大家知道什么是柵極脈沖驅動電路嗎?它的工作原理是什么?在脈沖雷達應用中，從發射到接收操作的過渡期間需要快速開啟/關閉高功率放大器 (HPA)。典型的轉換時間目標可能小于1 s。傳統上，這是通過漏極控制來實現的。漏極控制需要在28 V至50 V的電壓下切換大電流。已知開關功率技術可以勝任這一任務，但會涉及額外的物理尺寸和電路問題。在現代相控陣天線開發中，雖然要求盡可能低的SWaP(尺寸重量和功耗)，但希望消除與HPA漏極開關相關的復雜問題。

    本文提出了一種獨特但簡單的柵極脈沖驅動電路，為快速開關HPA提供了另一種方法，同時消除了與漏極開關有關的電路。實測切換時間小于200 ns，相對于1 s的目標還有一些裕量。其他特性包括：解決器件間差異的偏置編程能力，保護HPA免受柵極電壓增加影響的柵極箝位，以及用于優化脈沖上升時間的過沖補償。

    典型漏極脈沖配置

    通過漏極控制開關HPA的典型配置如圖1所示。一個串聯FET開啟輸入HPA的高電壓。控制電路需要將邏輯電平脈沖轉換為更高電壓以使串聯FET導通。

    此配置的難點包括：

    ●大電流的切換要求從大容量電容到HPA漏極引腳的路徑是一條低電感路徑。

    ●關閉時，漏極電容保有電荷，需要額外的放電路徑。這是通過額外的FET Q2來實現的，對控制電路的約束隨之增加：Q1和Q2絕不能同時使能。

    ●很多情況下，串聯FET是N溝道器件。這要求控制電路產生一個高于HPA漏極電壓的電壓才能開啟。

    控制電路的設計方法已是眾所周知且行之有效。然而，相控陣系統不斷期望集成封裝并降低SWaP，因此希望消除上述難點。實際上，人們的愿望是完全消除漏極控制電路。

    推薦柵極脈沖電路

    柵極驅動電路的目標是將邏輯電平信號轉換成合適的GaN HPA柵極控制信號。需要一個負電壓來設置適當的偏置電流，以及一個更大的負電壓來關閉器件。因此，電路應接受正邏輯電平輸入并轉換為兩個負電壓之間的脈沖。電路還需要克服柵極電容影響，提供急速上升時間，過沖應極小或沒有。

    對柵極偏置設置的擔憂是，偏置電壓的小幅增加可能導致HPA電流的顯著增加。這就增加了一個目標，即柵極控制電路應非常穩定，并有一個箝位器來防止受損。另一個問題是，設置所需漏極電流時，不同器件的最佳偏置電壓有差異。這種差異使得人們更希望有系統內可編程柵極偏置特性。以上就是柵極脈沖驅動電路的工作原理，在設計的過程中要不斷總結經驗，再能更加了解這些產品。