[發明專利]基于微機械砷化鎵基固支梁的頻率檢測器及檢測方法

有效

• 申請號: 201210204654.7
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN102735926A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 廖小平;易真翔
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.?一種基于微機械砷化鎵基固支梁的頻率檢測器，其特征在于：該頻率檢測器包括

功率分配器（PD）、90度移相器(PS)、低通濾波器(F)和砷化鎵金屬半導體場效應管，

功率分配器，用于接收待側微波信號，并將該待側微波信號分成幅度、相位相同的兩個支路信號，即第一路微波信號和第二路微波信號，并分別輸出給砷化鎵金屬半導體場效應管和90度移相器；

90度移相器，用于接收所述第二路微波信號，將該信號產生一個與頻率成正比的相移后，輸出第三路微波信號給砷化鎵金屬半導體場效應管；

低通濾波器，用于通過隔直電容與砷化鎵金屬半導體場效應管相連，濾去其輸出的高頻信號，得到與頻率相關的電流信號；

砷化鎵金屬半導體場效應管，用于實現頻率的測量；其中，

砷化鎵金屬半導體場效應管包括砷化鎵襯底（1），生長在砷化鎵襯底（1）表面上的用于輸出飽和電流的源極（2）和漏極（3），源極（2）與漏極（3）相對設置，在源極（2）和漏極（3）的外側分別設有第一固支梁錨區（71），第二固支梁錨區（72），設置在源極（2）和漏極（3）之間柵極（4），設置在在該柵極（4）上方且與柵極（4）相對的固支梁（6），固支梁（6）的兩側分別與第一固支梁錨區（71），第二固支梁錨區（72）相連；?

在柵極（4）與第一固定梁錨區（71）之間設有第一下拉電極（81），在柵極（5）與第二固定梁錨區（72）之間設有第二下拉電極（82），第一下拉電極（81）和第二下拉電極（82）分別被絕緣介質層（9）覆蓋；

源極（2）接地，漏極（3）接正電壓；源極（2）和漏極（3）之間通過N型溝道（5）連通，電流方向由漏極（3）到源極（2）；源極（2）和漏極（3）由金和N型重摻雜區形成歐姆接觸區構成；

柵極（4）由金與N型薄層形成的肖特基接觸區構成，柵極（4）接負電壓，其用于調整N型溝道（5）耗盡層的寬度，改變源極（2）漏極（3）之間的飽和電流的大小；

功率分配器輸出的第一路微波信號輸出給第一固支梁錨區（71）；

90度移相器的第三路微波信號輸出給砷化鎵金屬半導體場效應管的第二固支梁錨區（72）。

2.?一種如權利要求1所述的基于微機械砷化鎵基固支梁的頻率檢測器的頻率檢測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

源極（2）和漏極（3）用于輸出飽和電流，由金和N型重摻雜區形成歐姆接觸區構成；當砷化鎵金屬半導體場效應管常工作情況下，源極（2）接地，漏極（3）接正電壓，N型溝道中的電子將從源極（2）流向漏極（3），電流方向由漏極（3）到源極（2），柵極（4）由金與N型薄層形成的肖特基接觸區構成，接負電壓；

待測微波信號經過功率分配器（PD）分成幅度、相位完全相同的兩個支路信號，一路信號連接到第一固支梁錨區（71），另一路信號經過一個90度線性移相器之后連接到第二固支梁錨區（72）；當第一下拉電極（81）和第二下拉電極（82）上沒有直流偏置時，固支梁（6）位于柵極（4）的上方，砷化鎵金屬半導體場效應管處于非頻率檢測狀態；

當在第一下拉電極（81）和第二下拉電極（82）加載直流偏置時，固支梁（6）被下拉且與柵極（4）接觸時，兩路微波信號同時加載到柵極（4）上，從而改變源極（2）漏極（3）之間的飽和電流大小；通過一個電容和濾波器之后，檢測源極（2）漏極（3）飽和電流的大小最終實現頻率的測量。