[發(fā)明專利]砷化鎵基低漏電流雙固支梁開關(guān)雙柵倍頻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510379436.0
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN104935256B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖小平;韓居正
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H03B19/14
• 分類號: H03B19/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種砷化鎵基低漏電流雙固支梁開關(guān)雙柵倍頻器，其特征在于該倍頻器的HEMT為生長在GaAs襯底(1)上的增強(qiáng)型HEMT，包括本征GaAs層(2)，本征AlGaAs層(3)，N+AlGaAs層(4)，源極(5)，漏極(6)，柵極(7)，錨區(qū)(8)，固支梁開關(guān)(9)，下拉極板(10)，絕緣層(11)，通孔(12)，引線(13)；在GaAs襯底(1)上有本征GaAs層(2)，本征GaAs層(2)上有本征AlGaAs層(3)，本征AlGaAs層(3)上有N+AlGaAs層(4)，源極(5)，漏極(6)位于兩個(gè)固支梁開關(guān)(9)的兩側(cè)，源極(5)接地，兩個(gè)柵極(7)并列設(shè)置，與兩個(gè)固支梁開關(guān)(9)一一對應(yīng)，固支梁開關(guān)(9)的兩端固定在錨區(qū)(8)上，固支梁開關(guān)(9)的中部懸浮在柵極(7)之上，下拉極板(10)設(shè)置在錨區(qū)(8)和柵極(7)之間，下拉極板(10)接地，絕緣層(11)覆蓋在下拉極板(10)之上，直流偏置通過高頻扼流圈和錨區(qū)(8)作用在固支梁開關(guān)(9)上，固支梁開關(guān)(9)的下拉電壓設(shè)計(jì)為HEMT的閾值電壓；引線(13)分別通過通孔(12)接本征GaAs層(2)；

HEMT漏極(6)輸出信號有兩種不同的工作方式，一種是選擇第一端口(14)輸入至低通濾波器，低通濾波器輸出接入壓控振蕩器，壓控振蕩器輸出通過第三端口(16)接入除法器，除法器輸出信號作為反饋信號通過錨區(qū)(8)加載到一個(gè)固支梁開關(guān)(9)上，構(gòu)成反饋回路，參考信號通過錨區(qū)(8)加載到另一個(gè)固支梁開關(guān)(9)上，HEMT漏極(6)輸出信號的另一種工作方式是選擇第二端口(15)直接輸出放大信號；

當(dāng)直流偏置小于下拉電壓，兩個(gè)固支梁開關(guān)(9)均不與柵極(7)接觸，開關(guān)斷開時(shí)，柵電壓為0，HEMT截止，能夠有效的減小柵極漏電流，降低功耗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砷化鎵基低漏電流雙固支梁開關(guān)雙柵倍頻器，其特征在于，固支梁開關(guān)(9)的閉合或斷開通過直流偏置控制，當(dāng)兩個(gè)固支梁開關(guān)(9)均在達(dá)到或大于下拉電壓的直流偏置下實(shí)現(xiàn)下拉，與柵極(7)接觸，開關(guān)閉合時(shí)，在柵電壓的作用下，形成二維電子氣溝道，HEMT導(dǎo)通，參考信號和反饋信號通過HEMT實(shí)現(xiàn)相乘，漏極(6)輸出包含兩信號的相位差信息，選擇第一端口(14)輸入低通濾波器，濾除高頻部分，輸出包含相位差信息的直流電壓，直流電壓作為控制電壓輸入壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸出頻率被調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)頻率后的信號經(jīng)第三端口(16)傳輸至除法器，除法器輸出信號作為反饋信號加載到固支梁開關(guān)(9)上，環(huán)路循環(huán)反饋的結(jié)果是反饋信號與參考信號的頻率相等，壓控振蕩器第四端口(17)輸出頻率f_o為參考信號頻率的N倍：N×f_ref,實(shí)現(xiàn)參考信號的倍頻；

當(dāng)只有一個(gè)固支梁開關(guān)(9)閉合，另一個(gè)固支梁開關(guān)(9)處于斷開狀態(tài)時(shí)，閉合的固支梁開關(guān)(9)下方形成二維電子氣溝道，斷開的固支梁開關(guān)(9)下方形成高阻區(qū)，溝道與高阻區(qū)串聯(lián)的結(jié)構(gòu)有利于提高HEMT的反向擊穿電壓，只有閉合的固支梁開關(guān)(9)上的選通信號可以通過HEMT放大，放大信號經(jīng)第二端口(15)輸出，當(dāng)只有加載參考信號的固支梁開關(guān)(9)閉合時(shí)，參考信號通過HEMT放大，第二端口(15)輸出參考信號頻率f_ref的放大信號，當(dāng)只有加載反饋信號的固支梁開關(guān)(9)閉合時(shí)，反饋信號通過HEMT放大，反饋信號頻率為壓控振蕩器輸出頻率f_o經(jīng)除法器后除以N的結(jié)果：f_o/N，第二端口(15)輸出頻率為f_o/N的放大信號，斷開的固支梁開關(guān)(9)也有利于減小柵極漏電流，降低功耗。