[发明专利]砷化镓基低漏电流双固支梁开关双栅倍频器

权利要求书

1.一种砷化镓基低漏电流双固支梁开关双栅倍频器，其特征在于该倍频器的HEMT为生长在GaAs衬底(1)上的增强型HEMT，包括本征GaAs层(2)，本征AlGaAs层(3)，N+AlGaAs层(4)，源极(5)，漏极(6)，栅极(7)，锚区(8)，固支梁开关(9)，下拉极板(10)，绝缘层(11)，通孔(12)，引线(13)；在GaAs衬底(1)上有本征GaAs层(2)，本征GaAs层(2)上有本征AlGaAs层(3)，本征AlGaAs层(3)上有N+AlGaAs层(4)，源极(5)，漏极(6)位于两个固支梁开关(9)的两侧，源极(5)接地，两个栅极(7)并列设置，与两个固支梁开关(9)一一对应，固支梁开关(9)的两端固定在锚区(8)上，固支梁开关(9)的中部悬浮在栅极(7)之上，下拉极板(10)设置在锚区(8)和栅极(7)之间，下拉极板(10)接地，绝缘层(11)覆盖在下拉极板(10)之上，直流偏置通过高频扼流圈和锚区(8)作用在固支梁开关(9)上，固支梁开关(9)的下拉电压设计为HEMT的阈值电压；引线(13)分别通过通孔(12)接本征GaAs层(2)；

HEMT漏极(6)输出信号有两种不同的工作方式，一种是选择第一端口(14)输入至低通滤波器，低通滤波器输出接入压控振荡器，压控振荡器输出通过第三端口(16)接入除法器，除法器输出信号作为反馈信号通过锚区(8)加载到一个固支梁开关(9)上，构成反馈回路，参考信号通过锚区(8)加载到另一个固支梁开关(9)上，HEMT漏极(6)输出信号的另一种工作方式是选择第二端口(15)直接输出放大信号；

当直流偏置小于下拉电压，两个固支梁开关(9)均不与栅极(7)接触，开关断开时，栅电压为0，HEMT截止，能够有效的减小栅极漏电流，降低功耗。

2.根据权利要求1所述的砷化镓基低漏电流双固支梁开关双栅倍频器，其特征在于，固支梁开关(9)的闭合或断开通过直流偏置控制，当两个固支梁开关(9)均在达到或大于下拉电压的直流偏置下实现下拉，与栅极(7)接触，开关闭合时，在栅电压的作用下，形成二维电子气沟道，HEMT导通，参考信号和反馈信号通过HEMT实现相乘，漏极(6)输出包含两信号的相位差信息，选择第一端口(14)输入低通滤波器，滤除高频部分，输出包含相位差信息的直流电压，直流电压作为控制电压输入压控振荡器，压控振荡器的输出频率被调节，调节频率后的信号经第三端口(16)传输至除法器，除法器输出信号作为反馈信号加载到固支梁开关(9)上，环路循环反馈的结果是反馈信号与参考信号的频率相等，压控振荡器第四端口(17)输出频率f_o为参考信号频率的N倍：N×f_ref,实现参考信号的倍频；

当只有一个固支梁开关(9)闭合，另一个固支梁开关(9)处于断开状态时，闭合的固支梁开关(9)下方形成二维电子气沟道，断开的固支梁开关(9)下方形成高阻区，沟道与高阻区串联的结构有利于提高HEMT的反向击穿电压，只有闭合的固支梁开关(9)上的选通信号可以通过HEMT放大，放大信号经第二端口(15)输出，当只有加载参考信号的固支梁开关(9)闭合时，参考信号通过HEMT放大，第二端口(15)输出参考信号频率f_ref的放大信号，当只有加载反馈信号的固支梁开关(9)闭合时，反馈信号通过HEMT放大，反馈信号频率为压控振荡器输出频率f_o经除法器后除以N的结果：f_o/N，第二端口(15)输出频率为f_o/N的放大信号，断开的固支梁开关(9)也有利于减小栅极漏电流，降低功耗。