悬臂梁栅MOS管的悬臂梁下拉与第一悬臂梁栅MOS管的栅氧化层贴紧，此时加载在栅极上的电压VA大于阈值电压VT，第一悬臂梁栅NMOS管I导通，而悬臂梁栅PMOS管2的悬臂梁与其下拉电极板之间电压为I VA-V2 I，小于悬臂梁下拉电压为Vpullin，所以悬臂梁栅PMOS管2的悬臂梁是悬浮在栅氧化层上方，栅极氧化层中的场强比较小，因此悬臂梁栅PMOS管2关断，当输入信号处于负半周期时情况则相反，这样就使该乙类推挽功率放大器中的第一悬臂梁栅MOS管I和悬臂梁栅PMOS管2随着输入信号的变化处于交替导通与关断，第一悬臂梁栅MOS管I和悬臂梁栅PMOS管2的关断意味着其悬臂梁栅MOS管的悬臂梁是悬浮在栅氧化层上方，栅极氧化层中的场强比较小，大大降低了栅极漏电流，从而降低了电路的功耗。
[0017]该乙类功率放大器输出端接LC回路和交叉耦合的悬臂梁栅MOS对管，交叉耦合的悬臂梁栅MOS对管由第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16组成，设计第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16的阈值电压相等，同时设计第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16的阈值电压与它的悬臂梁下拉电压相等，当第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16的悬臂梁与下拉电极板间的电压大于阈值电压的绝对值，所以悬臂梁被下拉到栅氧化层上，所以第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16导通，当第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16的悬臂梁和下拉电极板之间的电压小于阈值电压，悬臂梁是悬浮在栅氧化层上方，处于截止，该交叉耦合的悬臂梁栅MOS管对管在稳定工作时，第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16交替导通与关断，当悬臂梁栅MOS管关断，悬臂梁处于悬浮状态，也就没有栅极漏电流，从而降低了电路的功耗。该交叉耦合的第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16能够提供负阻给LC回路，从而补偿LC回路中电感的寄生电阻，从而提高本发明的乙类推挽功放输出端LC回路的品质因素。
[0018]硅基悬臂梁栅MOS管高品质因素乙类推挽功率放大器的制备方法包括以下几个步骤:
[0019]I)准备P型Si衬底3;
[0020]2)初始氧化，生长S1Jl，作为掺杂的屏蔽层；
[0021 ] 3)光刻S1Jl，刻出N阱9注入孔；
[0022]4) N阱9注入，在氮气环境下退火；退火完成后，在高温下进行杂质再分布，形成N阱9 ;
[0023]5)去除娃表面的全部氧化层；
[0024]6)底氧生长。通过热氧化在平整的硅表面生长一层均匀的氧化层，作为缓冲层。
[0025]7)沉积氮化硅，然后光刻和刻蚀氮化硅层，保留有源区的氮化硅，场区的氮化硅去除；
[0026]8)场氧化。对硅片进行高温热氧化，在场区生长了所需的厚氧化层；
[0027]9)去除氮化硅和底氧层，采用干法刻蚀技术将硅片表面的的氮化硅和底氧全部去除。
[0028]10)在硅片上涂覆一层光刻胶，光刻和刻蚀光刻胶，去除需要制作下拉电极板8位置的光刻胶。然后淀积一层Al，去除光刻胶以及光刻胶上的Al，形成下拉电极板；
[0029]11)进行栅氧化。形成一层高质量的氧化层；
[0030]12)离子注入，调整PMOS的阈值电压；
[0031 ] 13)离子注入，调整NMOS的阈值电压；
[0032]14)利用CVD技术沉积多晶娃，光刻栅图形和多晶硅引线图形，通过干法刻蚀技术亥Ij蚀多晶娃，保留输入引线4和悬臂梁栅6的锚区7位置的多晶硅。
[0033]15)通过旋涂方式形成PMGI牺牲层，然后光刻牺牲层，仅保留悬臂梁栅6下方的牺牲层；
[0034]16)蒸发生长Al ；
[0035]17)涂覆光刻胶，保留悬臂梁栅6上方的光刻胶；
[0036]18)反刻Al，形成悬臂梁栅6 ;
[0037]19)涂覆光刻胶，光刻并刻蚀出硼的注入孔，注入硼，形成PMOS管的有源区10 ;
[0038]20)涂覆光刻胶，光刻并刻蚀出磷的注入孔，注入磷，形成NMOS管的有源区11 ；
[0039]21)制作通孔12和引线13 ；
[0040]22)释放PMGI牺牲层，形成悬浮的悬臂梁栅6 ；
[0041]本发明与现有技术的区别在于:
[0042]本发明中硅基悬臂梁栅MOS管高品质因素乙类推挽功率放大器与传统的乙类推挽功率放大器最大的区别在于所用的悬臂梁栅MOSFET的栅极并不是直接紧贴在氧化层上方，而是依靠锚区的支撑悬浮在氧化层上，形成悬臂梁结构。本发明中的乙类推挽功率放大器由第一悬臂梁栅NMOS管1，悬臂梁栅PMOS管2，第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NM0S16，LC回路构成。设计第一悬臂梁栅NMOS管I和悬臂梁栅PMOS管2的阈值电压VT的绝对值相等并且I VT I〈 I VA I，同时设计第一悬臂梁栅MOS管I和悬臂梁栅PMOS管2的悬臂梁下拉电压的绝对值为Vpullin, I VA-V2 | <Vpullin< | VA+V2 |，VA是Vi的幅值。该乙类推挽功率放大器工作时，将交流信号通过锚区加载到第一悬臂梁栅MOS管I和悬臂梁栅PMOS管2的悬臂梁开关之间，当输入信号处于正半周期时，第一悬臂梁栅MOS管I的悬臂梁与其下拉电极板之间电压为I VA+V2 I，大于悬臂梁下拉电压为Vpullin，所以第一悬臂梁栅MOS管I的悬臂梁下拉与第一悬臂梁栅MOS管I的栅氧化层贴紧，此时加载在栅极上的电压VA大于阈值电压VT，第一悬臂梁栅MOS管I导通，而悬臂梁栅PMOS管2的悬臂梁与其下拉电极板之间电压为I VA-V2 I，小于悬臂梁下拉电压为Vpullin，所以悬臂梁栅PMOS管2的悬臂梁是悬浮在栅氧化层上方，栅极氧化层中的场强比较小，因此悬臂梁栅PMOS管2关断，当输入信号处于负半周期时情况则相反，这样就使该乙类推挽功率放大器中的第一悬臂梁栅MOS管I和悬臂梁栅PMOS管2随着输入信号的变化处于交替导通与关断，第一悬臂梁栅MOS管I和悬臂梁栅PMOS管2的关断意味着其悬臂梁栅MOS管的悬臂梁是悬浮在栅氧化层上方，大大降低了栅极漏电流，从而降低了电路的功耗。
[0043]该乙类功率放大器输出端接LC回路和交叉耦合的悬臂梁栅MOS对管，交叉耦合的悬臂梁栅MOS对管由第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16组成，设计第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16的阈值电压相等，同时设计第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16的阈值电压与它的悬臂梁下拉电压相等，当第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16的悬臂梁与下拉电极板间的电压大于阈值电压的绝对值，所以悬臂梁被下拉到栅氧化层上，所以第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16导通，当第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16的悬臂梁和下拉电极板之间的电压小于阈值电压，悬臂梁是悬浮在栅氧化层上方，处于截止，该交叉耦合的悬臂梁栅MOS管对管在稳定工作时，第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16交替导通与关断，当悬臂梁栅MOS管关断，悬臂梁处于悬浮状态，也就没有栅极漏电流，从而降低了电路的功耗。该交叉耦合的第二悬臂梁栅NMOS管15，第三悬臂梁栅NMOS管16能够提供负阻给LC回路，从而补偿LC回路中电感的寄生电阻，从而提高本发明的乙类推挽功放输出端LC回路的品质因素。
[0044]满足以上条件的结构即视为本发明的硅基低漏电流悬臂梁栅MOS管乙类推挽功率放大器。
【主权项】
1.一种硅基低漏电流悬臂梁栅MOS管乙类推挽功率放大器，其特征是该放大器由第一悬臂梁栅NMOS管(I)、第二悬臂梁栅NMOS管(15)、第三悬臂梁栅NMOS管(16)、悬臂梁栅PMOS管(2)、恒流源(14)和LC回路构成，该功率放大器中的悬臂梁栅MOS管是制作在P型Si衬底(3)上，其输入引线(4)都是利用多晶硅制作，悬臂梁栅MOS管的栅极是依靠锚区(7)的支撑悬浮在栅氧化层(5)上方的，形成悬臂梁栅(6)，悬臂梁栅(6)由Al制作，悬臂梁栅￠)的锚区(7)制作在栅氧化层(5)上，悬臂梁栅(6)下方设计有下拉电极板(8)，第一悬臂梁栅NMOS管(I)的下拉电极板(8)通过高频扼流圈与电源-V2相连，第二悬臂梁栅PMOS管⑵的下拉电极板⑶通过高频扼流圈与电源+V2相连，第二悬臂梁栅NMOS管(15)和第三悬臂梁栅NMOS管(16)的下拉电极板⑶接地，第一悬臂梁栅NMOS管⑴的漏极(11)通过高频扼流圈接+VI，悬臂梁栅PMOS管(2)的漏极(18)通过高频扼流圈接-VI，第一悬臂梁栅NMOS管(I)和悬臂梁栅PMOS管(2)的悬臂梁栅(6)通过引线(4)连在一起作为该乙类推挽式功率放大器的输入端vi，第一悬臂梁栅NMOS管(I)的源极与悬臂梁栅PMOS管⑵的源极连在一起作为输出端vo，输出端通过一个隔直流电容与LC回路，交叉耦合的第二悬臂梁栅MOS管(15)和第三悬臂梁栅MOS管(16)相连，LC回路一端与第三悬臂梁栅NMOS管(16)的漏极(11)相连，第三悬臂梁栅NMOS管(16)的漏极(11)通过引线(10)和锚区(7)与第二悬臂梁栅NMOS管(15)的悬臂梁栅(6)连在一起并通过高频扼流圈与+V3相连，LC回路的另一端与第二悬臂梁栅NMOS管(15)的漏极(11)相连，第二悬臂梁栅NMOS管(15)的漏极(11)通过引线(10)和锚区(7)和第三悬臂梁栅NMOS管(16)的悬臂梁栅(6)连载一起并通过高频扼流圈与+V3相连，第二悬臂梁栅NMOS管(15)的源极(12)和第三悬臂梁栅NMOS管(16)的源极(12)连在一起并与恒流源相连，恒流源的另一端接地，第二悬臂梁栅MOS管(15)和第三悬臂梁栅MOS管(16)与悬臂梁栅NMOS管(I)这三个悬臂梁栅NMOS管区别仅在于它们的悬臂梁栅(6)的形状不同，第一悬臂梁栅NMOS管(I)的悬臂梁栅(6)为宽梁，第二悬臂梁栅MOS管(15)和第三悬臂梁栅MOS管(16)的悬臂梁栅(6)为窄梁。
【专利摘要】本发明的硅基低漏电流悬臂梁栅MOS管乙类推挽功率放大器包括三个悬臂梁栅NMOS管，一个悬臂梁栅PMOS管，恒流源和LC回路构成。三个悬臂梁栅NMOS区别仅在于它们的悬臂梁栅的形状不同，第一悬臂梁栅NMOS管(1)的悬臂梁栅为宽梁，第二悬臂梁栅NMOS管(15)，第三悬臂梁栅NMOS管(16)的悬臂梁栅为窄梁。该功率放大器的悬臂梁栅MOS管是制作在Si衬底上，其栅极是依靠锚区的支撑悬浮在栅氧化层上方的，形成悬臂梁结构。该交叉耦合的悬臂梁栅MOS管能够提供负阻给LC回路，从而补偿LC回路中电感的寄生电阻，从而提高本发明的乙类推挽功放输出端LC回路的品质因素。
【IPC分类】H03F3/213, H03F3/26
【公开号】CN105024661
【申请号】CN201510379387
【发明人】廖小平, 王小虎
【申请人】东南大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月1日