基于微机械硅基固支梁的频率检测器及检测方法

摘要

本发明公开了一种基于微机械硅基固支梁的频率检测器及检测方法，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。检测方法包括如下步骤：当在一下拉电极（81）和第二下拉电极（82）加载直流偏置时，固支梁（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。本发明结构简单，易于测量。

主权项

一种基于微机械硅基固支梁的频率检测器，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，用于实现频率的检测；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）和漏极（3）的外侧分别设有第一固支梁锚区（61），第二固支梁锚区（62），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）相对的固支梁（7），固支梁（7）的两侧分别与第一固支梁锚区（61），第二固支梁锚区（62）相连； 在栅极（5）与第一固定梁锚区（61）之间设有第一下拉电极（81），在栅极（5）与第二固定梁锚区（62）之间设有第二下拉电极（82），第一下拉电极（81）和第二下拉电极（82）分别被绝缘介质层（12）覆盖；源极（2）接地，漏极（3）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‑半导体场效应管的固支梁（7）。