[发明专利]基于GaAs基低漏电流双悬臂梁开关频率检测器

权利要求书

1.一种基于GaAs基低漏电流双悬臂梁开关频率检测器，其特征是：GaAs基低漏电流双悬臂梁开关HEMT以半绝缘的GaAs为衬底(1)，在衬底(1)上设有本征GaAs层(2)，本征GaAs层(2)上设有本征AlGaAs层(3)、源区(13)和漏区(14)，本征AlGaAs层(3)上设有N⁺AlGaAs层(4)，N⁺AlGaAs层(4)上设有栅极金属层(5)，栅极金属层(5)上设有两个悬臂梁(12)；悬臂梁(12)材料为Au，横跨在锚区(8)上，锚区(8)和输入引线(9)相连，作为HEMT微波信号和直流偏置信号的输入端；其中，微波信号由微波信号输入端口输入，通过隔直电容后分为两路，分别经λ/100延迟线和λ/4延迟线输入到两个悬臂梁(12)上，直流偏置信号由第一偏置端口(17)和第二偏置端口(18)输入，通过高频扼流线圈分别输入到两个悬臂梁(12)上，在悬臂梁(12)的下方各有一个下拉电极(6)，下拉电极(6)接地，下拉电极(6)的上面覆盖一层绝缘的氮化硅介质层(7)，悬臂梁(12)的下拉电压设置为HEMT的阈值电压；本征GaAs层(2)和本征AlGaAs层(3)间的异质结形成的二维电子气通道，在非工作状态时被肖特基接触的耗尽区阻断，在施加偏置电压使悬臂梁(12)下拉时，肖特基接触的耗尽区变窄，二维电子气通道处于导通状态。

2.根据权利要求1所述的基于GaAs基低漏电流双悬臂梁开关频率检测器，其特征是该频率检测器电路通过施加直流偏置电压和控制λ/4延迟线是否接地实现频率检测和信号放大两种功能；频率检测时施加直流偏置电压使两个悬臂梁(12)都处于下拉状态，待测微波信号经过λ/4延迟线和λ/100延迟线后产生两路频率相等和存在一定相位差的信号，输入到HEMT的栅极金属层(5)上，经HEMT实现信号混频，输出的源漏极饱和电流包含了相位信息的电流分量，通过低通滤波器滤去源漏极饱和电流中的高频分量，由相位检测输出端口(19)输出，从而得到两路信号的相位差，最后通过相位差反推出待测微波信号的频率；电路处于信号放大状态时，施加直流偏置电压使λ/100延迟线连接的悬臂梁(12)处于下拉状态，λ/4延迟线的末端接地，λ/4延迟线始端相当于开路，信号完全经过λ/100延迟线输入到对应的悬臂梁(12)上，源漏极输出放大后的电流信号，最后由信号放大输出端口(20)输出，由于存在一个悬浮的悬臂梁(12)，下面对应的区域为高阻区，有利于增大反向击穿电压。

3.根据权利要求1或2所述的基于GaAs基低漏电流双悬臂梁开关频率检测器，其特征是该频率检测器非工作状态时，两个悬臂梁(12)都处于悬浮态，与栅极金属层(5)没有接触，减小了栅极漏电流，功耗被有效地降低。