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文檔簡介
1、自激勵機理是限制RF MEMS開關(guān)的功率處理能力的主要因素之一。為了更深入了解自激勵機理,通過實驗手段來驗證是必不可少的。目前,對RF MEMS開關(guān)自激勵機理的實驗驗證主要是通過對一般的開關(guān)結(jié)構(gòu)進行S參數(shù)、開關(guān)時間、開光梁位移等參數(shù)的測試來完成。這些方法存在的問題有:用到的測試儀器繁多復雜或者昂貴,特別在毫米波等高的頻段;測試結(jié)果都是間接表征自激勵大小,不便于自激勵機理的驗證。
為了克服上述問題,本論文提出了一種新型的毫米
2、波MEMS開關(guān)自激勵機理的實驗驗證結(jié)構(gòu),并完成了仿真和版圖設(shè)計。該結(jié)構(gòu)除了具有一般開關(guān)結(jié)構(gòu)的測試功能外,還簡化了對測試儀器的要求,而更重要的是,可以直接精確地測試出表征自激勵作用的等效靜電驅(qū)動電壓Veqv。該實驗驗證結(jié)構(gòu)由一分四功率分配器和開關(guān)陣列組成。開關(guān)陣列由五個相同的開關(guān)組成:開關(guān)A單獨存在,另外四個開關(guān)B、開關(guān)C、開關(guān)D和開關(guān)E分別與一分四功率分配器的輸出端相連。它們具用相同的吸合電壓Vp。單獨的開關(guān)用來測量Vp,其它四個開關(guān)用
3、來測量自激勵等效靜電驅(qū)動電壓的大小。一分四功率分配器把RF功率等分到這四個開關(guān),使它們受到的自激勵作用相等。與此同時,對這四個開關(guān)同時加上不同的靜電驅(qū)動電壓,這四個靜電驅(qū)動電壓依次遞減,開關(guān)B的靜電驅(qū)動電壓最大,為VB,開關(guān)E的最小,為VE,此時,開關(guān)B和開關(guān)E總的等效靜電驅(qū)動電壓分別為、√V2eqv+V2B和√V2eqv+V2E。當開關(guān)B吸合而開關(guān)E沒有吸合,可以判斷出開關(guān)自激勵作用的大小為√V2P-V2B≤Veqv<√V2P-V2E
4、;同理,再通過判斷開關(guān)C與開關(guān)D是否吸合,可以縮小Veqv的范圍。當VB和VE差值越小,Veqv越精確,換言之,該結(jié)構(gòu)的測試精度只取決于直流電壓源的精度。
此外,為了進一步研究自激勵對毫米波MEMS開關(guān)的作用,必須知道相關(guān)的材料特性,如楊氏模量、殘余應力和應力梯度等。本論文針對這三個重要的材料特性,提出了相應的測試結(jié)構(gòu),利用商用軟件Intellisuite驗證了這些測試結(jié)構(gòu)適用于本論文所采用的工藝,并完成了版圖設(shè)計。其中,
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