串联电容式RF-MEMS开关的研制

研制了一种高电容率的电容式RF-MEMS开关.与普通电容式开关设计不同的是,在CPW信号线上的绝缘层上表面覆盖了一层金属板,使开关在down-state时,上电极能与介质膜紧密接触,而在up-state时,金属板分别与上电极及信号线平面构成一组串联电容,大大降低了Cup值,从而提高了开关的电容率.与相同条件制得的普通电容式开关相比,其电容率要高出一个数量级,达到1000以上.由测试可知,所设计的串联电容式开关其隔离度在8GHz时可达42dB,明显优于普通电容式开关.     

接触式悬臂梁RF-MEMS开关的研制与数值模拟分析

研究了一种直接接触悬臂梁式RF-MEMS开关,悬臂梁采用Al金属材料.开关通过静电控制,且与信号通道分离.为了优化材料结构和获得好的性能,进行了有限元ANSYS模拟.采用表面微加工工艺来制作开关,获得满意结果.器件的驱动电压为12V,与ANSYS模拟结果11V基本相符;器件的隔离度,在0.05～10GHz的范围内,实验测试与HFSS模拟的结果基本一致,都优于-20dB;器件的插入损耗,HFSS模拟小于-0.2dB,而实验测试小于-0.9dB,偏高是由于悬臂梁表面不平,导致接触电阻增大,在测试中引入接触阻抗所致.     

悬臂梁接触式RF-MEMS开关的制作研究

报道了悬臂梁接触式RF-MEMS开关的设计、制作和测试结果。整个工艺采用表面微机械加工技术，利用正胶作为牺牲层。其中开关的悬臂梁采用了“三明治”式的结构，即上下两层为SiO2，中间夹着一层Cr／Au合金，这种结构可使梁合为一体，且具有很好的机械性能。对350μm长、200μm宽、1．7μm厚、且距底电极为2．5μm的悬臂梁开关进行测试，其驱动电压约为20V，在同类开关中是较低的。     

高隔离度宽频段组合式RF-MEMS开关的设计

接触式与电容耦合式两类RF MEMS开关各自在一定的频段内,都具有较高的隔离度,但仍然很难满足微波控制系统中对高隔离度的要求.为了获得全波段高隔离度RF MEMS开关,单元开关很难达到要求,在此目标要求下,提出了组合式RF MEMS开关的设计,分别利用HFSS软件对各单元进行结构参数优化,再将两者集成在一起,得到的组合式RF MEMS开关,这种组合式开关在0～20 GHz时隔离度都高于-60 dB,在(≤5 GHz),隔离度高于-70 dB,这是一般单元开关及其他半导体固态开关所无法企及的,而且,在DC～20 GHz范围内,开关的插入损耗小于-0.20 dB,而且并没因隔离度的提高,牺牲了插入损耗.     

RF-MEMS开关的应用技术浅析

概述RF-MEMS开关的应用现状,针对RF-MEMS开关封装后射频性能恶化的问题,分析了封装的必要性,强调了单片级封装对功能化模块的集成优势;针对RF-MEMS开关的使用寿命不能满足系统应用的问题,比较不同的切换方式下的使用寿命,介绍冷切换与射频信号通断的时间关系,给出了一种延长开关使用寿命的解决方案。进一步推动RF-MEMS开关在系统方面的应用。     

毫米波悬臂梁串联反射型接触式RF-MEMS开关的研究

介绍了毫米波悬臂梁接触式反射型RF-MEMS串联开关芯片的设计、制造和测试.采用三维电磁场仿真软件Ansoft HFSS进行仿真和优化设计,开关芯片尺寸为:0.8mm×0.95mm×0.4mm,芯片测试结果为:在50GHz频率插入损耗为1.1dB,隔离度测试值约为23dB,设计和测试的结果吻合较好.这种RF-MEMS开关可在毫米波系统中广泛应用.     

X波段MEMS膜开关的阻抗分析模型

射频微机械(RFMEMS)开关由于其优越的高频特性在微波和毫米波电路中表现出巨大的应用前景．但是目前对微机械开关的研究主要都集中在开关梁的结构设计和力学分析上，对开关的电磁特性的研究，尤其是开关高频阻抗匹配分析的研究与验证比较少．本文在高频传输线研究的基础上，推导出微机械开关的“开态”阻抗匹配模型，并利用HFSS软件对开关的高频特性进行模拟．其结果有助于设计高性能的RF MEMS开关．     

电容式白炽灯触摸开关

市场上形形色色的触摸开关产品给我们的生活带来了不少方便，笔者在业余条件下，用电子爱好者最容易获取的普通元器件，DIY了一款用于白炽灯控制的非延时触摸开关，有一定的实用意义，介绍给大家。     

Fabrication and Numerical Simulation of a Micromachined Contact Cantilever RF-MEMS Switch

研究了一种直接接触悬臂梁式RF-MEMS开关,悬臂梁采用Al金属材料.开关通过静电控制,且与信号通道分离.为了优化材料结构和获得好的性能,进行了有限元ANSYS模拟.采用表面微加工工艺来制作开关,获得满意结果.器件的驱动电压为12V,与ANSYS模拟结果11V基本相符;器件的隔离度,在0.05～10GHz的范围内,实验测试与HFSS模拟的结果基本一致,都优于-20dB;器件的插入损耗,HFSS模拟小于-0.2dB,而实验测试小于-0.9dB,偏高是由于悬臂梁表面不平,导致接触电阻增大,在测试中引入接触阻抗所致.     

X波段MEMS膜开关的阻抗分析模型

射频微机械(RF MEMS)开关由于其优越的高频特性在微波和毫米波电路中表现出巨大的应用前景.但是目前对微机械开关的研究主要都集中在开关梁的结构设计和力学分析上,对开关的电磁特性的研究,尤其是开关高频阻抗匹配分析的研究与验证比较少.本文在高频传输线研究的基础上,推导出微机械开关的“开态”阻抗匹配模型,并利用HFSS软件对开关的高频特性进行模拟.其结果有助于设计高性能的RF MEMS开关.     

硅/玻璃键合技术在RF-MEMS开关制作中的应用

介绍了一种新的RF-MEMS开关制作工艺,利用静电键合技术将表面微加工工艺与体硅加工工艺结合在一起完成开关上下电极的组合;说明了如何在普通环境下进行图形对准;通过静电力的理论计算和键合试验,分析了铝台阶对硅/玻璃静电键合的影响,得出铝台阶厚度低于100nm时键合效果较好;对有无铝台阶时的静电键合电流特性进行比较,分析了硅/玻璃界面电荷分布及其运动情况,为RF-MEMS开关的设计与制作提供了有意义的参考。     

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。     

分布式MEMS移相器电容开关时间响应特性研究

提出一种适合于分析微波分布式MEMS移相器静电驱动电容开关的开启时间和动态特性的新方法。采用IntelliSuite~(TM)模拟工具的SYNPLE模块研究材料、驱动电压、MEMS桥高度和共面波导信号线宽度对电容开启时间的影响。通过优化参数,分析结果表明:对于金电容开关,V=40 V、g_0=2.5μm和W=100μm,开关的开启时间为～7μs。     

宽带RF-MEMS开关驱动电压的分析研究

根据国内外发展的经验,从绝缘介质膜的制备、微桥膜内的残余应力到微桥膜的弹性系数这些影响驱动电压的关键因素出发,提出了一些新的微加工工艺和设计方法,为设计性能优良的RF-MEMS开关提供一种有效的方案,也为RF-MEMS开关设计和研制提供了有意义的探讨。