[发明专利]整流电路、整流天线和微波无线能量传输系统

说明书

本发明涉及一种整流电路、整流天线和微波无线能量传输系统，整流电路包括：电路输入端；电路输出端；连接在电路输入端和电路输出端之间肖特基二极管；肖特基二极管包括：衬底；绝缘层，设置于衬底的上表面；第一外延层，设置于绝缘层的上表面；第二外延层，设置于第一外延层的上表面，且与第一外延层之间形成有二维电子气；第三外延层，设置于第二外延层的上表面；第三外延层上设置有第一凹槽；第一凹槽内填充有绝缘材料；第一金属电极，设置于第三外延层上，且设置于第一凹槽的一侧；第二金属电极，设置于第三外延层上，且设置于第一凹槽的另一侧。本发明的整流电路、整流天线和微波无线能量传输系统，能量转换效率得到大幅提升。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种整流电路、整流天线和微波无线能量传输系统。

背景技术

无线能量传输系统(Wireless Power Transfer,WPT)是指能够突破传输线限制在空间中输送电能的系统装置，其中以电磁波(微波波段)作为输入能量的这类特定的使用发射天线到接收天线的点对点的传播方式所构成的无线能量传输系统被称为微波无线能量传输系统(Microwave Power Transfer,MPT)。利用微波无线能量传输系统能够将环境中的自由电磁能转化为直流电，输送电能时，突破了传输线的限制、简单方便、灵活性强、传输距离远、减少输电线的架设，并且这种结构不需要频繁更换电池，是一种环保电源，具有非常大的应用前景。

整流二极管作为整个系统中的核心器件，担负着将射频微波能量转换成为直流能量的关键任务，其决定着整流电路的性能，选择适合应用场景的整流二极管非常重要；肖特基二极管由于其开关速度快、损耗小、低功耗、低正向导通电压、恢复时间快、适合高频工作等优势作为整流二极管被广泛应用于整流电路。

电路的整流功能是由二极管的非线性特性所实现的，但是由于其非线性特性的存在，将会产生高次谐波，进而影响整个系统的能量转换效率。现有技术中也有专门抑制谐波产生的整流电路设计，但获得的能量转换效率依然不高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种整流电路、整流天线和微波无线能量传输系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个方便提供了一种整流电路，包括：

电路输入端；

电路输出端；

第一滤波器，输入端连接所述电路输入端；

阻抗匹配电路，其输入端连接所述第一滤波器的输出端；

肖特基二极管，其输入端连接所述阻抗匹配电路的输出端；

第二滤波器，其输入端连接所述肖特基二极管的输出端，其输出端连接所述电路输出端；

其中，所述肖特基二极管包括：

衬底；

绝缘层，设置于所述衬底的上表面；

第一外延层，设置于所述绝缘层的上表面；

第二外延层，设置于所述第一外延层的上表面，且与所述第一外延层之间形成有二维电子气；

第三外延层，设置于所述第二外延层的上表面；所述第三外延层上设置有第一凹槽；所述第一凹槽内填充有绝缘材料；

第一金属电极，设置于所述第三外延层上，且设置于所述第一凹槽的一侧；并与所述阻抗匹配电路的输出端连接；

第二金属电极，设置于所述第三外延层上，且设置于所述第一凹槽的另一侧；并与所述第二滤波器的输入端连接。

在本发明的一个实施例中，所述第一凹槽底部至所述绝缘层上表面之间的横截面积小于所述第一金属电极与所述第三外延层的接触面积。