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什么是射頻

圖1 懸臂梁型RF MEMS開關(guān)

圖2 使用CoventorMP在中間建立的懸臂梁

RF開關(guān)模型顯示開關(guān)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)

Wolfson代理電容式RF MEMS開關(guān)

最新一代的RF MEMS大多數(shù)開關(guān)都是電容器件。電容式開關(guān)采用電容耦合工作，非常適合高頻射頻應(yīng)用。在操作過(guò)程中，力像橋一樣施加到懸掛在基板上的梁上。梁被這種力(如靜電)拉下時(shí)，會(huì)接觸到基板上的電介質(zhì)，使信號(hào)終止。橋式電容開關(guān)的橫截面使用CoventorMP3D電容式RF MEMS開關(guān)模型未變形。

圖3 橋型電容式RF MEMS開關(guān)

圖4 使用CoventorMP3D建立的橋型

RF開關(guān)模型未變形

RF MEMS的商業(yè)化

RF MEMS開關(guān)開發(fā)早在20多年前就開始了，但當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上的成功有限。早期，商業(yè)化的主要障礙是可靠性。RF開關(guān)需要經(jīng)歷數(shù)十億次的開關(guān)循環(huán)測(cè)試。找到開關(guān)材料是非常具有挑戰(zhàn)性的——需要足夠堅(jiān)固，能夠經(jīng)歷大量的開關(guān)循環(huán)，并且必須非常柔軟才能在關(guān)閉時(shí)形成良好的接觸。RF MEMS開關(guān)（特別是它們的電極）需要一種基于機(jī)械材料合成層的制造技術(shù)。開關(guān)的可靠性受電氣和機(jī)械應(yīng)力的影響，溫度依賴性、沖擊和振動(dòng)敏感性也會(huì)影響其可靠性。

下一代電信系統(tǒng)和智能手機(jī)RF MEMS開關(guān)和其他RF MEMS對(duì)設(shè)備的需求不斷增加。根據(jù)半導(dǎo)體市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Yole Développement的報(bào)告，RF MEMS設(shè)備市場(chǎng)將大幅增長(zhǎng)。Yole指出，由于5G設(shè)備需要有源天線，5G基于通信的發(fā)展將會(huì)增加MEMS的器件（如RF MEMS BAW需要濾波器)。RF MEMS振蕩器將用于部署和5G計(jì)算相關(guān)新基站和邊緣。

結(jié)論

由于其機(jī)械特性，RF MEMS與現(xiàn)有技術(shù)相比，開關(guān)具有閉合阻力低、開啟阻力高等優(yōu)點(diǎn)。此外，它具有體積小、功率要求低、開關(guān)速度快、信號(hào)損耗低、斷態(tài)隔離高、電路規(guī)模集成等優(yōu)點(diǎn)。隨著新的制造工藝和材料的準(zhǔn)備，頻率是幾十GHz射頻微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)廣泛應(yīng)用于范圍內(nèi)，包括5G移動(dòng)蜂窩通信等電信系統(tǒng)帶來(lái)RF MEMS設(shè)備的巨大增長(zhǎng)。