[发明专利]硅基低漏电流双固支梁可动栅锁相环电路

摘要

本发明的硅基低漏电流双固支梁可动栅MOSFET锁相环电路，由硅衬底，N型增强型MOSFET，外接的低通滤波器，压控振荡器，高频扼流圈构成。MOSFET的栅极是两个悬浮在栅氧化层上的固支梁，由直流偏置控制，下拉电压设计为MOSFET的阈值电压，参考信号和反馈信号分别加载到两个固支梁可动栅上。当两个固支梁可动栅均悬浮不与栅氧化层接触时，MOSFET截止，栅电容较小，能够减小栅极漏电流。当两个固支梁可动栅均下拉与栅氧化层接触时，MOSFET导通，参考信号和反馈信号经MOSFET相乘输，漏极输出包含两信号的相位差信息，通过低通滤波器和压控振荡器反馈循环实现相位锁定。下拉单个固支梁可动栅，可实现对单个信号的放大，电路具有多功能。

主权项

一种硅基低漏电流双固支梁可动栅锁相环电路，其特征在于该锁相环电路MOSFET为N型增强型MOSFET，生长在硅衬底(1)上，包括源极(2)，漏极(3)，栅氧化层(4)，锚区(5)，固支梁可动栅(6)，下拉极板(7)，绝缘层(8)，通孔(9)，引线(10)，源极(2)接地；MOSFET的栅极采用两个悬浮在栅氧化层(4)之上的固支梁可动栅(6)，固支梁可动栅(6)的两端固定在锚区(5)上，设置在硅衬底(1)上的下拉极板(7)设置在锚区(5)和栅氧化层(4)之间，绝缘层(8)覆盖在下拉极板(7)上，引线(10)通过通孔(9)分别与源极(2)、漏极(3)连接，固支梁可动栅(6)由直流偏置控制，直流偏置通过锚区(5)作用在固支梁可动栅(6)上，固支梁可动栅(6)的下拉电压设计为MOSFET的阈值电压；MOSFET的漏极(3)输出信号有两种不同的工作方式，一种是选择第一端口(11)接入低通滤波器、低通滤波器输出接入压控振荡器，压控振荡器输出选择第三端口(13)作为反馈信号通过锚区(5)加载到一个固支梁可动栅(6)上，与MOSFET形成反馈回路，参考信号通过锚区(5)加载到另一个固支梁可动栅(6)上，MOSFET的漏极(3)输出信号的另一种工作方式是选择第二端口(12)直接输出放大信号；在硅基低漏电流双固支梁可动栅锁相环电路中，当直流偏置小于下拉电压，两个固支梁可动栅(6)均悬浮在栅氧化层(4)之上时，MOSFET截止，栅电容较小，能够有效的减小栅极漏电流，降低功耗；当直流偏置达到或大于下拉电压，两个固支梁可动栅(6)均下拉与栅氧化层(4)接触时，MOSFET导通，参考信号和反馈信号经MOSFET相乘，漏极(3)输出包含两信号的相位差信息，选择第一端口(11)接入低通滤波器，低通滤波器输出为含有相位差信息的直流电压，直流电压作为控制电压接入压控振荡器，压控振荡器的输出频率被直流电压调节，作为反馈信号加载到固支梁可动栅(6)上，经过环路的反馈循环，最终反馈信号和参考信号频率相等，相位差恒定，实现锁定，锁定后的信号通过压控振荡器第四端口(14)输出；当只有一个固支梁可动栅(6)下拉时，被下拉的固支梁可动栅(6)下方形成沟道，未被下拉固支梁可动栅(6)下方为高阻区，沟道与高阻区串联的结构起到提高反向击穿电压的作用，只有被下拉的固支梁可动栅(6)上的选通信号可以通过MOSFET放大，选择通过第二端口(12)输出放大信号，当只有加载参考信号的固支梁可动栅(6)被下拉时，第二端口(12)输出参考信号频率fref的放大信号，当只有加载反馈信号的固支梁可动栅(6)被下拉时，反馈信号的频率为压控振荡器的输出频率f0，第二端口(12)输出频率为f0的放大信号。