[发明专利]基于微机械硅基悬臂梁的频率检测器及检测方法

权利要求书

1. 一种基于微机械硅悬臂梁的频率检测器，其特征在于：该频率检测器包括

功率分配器（P）、90度移相器(Y)、低通滤波器(L)和硅基金属-氧化物-半导体场效应管，

功率分配器，用于接收待测微波信号，并将该待测微波信号分成幅度、相位相同的两个支路信号，即第一路微波信号和第二路微波信号，并分别输出给硅基金属-氧化物-半导体场效应管和90度移相器；

90度移相器，用于接收所述第二路微波信号，将该第二路微波信号延迟，将该信号产生一个与频率成正比的相移后，输出第三路微波信号给硅基金属-氧化物-半导体场效应管结构；

低通滤波器，用于通过隔直电容与硅基金属-氧化物-半导体场效应管相连，滤去其输出的高频信号，得到与频率相关的电流信号；

硅基金属-氧化物-半导体场效应管，用于实现相位的检测；其中，

硅基金属-氧化物-半导体场效应管包括硅衬底（1），生长在硅衬底（1）表面上的用于输出饱和电流的源极（2）和漏极（3），源极（2）与漏极（3）相对设置，在源极（2）或漏极（3）的外侧设有悬臂梁锚区（6），跨接在源极（2）和漏极（3）之间的栅氧化层（4），设置在栅氧化层（4）表面的栅极（5），设置在在该栅极（5）上方且与栅极（5）相对的悬臂梁（7），悬臂梁（7）的一侧与悬臂梁锚区（6）相连，

在栅极（5）远离悬臂梁锚区（6）的一侧设有下拉电极（8），下拉电极（8）被绝缘介质层（12）覆盖；

源极（2）接地，漏极（3）接正电压，栅极（5）接正电压；

功率分配器输出的第一路微波信号输出给栅极（5）；

90度移相器的输出的第三路微波信号输出给硅基金属-氧化物-半导体场效应管的悬臂梁锚区（6）。

2. 一种用于权利要求1所述基于微机械硅悬臂梁的频率检测器的频率检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

源极（2）和漏极（3）用于输出饱和电流，由N型重掺杂区构成；当硅基金属-氧化物-半导体场效应管正常工作情况下，源极（2）接地，漏极（3）接正电压，N型沟道中的电子将从源极（2）流向漏极（3），电流方向由漏极（3）到源极（2），栅极（5）由多晶硅构成，接正电压；

待测微波信号经过功率分配器（P）分成幅度、相位完全相同的两个支路信号，一路信号直接连接到栅极（5），另一路信号经过一个90度线性移相器之后连接到悬臂梁的锚区（6）；当下拉电极（8）和上没有直流偏置时，悬臂梁（7）位于栅极（5）上方，硅基金属-氧化物-半导体场效应管处于非频率检测状态；

当在下拉电极（8）加载直流偏置时，悬臂梁（7）被下拉且与栅极（5）接触时，两路微波信号同时加载到栅极（5）上，硅基金属-氧化物-半导体场效应管处在频率检测状态，源极（2）和漏极（3）之间的饱和电流输出包含了待测信号频率信息的电流分量，通过检测饱和电流的大小最终实现频率检测。