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文檔簡介
1、微波射頻開關(guān)陣列是無線通信的重要元件。與傳統(tǒng)的PIN二極管和CMOS固態(tài)開關(guān)相比,射頻微機(jī)電(RFMEMS)開關(guān)具有尺寸小、隔離度高、插入損耗低、功耗低等特點(diǎn)。但是,RFMEMS開關(guān)由于可靠性、信號(hào)功率處理能力有限及封裝整合等問題仍未實(shí)現(xiàn)商品化。 論文提出了一種新型的3DRF.MEMS開關(guān),這種開關(guān)將MEMS驅(qū)動(dòng)器和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)分別獨(dú)立加工,然后對(duì)準(zhǔn)鍵合在一起?;阪I合微平臺(tái)技術(shù),設(shè)計(jì)了一種電容式并聯(lián)開關(guān)。開關(guān)包含下拉和上拉兩個(gè)驅(qū)動(dòng)
2、電極,射頻襯底采用高阻硅材料,開關(guān)結(jié)構(gòu)采用低阻單晶硅。論文分析了高阻硅和金屬線間插入的Si02層對(duì)射頻電路性能的影響。理論分析表明,在高阻硅和Si02層之間插入一層很薄的低摻雜多晶硅層,一有助于減輕SiO2/Si分界面處表面電荷的累積,既可以實(shí)現(xiàn)很好的直流隔離,又不會(huì).惡化射頻損耗特性。開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,采用低彈簧常數(shù)的彎曲折疊梁以降低驅(qū)動(dòng)電壓,利用能量法推導(dǎo)了彎曲折疊梁的彈簧常數(shù)表達(dá)式,具有較高的精度。然后,進(jìn)行吸合電壓、品質(zhì)因子、自驅(qū)
3、動(dòng)和功率處理能力等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析,評(píng)估開關(guān)的性能參數(shù)。通過有效控制開關(guān)結(jié)構(gòu)與上拉、下拉電極的間隙,既能降低驅(qū)動(dòng)電壓(<10V)又保證理想的上下電容比(>100),還能夠提高射頻功率處理能力。另外,通過在開關(guān)結(jié)構(gòu)上靈活地改變影響射頻性能的電容板面積和感性金屬線,從而將開關(guān)調(diào)諧在最大隔離度的頻率。 與表面加工技術(shù)相比,這種基于鍵合的微平臺(tái)設(shè)計(jì)新思路,更有利于降低薄膜中的殘余應(yīng)力,能夠靈活地控制MEMS標(biāo)準(zhǔn)部件和射頻部件,便于大規(guī)模開
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