[发明专利]氮化镓基低漏电流固支梁开关乙类推挽功率放大器及制备

摘要

本发明的一种氮化镓基低漏电流固支梁开关乙类推挽功率放大器，包括第一固支梁开关N型MESFET(1)，第二固支梁开关N型MESFET(19)，第三固支梁开关N型MESFET(20)和固支梁开关P型MESFET(2)，恒流源(18)，LC回路；该交叉耦合的第二固支梁开关N型MESFET(19)，第三固支梁开关N型MESFET(20)能够提供负阻给LC回路，从而补偿LC回路中电感的寄生电阻，从而提高本发明的乙类推挽功放输出端LC回路的品质因素。并且GaN基的MESFET具有高电子迁移率，能够满足射频信号下电路正常工作的需要。

主权项

一种氮化镓基低漏电流固支梁开关乙类推挽功率放大器，其特征在于该功率放大器包括第一固支梁开关N型MESFET(1)，第二固支梁开关N型MESFET(19)，第三固支梁开关N型MESFET(20)和固支梁开关P型MESFET(2)，恒流源(18)，LC回路；其中，该功率放大器使用的第一固支梁开关N型MESFET(1)、第二固支梁开关N型MESFET(19)和第三固支梁开关N型MESFET(20)基于GaN衬底，输入引线(4)是利用金制作，N型MESFET的源极(10)和N型MESFET的漏极(12)由金属和重掺杂N区形成欧姆接触构成，栅极(5)由钛、铂或金合金和N型有源层(11)形成肖特基接触构成，在固支梁开关N型MESFET的栅极(5)上方悬浮着固支梁开关(6)，交流信号加载在固支梁开关(6)上，该固支梁开关(6)由钛‑金‑钛三层复合制成，固支梁开关(6)两边的两个锚区(7)制作在半绝缘GaN衬底(3)上，在固支梁开关(6)与衬底之间存在下拉电极(8)，下拉电极(8)由氮化硅材料(9)覆盖，第二固支梁开关N型MESFET(19)、第三固支梁开关N型MESFET(20)的下拉电极(8)接地，第一固支梁开关N型MESFET(1)的下拉电极通过高频扼流圈接电源‑V2，第一固支梁开关N型MESFET(1)的N型MESFET的漏极(12)通过引线(14)和高频扼流圈接到电源+V1上；该功率放大器使用的固支梁开关P型MESFET(2)基于GaN衬底，输入引线(4)是利用金制作，P型MESFET的源极(17)和P型MESFET的漏极(16)由金属和重掺杂P区形成欧姆接触构成，栅极(5)由金属钛、铂或金合金和P型有源层(15)形成肖特基接触构成，在固支梁开关P型MESFET(2)的栅极(5)上方悬浮着固支梁开关(6)，交流信号加载在固支梁开关(6)上，该固支梁开关(6)由钛‑金‑钛三层复合制成，固支梁开关(6)两个锚区(7)制作在半绝缘GaN衬底(3)上，在固支梁开关(6)与衬底之间存在下拉电极(8)，下拉电极(8)由氮化硅材料(9)覆盖，固支梁开关P型MESFET(2)的下拉电极(8)通过高频扼流圈接电源+V2,固支梁开关P型MESFET的漏极(16)通过引线(14)和高频扼流圈接电源‑V1上,第一固支梁开关N型MESFET(1)和固支梁开关P型MESFET(2)的固支梁开关(6)通过锚区(7)，引线(4)连在一起作为该乙类推挽式功率放大器的输入端vi，第一固支梁开关N型MESFET(1)的源极(10)和固支梁开关P型MESFET(2)的源极(17)接在一起作为输出端vo，输出端通过一个隔直流电容与LC回路和交叉耦合的第二固支梁开关N型MESFET(19)和第三固支梁开关N型MESFET(20)相连,第二固支梁开关N型MESFET(19)的漏极(12)通过引线(14)和第三固支梁开关N型MESFET(20)的固支梁开关(6)接到一起并通过高频扼流圈与电源+V3相连，第三固支梁开关N型MESFET(20)的漏极(12)通过引线(14)和第二固支梁开关N型MESFET(19)的固支梁开关(6)接到一起并通过高频扼流圈与电源+V3相连，第二固支梁开关N型MESFET(19)和第三固支梁开关N型MESFET(20)形成交叉耦合结构，第二固支梁开关N型MESFET(19)的源极(10)和第三固支梁开关N型MESFET(20)的源极(10)连在一起并与恒流源(18)相连，恒流源(18)的另一端接地，LC回路接在第二固支梁开关N型MESFET(19)和第三固支梁开关N型MESFET(20)的漏极(12)之间，第二固支梁开关N型MESFET(19)和第三固支梁开关N型MESFET(20)与第一固支梁开关N型MESFET(1)这三个固支梁开关N型MESFET区别仅在于它们的固支梁开关(6)的形状不同，第一固支梁开关N型MESFET(1)的固支梁开关(6)为宽梁，第二固支梁开关N型MESFET(19)和第三固支梁开关N型MESFET(20)的固支梁开关(6)为窄梁。