低电压电容式RF MEMS开关设计研究

本文设计了一种低电压电容式RFMEMS开关,开关采用了两端固支梁结构,在梁与CPW共面波导地线的四个固定支撑位置使用了折叠结构,该结构可以减低下拉电压;通过在MEMS开关梁上开孔（直径9μm圆孔）来减小残余应力和杨氏模量和选择合适的开关梁厚度,显著降低了MEMS开关梁的弹性系数和下拉电压。以上措施显著降低了电容式RFMEMS开关的下拉电压,在ANSYS仿真下拉电压约为6V,驱动电压约为8.4V,该MEMS开关依旧保持了较好的S参数,开关插入损耗大于-0.35dB(8-40GHz),回波损耗小于-22dB(8-40GHz),隔离度（down态S21）大于25dB(8-40GHz)。     

一种串联RFMEMS开关的隔离度补偿措施

提出了采用陷波电路结构来补偿串联RFMEMS开关断开时的耦合电容,提高其隔离度的一种方法。理论分析显示,采用这种方法,在2～5GHz的频率范围内,可以使开关的隔离度最多提高15郾6dB,而插入损耗只受到0郾07dB的影响。     

RF MEMS开关的桥膜弹性系数计算

桥膜弹性系数是影响RFMEMS开关启动电压的重要参量。对RFMEMS开关进行静态力学分析,指出常用的桥膜弹性系数的计算公式未考虑开关实际采用的共面波导(CPW)结构。考虑桥膜上实际的静电力分布,修正了桥膜弹性系数的计算公式。根据修正后的计算公式,进一步探讨了减小桥膜弹性系数的方法,以降低开关的启动电压。     

MEMS技术研究及应用

首先阐述了微电子机械系统 (MEMS)技术的基本概念、特点及概况 ;其次 ,介绍了MEMS技术的分类及在各领域的应用产品 ;最后 ,重点介绍了RFMEMS技术 ,包括某些RFMEMS器件的典型结构及性能指标     

RF MEMS开关工艺技术研究

RFMEMS开关是用MEMS技术形成的新型电路元件,与传统的半导体开关器件相比具有插入损耗低、隔离度大等优点,将对现有雷达和通信中RF结构产生重大影响。文章介绍了RFMEMS开关的基本工艺流程设计,工艺制作技术的研究。实验解决了种子层技术、聚酰亚胺牺牲层技术、微电镀技术的工艺难题,制作出了RFMEMS开关样品,基本掌握了RFMEMS器件的制作工艺技术。RFMEMS开关样品测试的技术指标为:膜桥高度2μm～3μm、驱动电压<30V、频率范围0～40GHz、插入损耗≤1dB、隔离度≥20dB,样品参数性能达到了设计要求。     

一种新型低压电容式RF MEMS开关的设计与分析

介绍了一种基于扭转的新型低压电容式RFMEMS开关的设计.此开关在保留传统挠曲变形的基础上,引入了扭转变形,并利用Intelli Suite等软件进行仿真分析.理论分析和仿真结果表明:与传统弯曲变形不同,在扭转变形中,变形对臂的厚度远比宽度敏感;在保留传统挠曲变形的基础上,增加了扭转变形,将有效降低驱动电压.理论分析还表明增长扭转臂、从动臂可使驱动电压明显下降.通过优化结构设计,在扭转臂、从动臂长为180μm、120μm,臂宽为5μm,厚为1μm,驱动电极面积为120μm×120μm时,仿真得到驱动电压为1.5V.     

基于单晶硅梁的静电RF MEMS开关

RFMEMS开关是低功耗、低损耗高频通讯电路和系统的关键部件,静电驱动RFMEMS开关因具有零直流功耗、开关时间短、结构简单、易集成的优点而成为研究热点,但是驱动电压高、薄膜应力变形严重、寿命短等问题制约了其发展,提出了一种基于单晶硅梁的推拉式静电RFMEMS开关结构,能够解决静电RFMEMS现有的缺陷。     

MEMS器件及其设备

MEMS(Microelectro mechanical system)器件是一种微型机电一体化的SOC。2008年MEMS器件市场为72.97亿美元,2011年将达到108亿美元,2006～2011年年复合平均增长率为13%。2011年MEMS系统级市场将达720亿美元。MEMS器件中发展最快的器件是传感器MEMS、光MEMS和RFMEMS。MEMS器件的应用已从汽车电子转向消费类电子领域。MEMS器件用于Wii无线游戏机与iphone是2007年MEMS器件应用的最大亮点。MEMS器件的制造类同IC制造,光刻、刻蚀、CVD和CMP设备都可兼用。     

RF MEMS器件的研究及其应用前景

本文对微机械电容、微机械电感、微机械谐振器/滤波器、微机械传输线、微机械天线阵列和微机械开关等RF MEMS器件的特点、研究现状及其在射频收发模块中的应用进行了综述,并展望了它们未来的发展趋势。     

RF MEMS开关的发展现状

RF MEMS开关是其各种组件、系统级应用中最基本的器件之一,具有低损耗、低功耗、线性化好、尺寸小及易集成等特点。对各种开关驱动机制的特点进行了比较,指出具体驱动机制的选取应符合实际应用的需求;在和传统pin开关、FET开关相比较的基础上,总结了RF MEMS开关的优缺点,概述了其目前的应用领域以及面临的主要问题;最后介绍了目前国内外RFMEMS开关研究状况。通过对国内外一些经典RF MEMS开关范例的简述,展望了RFMEMS开关未来的发展趋势。     

发展中的RF MEMS开关技术

射频MEMS开关是用MEMS技术形成的新的电路元件,与传统的半导体开关器件相比具有插入损耗低、隔离度大、线性度好等优点,将对现有雷达和通信中RF结构产生重大的影响。介绍了射频MEMS开关的工作原理、优化设计,分析了可靠性问题,举例说明了射频MEMS开关的应用,指出了其发展所面临的问题。     

发展中的RF MEM5开关技术

射频MEMS开关是用MEMS技术形成的新的电路元件,与传统的半导体开关器件相比具有插入损耗低、隔离度大、线性度好等优点,将对现有雷达和通信中RF结构产生重大的影响.介绍了射频MEMS开关的工作原理、优化设计,分析了可靠性问题,举例说明了射频MEMS开关的应用,指出了其发展所面临的问题.     

RFMEMS开关及其抗连续波烧毁功率的测试与分析

MEMS开关的功率能力是MEMS开关使用中必须考虑的一个指标,本文测试了我所研制的RFMEMS开关的抗连续波烧毁功率性能,其抗连续波烧毁功率达到35.1dBm。解剖分析了烧毁样品,对功率烧毁机理进行了进一步的讨论。     

RF MEMS开关

由于能耗低、隔离度好、工作频带宽,MEMS开关在RF领域得到了广泛的应用。本文着重介绍了RF MEMS开关的基本参数、分类以及典型制造工艺和设计时考虑因素等一些基本的概念。     

惯性冲击对低真空封装的RF MEMS电容开关性能的影响

分析了外界惯性冲击对低真空封装的旁路电容式RF MEMS开关性能的影响.得到了近似计算外界惯性冲击引起位移的解析式.在已知最大容许插入损耗和外部惯性冲击环境条件下,MEMS开关支撑梁的最小机械刚度常数以及外部惯性冲击引起的插入损耗可以根据该式得到.通过RF MEMS电容式开关实例,表明设计低真空封装的RF MEMS电容式开关时应考虑外部环境因素.可见,RF MEMS开关用低真空封装可以减小空气阻尼、改善开关速度和执行电压的同时,开关的性能却容易受外界环境因素的影响.该研究对低真空封装的RF MEMS电容式开关的优化设计很有意义.     

RF MEMS开关的设计分析

针对具有低损耗、高隔离度性能的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)开关,介绍了串联DC式和并联电容式的开关结构模型,并对并联电容式MEMS开关的工作原理、等效电路模型和制造工艺流程进行了描述,利用其模型研究了开关的微波传输性能,设计了一款电容耦合式开关并进行了仿真。由仿真结果可得,开关"开态"时的插入损耗在40 GHz以内优于-0.3 dB;开关"关态"时的隔离度在20～40 GHz相对较宽的频带内优于-20 dB。     

惯性冲击对低真空封装的RF MEMS电容开关性能的影响

分析了外界惯性冲击对低真空封装的旁路电容式RF MEMS开关性能的影响.得到了近似计算外界惯性冲击引起位移的解析式.在已知最大容许插入损耗和外部惯性冲击环境条件下,MEMS开关支撑梁的最小机械刚度常数以及外部惯性冲击引起的插入损耗可以根据该式得到.通过RF MEMS电容式开关实例,表明设计低真空封装的RF MEMS电容式开关时应考虑外部环境因素.可见,RF MEMS开关用低真空封装可以减小空气阻尼、改善开关速度和执行电压的同时,开关的性能却容易受外界环境因素的影响.该研究对低真空封装的RF MEMS电容式开关的优化设计很有意义.     

基于RF MEMS开关的新型双频带功率放大器

RF MEMS开关具有低损耗、低功耗、尺寸小和易于集成等优点而被广泛应用于各种可重构射频电路及系统中。通过分析比较电容并联式和串联式RF MEMS开关两种电路结构的射频性能,设计了一种基于RF MEMS开关的新型功率放大器,使用RF MEMS开关控制匹配网络来实现双工作频带的转换。结果表明,设计的功率放大器在2.35GHz和1.25GHz两个工作频带下,功率附加效率(PAE)和输出功率(Pout)可分别达到72%、67%及40.8、42.7dBm。该功率放大器具有较高的功率附加效率和输出功率,适用于多频带的射频系统,对RF MEMS器件在可重构系统中的应用具有一定参考价值。