、電阻R6的上端、電容C3的上端、場效應(yīng)管的柵極g相連；變壓器T1副邊繞組的下端、電阻R4的下端、電阻R6的下端、電容C3的下端與場效應(yīng)管的源極s相連。

六個二極管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5和VD6均為肖特基二極管，它們分別構(gòu)成達(dá)林頓管的兩個功率三極管的貝克抗飽和鉗位電路，使兩個功率主開關(guān)三極管的開通壓降永遠(yuǎn)被鉗位在1.4V的放大狀態(tài)，這樣，功率主開關(guān)三極管一直工作在放大狀態(tài)，場效應(yīng)管的開關(guān)時間將會大幅減小。全部連接線包括隔離變壓器均采用線徑0.03 - 0.08毫米的高強(qiáng)度漆包線繞制，并且使用的是雙線并繞的方式，這就使導(dǎo)線的分布電感、高頻趨膚效應(yīng)及各種分布參數(shù)減到最小。

這種驅(qū)動電路的工作原理還可以進(jìn)一步說明如下：

功率三極管V2、V3構(gòu)成達(dá)林頓管，六個肖特基二極管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6分別構(gòu)成達(dá)林頓管的兩個功率三極管的貝克抗飽和鉗位電路，當(dāng)三極管導(dǎo)通后，發(fā)射結(jié)結(jié)電壓為0.7V，與基極串接的兩個肖特基二極管的管壓降也是0.7V，二極管VD1、VD4的陽極電位均為2.1V，則功率三極管導(dǎo)通后的集電極電位均為（管壓降）1.4V，當(dāng)三極管集電極電位（管壓降）升高，流入基極的電流增大，集電極電流增大，三極管集電極電位（管壓降）降低，維持1.4V；只要三極管導(dǎo)通貝克抗飽和電路的鉗位下三極管的管壓降不可能低于1.4V；使兩個功率主開關(guān)三極管的開通壓降永遠(yuǎn)被鉗位在1.4V的放大狀態(tài)，這樣，場效應(yīng)管的開關(guān)時間將會大幅減小。

實(shí)測表明：采用雙線并繞的方法，可以使導(dǎo)線的分布電感、導(dǎo)線的高頻趨膚效應(yīng)及各種分布參數(shù)減到最小，從而大幅提升了其信號傳輸?shù)乃俾是倚盘柺д娑鹊停徊捎眠_(dá)林頓管提高了驅(qū)動電路的放大能力；貝克抗飽和鉗位電路，使達(dá)林頓管的兩個功率三極管的開通壓降永遠(yuǎn)被鉗位在1.4V的放大狀態(tài)。在頻率1M-2M范圍內(nèi)的方波信號驅(qū)動下，這種驅(qū)動電路驅(qū)動場效應(yīng)管開通和關(guān)斷的時間均是30ns以內(nèi)，開關(guān)速度比普通驅(qū)動電路提升了約兩個數(shù)量級。