2.45 GHz微波无线能量传输用Ge基双通道整流单端肖特基势垒场效应晶体管

作者：毕思涵^*; 宋建军; 张栋; 张士琦

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(20): 322-331.

• 无线能量传输
• 肖特基势垒场效应晶体管
• 肖特基接触
• 整流效率

整流器件是微波无线能量传输系统的核心部分,新型整流器件的研发是当前领域研究的重要方向.肖特基二极管和场效应晶体管是目前主流整流器件,但二者整流范围有限,无法实现兼顾弱能量和中等能量密度的宽范围整流.有鉴于此,本文提出并设计了2.45 GHz微波无线能量传输用Ge基p型单端肖特基势垒场效应晶体管(源端为肖特基接触,漏端为标准p+掺杂).在此基础上,充分利用器件的肖特基结构,采用新型二极管连接方式,以实现不同偏压下开启的沟道和源衬肖特基结构的双通道宽范围整流.采用Silvaco TCAD软件进行仿真,对于负载为0.3 pF和70 kΩ的半波整流电路,实现了–20—24 dBm宽范围整流,相比同条件下Ge场效应晶体管范围拓宽8 dBm,且在范围内整体整流效率较高,在16 dBm整流效率峰值可达57.27%.在–10 dBm弱能量密度的整流效率达到6.17%,是同等条件下Ge场效应晶体管的7倍多.

• 单位
  中国航天科技集团有限公司; 西安电子科技大学