[發明專利]硅基低漏電流雙懸臂梁可動柵分頻器

有效

• 申請號: 201510378509.4
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN104993824B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 廖小平;韓居正
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;H03K23/00;B81B7/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種硅基低漏電流雙懸臂梁可動柵分頻器，其特征在于該分頻器為生在硅襯底(1)上的N型增強型MOSFET分頻器，包括源極(2)、漏極(3)、柵氧化層(4)、錨區(5)、懸臂梁可動柵(6)、下拉極板(7)、絕緣層(8)、通孔(9)、引線(10)，源極(2)接地；

在硅襯底(1)上設有源極(2)、漏極(3)、柵氧化層(4)，柵氧化層(4)位于源極(2)、漏極(3)之間，引線(10)通過通孔(9)分別接漏極(3)、柵氧化層(4)；懸臂梁可動柵(6)的一端固定在錨區(5)上，另一端橫跨在柵氧化層(4)上，在硅襯底(1)上的下拉極板(7)位于懸臂梁可動柵(6)的末端下方，下拉極板(7)接地，絕緣層(8)覆蓋在下拉極板(7)之上；直流偏置通過高頻扼流圈和錨區(5)作用在懸臂梁可動柵(6)上，懸臂梁可動柵(6)的下拉電壓設置為MOSFET的閾值電壓；

MOSFET的漏極(3)輸出信號有兩種不同的工作方式，一種是選擇第一端口(11)接入低通濾波器，低通濾波器輸出接入壓控振蕩器，壓控振蕩器輸出經第三端口(13)接入乘法器，乘法器輸出作為反饋信號通過錨區(5)加載到一個懸臂梁可動柵(6)上，參考信號通過錨區(5)加載到另一個懸臂梁可動柵(6)上；MOSFET的漏極(3)輸出信號的另一種工作方式是可選擇通過第二端口(12)直接輸出；

懸臂梁可動柵(6)的下拉或懸浮通過直流偏置控制，當兩個懸臂梁可動柵(6)均在達到或大于下拉電壓的直流偏置下實現下拉，與柵氧化層(4)接觸時，MOSFET導通，參考信號和反饋信號通過MOSFET相乘，漏極(3)輸出包含兩信號的相位差信息，選擇第一端口(11)輸入低通濾波器，低通濾波器濾除高頻部分，輸出包含相位差信息的直流電壓，直流電壓輸入壓控振蕩器，作為控制電壓調節壓控振蕩器的輸出頻率，調節頻率后的信號經第三端口(13)傳輸至乘法器，乘法器輸出信號作為反饋信號加載到懸臂梁可動柵(6)上，環路循環反饋的結果是反饋信號與參考信號的頻率相等，壓控振蕩器端口(14)輸出頻率f_o為參考信號頻率的1/N：f_ref/N,實現參考信號的分頻；

當直流偏置小于下拉電壓，兩個懸臂梁可動柵(6)均不下拉處于懸浮狀態，不與柵氧化層(4)接觸時，MOSFET截止，柵電容較小，能夠有效的減小漏電流，降低功耗；

當只有一個懸臂梁可動柵(6)下拉，另一個懸臂梁可動柵(6)處于懸浮狀態時，下拉的懸臂梁可動柵(6)下方形成溝道，未被下拉的懸臂梁可動柵(6)下方形成高阻區，溝道與高阻區串聯的結構有利于提高MOSFET的反向擊穿電壓，只有被下拉的懸臂梁可動柵(6)上的選通信號可以通過MOSFET放大，放大信號選擇第二端口(12)輸出，當只有加載參考信號的懸臂梁可動柵(6)下拉時，參考信號通過MOSFET放大，第二端口(12)輸出參考信號頻率f_ref的放大信號，當只有加載反饋信號的懸臂梁可動柵(6)下拉時，反饋信號通過MOSFET放大，反饋信號頻率為壓控振蕩器輸出頻率f_o經乘法器后乘以N的結果：N×f_o，第二端口(12)輸出頻率為N×f_o的放大信號。