[发明专利]射频放大器中的静电能和热能收集及自供电

说明书

本发明公开了一种射频放大器中的静电能和热能收集及自供电。在射频放大器中，输入端口Input或输出端口Output的PAD上出现静电时，静电电荷通过高频扼流圈传输到MEMS悬臂梁上，使悬臂梁与下方电荷存储器上极板出现电势差，悬臂梁被静电力拉下，静电电荷由此传输到电荷存储器上极板，电荷存储器将静电能转换为电能，向能量收集及其电源管理电路输出直流电压，完成静电能的收集。射频放大器工作时，所述的放置于MOS管源极和漏极周围的热电偶，用于收集射频放大器工作时产生的热能，并将热能转换为电能，输出至能量收集及其电源管理电路。

技术领域

本发明涉及一种射频放大器中的静电能和热能收集及自供电技术,属于微电子机械系统(MEMS)技术领域。

背景技术

ESD(Electro-Static discharge)的意思是“静电释放”，ESD是以研究静电的产生、危害及静电防护为主。因此，国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD，中文名称为静电阻抗器。静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害，常常造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。静电防护工作是一项长期的系统工程，任何环节的失误或疏漏，都将导致静电防护工作的失败。在半导体集成电路中，从芯片的制造、封装、测试到使用的整个周期中，ESD现象都有可能对芯片造成伤害。当芯片的管脚与外界物体接触时，在纳秒级的时间内，流过管脚的电流可能高达几十安培，芯片内部的电压可能升高到几十甚至几百伏，如果没有ESD防护设备，静电释放造成的过高温度、大电流密度和过强电场很可能对芯片造成伤害。而在射频放大器中，由于ESD防护器件的引入了寄生电容等寄生效应，可能造成阻抗失配，因此为射频放大器设计ESD防护难度要更高。

在射频放大器中，由于使用的是A类放大器，热耗散是不可避免且又急需解决的问题。热电偶可以将射频放大器产生的热能转化成电能传输至能量收集及其电源管理电路，对射频放大器热耗散能量进行收集的同时解决了芯片上器件测试时，由于在封装前不能加载散热器其热耗散引起的发热对芯片带来的损害。因此，将产生的热能收集起来给射频放大器供电具有极其重大的意义。

本发明即是基于CMOS工艺和MEMS表面微机械加工工艺设计了一种射频放大器中的静电能和热能收集及自供电。

发明内容

技术问题：本发明要解决传统的射频放大器静电释放防护将静电能通过电阻吸收而造成了因电阻发热系统温度升高问题，要达到的目标是避免会出现的热可靠性问题，对于静电能加以收集再利用，实现绿色能源的可持续性。

本发明要解决在射频放大器中，芯片上器件测试时，由于在封装前不能加载散热器而产生热耗散引起的发热对芯片带来的损害的技术问题。要达到的目标是将热耗散的能量收集起来给射频放大器供电。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：