基于横向氮化镓肖特基二极管的微波整流电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于横向氮化镓肖特基二极管的微波整流电路，主要解决现有技术无法同时实现大功率和高效率整流的问题。其从左到右依次由射频输入端、输入匹配电路、隔直电容、输入滤波器、二极管、输出滤波器和输出端口连接组成。该二极管采用具有凹槽阳极结构的横向氮化镓肖特基二极管，输入滤波器及输出滤波器采用多开路枝节结构的低通滤波器，电路工作频率为1‑8GHz范围内的某一固定频率。实测表明，本发明专利技术在频率为2.45GHz，负载电阻为350Ω，输入功率为28.64dBm时获得了最高79％的整流效率，在输入功率为37.33dBm时整流效率仍有50％，显著提升了整流功率和效率，可应用于大功率微波能量传输系统。

Microwave rectifier circuit based on transverse GaN Schottky diode

【技术实现步骤摘要】
基于横向氮化镓肖特基二极管的微波整流电路
本专利技术属于微波
，特别涉及一种基于横向氮化镓肖特基二极管的微波整流电路，可用于微波无线能量传输系统。技术背景无线能量传输可以实现非接触的电能传输，微波无线能量传输是唯一一种可以实现远距离电能传输的技术，可以利用高频电磁波的发射与收集实现电能在空间中的点对点无线传输，未来可广泛应用于空间太阳能电站、无人飞行器、向供电受损的灾区紧急供电等领域，具有广阔的应用前景和重要的研究价值。微波整流技术是微波无线能量传输系统的核心，承担系统接收端微波能量向直流能量的转换，其转换效率及功率直接影响系统性能。微波整流技术的核心是肖特基二极管，传统微波整流技术采用Si或GaAs材料的肖特基二极管，材料的窄禁带属性决定其无法同时实现高频率响应与高击穿电压，从而大大限制了单管的整流功率。以2.45GHz微波整流电路为例，使用传统Si或GaAs肖特基二极管的单路电路整流功率均在20dBm以下，为实现更高整流功率，需将多路电路并联，大大增加了系统体积、成本以及复杂度，并不可避免地造成一定的效率损失。宽禁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于横向氮化镓肖特基二极管的微波整流电路，从左到右依次为射频输入端口(1)、输入匹配电路(2)、隔直电容(3)、输入滤波器(4)、二极管(5)、输出滤波器(6)和输出端口(7)，其特征在于：/n所述二极管(5)采用氮化镓肖特基二极管，以并联形式接入电路，阴极接入输入滤波器(4)与输出滤波器(6)之间，阳极接地；/n所述输入滤波器(4)采用导通频率大于工作频率的多开路枝节低通滤波器，以允许工作频率的微波信号通过，抑制工作频率的倍频谐波通过；/n所述输出滤波器(6)采用导通频率小于工作频率的多开路枝节低通滤波器，以允许直流信号通过，抑制工作频率的信号及其倍频谐波通过；/n所述工作频率为微波...

【技术特征摘要】
1.一种基于横向氮化镓肖特基二极管的微波整流电路，从左到右依次为射频输入端口(1)、输入匹配电路(2)、隔直电容(3)、输入滤波器(4)、二极管(5)、输出滤波器(6)和输出端口(7)，其特征在于：
所述二极管(5)采用氮化镓肖特基二极管，以并联形式接入电路，阴极接入输入滤波器(4)与输出滤波器(6)之间，阳极接地；
所述输入滤波器(4)采用导通频率大于工作频率的多开路枝节低通滤波器，以允许工作频率的微波信号通过，抑制工作频率的倍频谐波通过；
所述输出滤波器(6)采用导通频率小于工作频率的多开路枝节低通滤波器，以允许直流信号通过，抑制工作频率的信号及其倍频谐波通过；
所述工作频率为微波整流电路在1GHz-8GHz范围内任选的某一频率。


2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，氮化镓肖特基二极管(5)自下而上包括SiC衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层、LPCVDSiN和SiO2双层钝化层，该GaN缓冲层至双层钝化层中间设有阳极凹槽，凹槽侧壁及凹槽边缘上层设有阳极，阳极边缘AlGaN势垒层上设有阴极，阳极半径为80-160微米，阴阳极间距为3-6微米。


3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，输入滤波器(4)采用导通频率大于工作频率的多开路枝节低通滤波器，其相邻开路枝节间间距为2mm-6mm，且用并联形式接入，微带线连接；第一个开路枝节宽为0.5mm-4mm，长为0.5mm-20mm，用以抑制工作频率的二倍频信号；第二个开路枝节宽为0.5mm-4mm，长为0.5mm-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张进成，党魁，周弘，张涛，张苇杭，张燕妮，宁静，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61