低驅動電壓RF MEMS電容開關的設計.pdf

1、RF MEMS開關是微波信號變換的關鍵器件之一，與傳統(tǒng)的FET場效應管和PIN二極管開關相比，具有低插入損耗和能量損耗、高隔離度以及能夠與現(xiàn)有的微波毫米波電路進行單片集成等優(yōu)點，越來越受到人們的關注。目前RF MEMS開關存在驅動電壓高等方面不足，國內外正致力于研究降低開關驅動電壓的方法。本文應用有限元分析軟件Intellisuite和CST設計三種RF MEMS電容開關結構，并對其靜態(tài)力學性能和微波特性進行了研究。 本文設計了

2、鉸鏈支撐結構及多驅動電極結構電容開關，驅動電壓分別為8V和7V，與普通電容開關驅動電壓14V相比明顯降低。仿真結果表明，多驅動電極和鉸鏈支撐結構可有效降低開關驅動電壓，多驅動電極結構具有強度高、可靠性好及抗震動性好等方面優(yōu)勢。 仿真結果表明，膜橋材料和尺寸對鉸鏈支撐結構RF MEMS電容開關驅動電壓有顯著影響，相同尺寸Au膜開關的驅動電壓比Al膜的驅動電壓高；在Al膜橋結構中，寬度相同時，長度增加，開關驅動電壓減小。本文選擇楊氏

3、模量較小的Al膜作為上電極材料，結構優(yōu)化參數(shù)為長280μm，寬160μm。 本文設計的串聯(lián)結構RF MEMS電容開關，可降低插入損耗，提高隔離度。在9GHz～16GHz頻率范圍內，隔離度大于20dB，在諧振頻率15GHz處隔離度最大，達到35dB；在OGHz～15GHz頻率范圍內，插入損耗小于ldB，具有良好微波特性。 本文所設計的三種RF MEMS電容開關結構合理，可顯著降低驅動電壓和插入損耗，提高隔離度，研究成果為新