低驱动电压RF MEMS电容开关的设计
RF MEMS开关是微波信号变换的关键器件之一，与传统的FET场效应管和PIN二极管开关相比，具有低插入损耗和能量损耗、高隔离度以及能够与现有的微波毫米波电路进行单片集成等优点，越来越受到人们的关注。目前RF MEMS开关存在驱动电压高等方面不足，国内外正致力于研究降低开关驱动电压的方法。本文应用有限元分析软件Intellisuite和CST设计三种RF MEMS电容开关结构，并对其静态力学性能和微波特性进行了研究。
本文设计了铰链支撑结构及多驱动电极结构电容开关，驱动电压分别为8V和7V，与普通电容开关驱动电压14V相比明显降低。仿真结果表明，多驱动电极和铰链支撑结构可有效降低开关驱动电压，多驱动电极结构具有强度高、可靠性好及抗震动性好等方面优势。
仿真结果表明，膜桥材料和尺寸对铰链支撑结构RF MEMS电容开关驱动电压有显著影响，相同尺寸Au膜开关的驱动电压比Al膜的驱动电压高；在Al膜桥结构中，宽度相同时，长度增加，开关驱动电压减小。本文选择杨氏模量较小的Al膜作为上电极材料，结构优化参数为长280μm，宽160μm。
本文设计的串联结构RF MEMS电容开关，可降低插入损耗，提高隔离度。在9GHz～16GHz频率范围内，隔离度大于20dB，在谐振频率15GHz处隔离度最大，达到35dB；在OGHz～15GHz频率范围内，插入损耗小于ldB，具有良好微波特性。
本文所设计的三种RF MEMS电容开关结构合理，可显著降低驱动电压和插入损耗，提高隔离度，研究成果为新型RF MEMS电容开关设计提供了理论依据。
微波信号;信号变换;低驱动电压;电容开关
哈尔滨理工大学
硕士
微电子学与固体电子学
殷景华
2008
中文
TM564
64
2008-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）