本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種用于pin射頻電子開(kāi)關(guān)的快速驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，射頻前端模塊在通信系統(tǒng)中的作用日益凸顯，特別是pin射頻電子開(kāi)關(guān)作為射頻前端的關(guān)鍵組件，其性能直接影響到通信系統(tǒng)的整體表現(xiàn)。pin射頻電子開(kāi)關(guān)能夠快速切換射頻信號(hào)的傳輸路徑，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收與發(fā)射，因此對(duì)開(kāi)關(guān)速度和收發(fā)隔離度有著極高的要求。

2、盡管已經(jīng)存在多種驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，但它們通常依賴于變壓器、光電耦合器或電阻分壓等傳統(tǒng)隔離技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)低電平控制信號(hào)與高電壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間進(jìn)行高低電平的隔離。這些方法雖然在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)輸入和輸出之間高低電平的隔離，但同時(shí)也帶來(lái)了電路體積大、成本高、功耗大等問(wèn)題，限制了射頻電子開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

3、首先，傳統(tǒng)隔離器件的使用限制了電路設(shè)計(jì)的小型化，因?yàn)檫@些器件往往體積較大，不利于射頻電子開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的緊湊布局。其次，在追求小型化的同時(shí)，往往難以保證pin射頻電子開(kāi)關(guān)的快速切換能力，影響了通信系統(tǒng)的性能。此外，死區(qū)時(shí)間控制是確保電路安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，它能有效避免開(kāi)關(guān)電路中開(kāi)關(guān)管的共態(tài)導(dǎo)通現(xiàn)象，從而防止電路損壞或性能降低。在現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間控制往往較為復(fù)雜，通常需要依賴于專用集成電路、單片機(jī)，或者需要通過(guò)電阻、電容與開(kāi)關(guān)管等分立元件的復(fù)雜信號(hào)配合來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些方法不僅增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，也提高了成本和調(diào)試難度。

4、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的局限性，本發(fā)明提出了一種新型的快速驅(qū)動(dòng)電路，采用高阻輸出的共基開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)隔離，無(wú)需依賴傳統(tǒng)隔離器件，有效解決了小型化與隔離的矛盾。同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了小型化和高速切換的兼顧，提高了射頻電子開(kāi)關(guān)的響應(yīng)速度。此外，本發(fā)明的死區(qū)時(shí)間控制機(jī)制簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)外部組件的依賴，有效防止了共態(tài)導(dǎo)通現(xiàn)象，顯著提升了電路的可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述的分析，本發(fā)明實(shí)施例旨在提供一種用于pin射頻電子開(kāi)關(guān)的快速驅(qū)動(dòng)電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動(dòng)電路的器件小型化和輸入控制低電平和輸出高電平之間隔離難以兼顧的問(wèn)題。

2、一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于pin射頻電子開(kāi)關(guān)的快速驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括低正壓供電端、負(fù)高壓供電端、輸入端、輸出端以及開(kāi)關(guān)；其中，

3、開(kāi)關(guān)包括開(kāi)關(guān)上臂和開(kāi)關(guān)下臂，開(kāi)關(guān)下臂包括串聯(lián)的共基電路和負(fù)高壓開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)上臂包括正壓開(kāi)關(guān)；開(kāi)關(guān)上臂和開(kāi)關(guān)下臂均連接在輸入端與輸出端之間；通過(guò)輸入端與輸出端，將開(kāi)關(guān)上臂和開(kāi)關(guān)下臂分別與上級(jí)電路和下級(jí)電路連接；

4、低正壓供電端和負(fù)高壓供電端用于提供驅(qū)動(dòng)所需的輸出電壓值；低正壓供電端與開(kāi)關(guān)上臂連接，負(fù)高壓供電端與開(kāi)關(guān)下臂連接；

5、所述輸入端用于接收控制信號(hào)，在控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)電路選擇開(kāi)關(guān)上臂或開(kāi)關(guān)下臂導(dǎo)通進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輸出電壓的選擇。

6、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)關(guān)下臂還包括延時(shí)整形反相電路和加速電路；開(kāi)關(guān)下臂的延時(shí)整形反相電路、加速電路、共基電路以及負(fù)高壓開(kāi)關(guān)依次連接；

7、所述開(kāi)關(guān)上臂還包括延時(shí)整形反相電路和加速電路，開(kāi)關(guān)上臂的延時(shí)整形反相電路、加速電路、正壓開(kāi)關(guān)依次串聯(lián)連接。

8、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述共基電路包括三極管q2和電容c5，三極管q2的基極接地，集電極連接負(fù)高壓開(kāi)關(guān)的柵極，電容c5的一端連接三極管q2的集電極，另一端連接三極管q2的發(fā)射極或開(kāi)關(guān)下臂的延時(shí)整形反相電路的輸出端。

9、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)關(guān)上臂中的延時(shí)整形反相電路包括電阻r1、電容c1和與非門(mén)u1，電阻r1與電容c1串聯(lián)后，靠近電阻r1一端連接快速驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，另一端接地，與非門(mén)u1的一個(gè)輸入端連接電阻r1與電容c1的連接點(diǎn)，另一個(gè)輸入端連接快速驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，輸出端連接開(kāi)關(guān)上臂的加速電路的輸入端。

10、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)關(guān)上臂中的加速電路包括并聯(lián)連接的電阻r2和電容c2，電阻r2和電容c2并聯(lián)后的一端連接與非門(mén)u1的輸出端，另一端連接正壓開(kāi)關(guān)的柵極。

11、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述正壓開(kāi)關(guān)包括開(kāi)關(guān)管q1，其源極連接低正壓供電端，漏極連接快速驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；所述負(fù)高壓開(kāi)關(guān)包括開(kāi)關(guān)管q3，其柵極連接共基電路中q2的集電極，漏極連接快速驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，源極連接負(fù)高壓供電端。

12、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)關(guān)下臂中的延時(shí)整形反相電路包括電阻r3、電容c3和或非門(mén)u2，電阻r3與電容c3串聯(lián)后，靠近電阻r3一端連接快速驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，另一端接地，或非門(mén)u2的一個(gè)輸入端連接至電阻r3與電容c3的連接點(diǎn)，另一個(gè)輸入端連接快速驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，輸出端連接開(kāi)關(guān)下臂的加速電路的輸入端。

13、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，開(kāi)關(guān)下臂的加速電路包括并聯(lián)連接的電阻r4和電容c4，電阻r4和電容c4并聯(lián)后的一端連接或非門(mén)u2的輸出端，另一端連接三極管q2的射極。

14、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)控制信號(hào)在輸入端由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，開(kāi)關(guān)上臂的延時(shí)整形反相電路充電，形成延時(shí)，開(kāi)關(guān)上臂保持關(guān)閉狀態(tài)；

15、當(dāng)控制信號(hào)在輸入端由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，開(kāi)關(guān)下臂的延時(shí)整形反相電路放電，形成延時(shí)，開(kāi)關(guān)下臂保持關(guān)閉狀態(tài)。

16、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述共基電路的參數(shù)取值范圍如以下公式所示：

17、

18、其中，rbeq2為q2開(kāi)關(guān)管共基工作時(shí)基極和發(fā)射極之間的導(dǎo)通電阻，hfe為q2開(kāi)關(guān)管的電流放大倍數(shù)，vbeq2為三極管q2導(dǎo)通時(shí)射級(jí)和基極之間的壓降；vcc為低正壓供電端的電壓值；vee為負(fù)高壓供電端的電壓值；r4為開(kāi)關(guān)下臂加速電路中電阻r4的阻值。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少可實(shí)現(xiàn)如下有益效果之一：

20、1、本發(fā)明采用共基開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)低電平的輸入控制信號(hào)與高電壓輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的高低電平之間的有效隔離，避免了傳統(tǒng)隔離組件如變壓器和光電耦合器的使用，在有效解決低壓控制信號(hào)與高壓驅(qū)動(dòng)需求之間的高低電壓隔離問(wèn)題的同時(shí)，減少了外部組件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了電路的小型化，降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

21、2、通過(guò)簡(jiǎn)化的電路結(jié)構(gòu)和減少的器件種類，本發(fā)明提高了pin射頻電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度，同時(shí)增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。電路的簡(jiǎn)化有助于減少故障點(diǎn)，而快速響應(yīng)能力則滿足了射頻通信系統(tǒng)對(duì)高性能開(kāi)關(guān)的需求。

22、3、通過(guò)調(diào)整開(kāi)關(guān)上臂和開(kāi)關(guān)下臂延時(shí)整形反相電路的參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)精確的死區(qū)時(shí)間控制，有效防止共態(tài)導(dǎo)通，保護(hù)開(kāi)關(guān)管不受損壞。同時(shí)，通過(guò)調(diào)整開(kāi)關(guān)上臂和開(kāi)關(guān)下臂加速電路以及共基電路的參數(shù)，可以優(yōu)化開(kāi)關(guān)上臂和下臂的開(kāi)通與關(guān)斷速度，提升電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，確保在不同應(yīng)用場(chǎng)合下均能保持高性能。

23、本發(fā)明中，上述各技術(shù)方案之間還可以相互組合，以實(shí)現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分優(yōu)點(diǎn)可從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)說(shuō)明書(shū)以及附圖中所特別指出的內(nèi)容中來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。