[发明专利]摩擦电子学调谐二极管及应用其的调制电路

权利要求书

1.一种摩擦电子学调谐二极管，其特征在于，包括：

摩擦纳米发电机，包括：绝缘基底；

阻抗元件；

PN结元件，包括：P区与N区，其形成于所述绝缘基底的一面上，所述PN结元件的第一端连接至所述摩擦纳米发电机的第一输出端，第二端通过所述阻抗元件连接至所述摩擦纳米发电机的第二输出端；

其中，所述PN结元件的第一端还连接至所述摩擦电子学调谐二极管的第一输出端，其第二端还连接至所述摩擦电子学调谐二极管的第二输出端，通过所述摩擦纳米发电机在外力作用下产生的可调静电势调控PN结元件的结电容。

2.根据权利要求1所述的摩擦电子学调谐二极管，其特征在于，所述摩擦纳米发电机为独立式摩擦纳米发电机、滑动式摩擦纳米发电机、接触分离式摩擦纳米发电机或旋转式摩擦纳米发电机。

3.根据权利要求2所述的摩擦电子学调谐二极管，其特征在于，所述摩擦纳米发电机为独立式摩擦纳米发电机，其包括：

静摩擦层，包括：第一静摩擦层和第二静摩擦层，两者形成于所述绝缘基底的另一面上；

动摩擦层，位于所述静摩擦层的上方，且所述动摩擦层与所述静摩擦层为位于摩擦电极序的不同位置的材料。

4.根据权利要求2所述的摩擦电子学调谐二极管，其特征在于，所述摩擦纳米发电机为滑动式摩擦纳米发电机，其包括第一摩擦电极和第二摩擦电极，二者在水平方向上周期性地进行相对滑动，形成一个周期性变化的静电势施加在PN结元件两端，从而对PN结元件的结电容进行调控；

或者，所述摩擦纳米发电机为接触分离式摩擦纳米发电机，其包括第一摩擦摩擦电极和第二摩擦电极，二者在垂直方向上周期性地进行接触分离运动，形成一个周期性变化的静电势施加在PN结元件两端，从而对PN结元件的结电容进行调控。

5.根据权利要求2所述的摩擦电子学调谐二极管，其特征在于，所述摩擦纳米发电机为旋转式摩擦纳米发电机；其中，

所述旋转式摩擦纳米发电机包括第一摩擦电极和第二摩擦电极，二者在轴向上周期性地进行相对旋转，形成一个周期性变化的静电势施加在PN结元件两端，从而对PN结的结电容进行调控。

6.一种调制电路，其特征在于，包括：

待调制部件；

摩擦电子学调谐二极管，为权利要求1～5中任一项所述摩擦电子学调谐二极管，用于利用其输出的可变电容对所述待调制部件进行调制。

7.根据权利要求6所述的调制电路，其特征在于，所述调制电路为调频电路、等幅移相电路或模拟信号RC低通滤波电路。

8.根据权利要求7所述的调制电路，所述调制电路为调频电路；其中，

所述待调制部件包括：电感及振荡器，所述电感与摩擦电子学调谐二极管组成LC并联谐振回路，连接至所述振荡器的输入端，通过外力调控摩擦电子学调谐二极管的电容实现模拟信号的频率调节。

9.根据权利要求7所述的调制电路，所述调制电路为等幅移相电路，其中，

所述待调制部件包括：运算放大器以及至少三个电阻(R₁，R₂，R₃)；

所述运算放大器的反向输入端通过第一电阻连接至所述等幅移相电路的输入端，并且所述运算放大器的反向输入端通过第二电阻连接至所述运算放大器的输出端；

所述运算放大器的同向输入端通过第三电阻连接至所述等幅移相电路的输入端，且所述运算放大器的同向输入端通过所述摩擦电子学调谐二极管接地；

所述运算放大器的输出端连接至所述等幅移相电路的输出端；

通过外力调控摩擦电子学调谐二极管的电容实现模拟信号的相位调节。

10.根据权利要求7所述的调制电路，所述调制电路为模拟信号RC低通滤波电路，

其中，所述待调制部件包括：电阻(R_f)；所述低通滤波电路允许低频信号通过，而将高频信号衰减，通过外力调控摩擦电子学调谐二极管的电容实现对低通滤波电路的调节。