关于射频微机电系统开关的那些事儿
什么是射频微机电系统开关？
射频微机电系统 (rf mems) 开关是低功耗小型微机械开关，可以使用传统的mems制造技术生产。它们类似于房间中的电灯开关，通过触点打开或关闭在开关中传输信号。在rf mems器件中，开关的机械组件大小只在微米级别。与电灯开关不同的是，rf mems开关传输的是射频信号。
射频开关技术
射频开关可以使用多种不同技术实现。除了rf mems开关以外，还有两种主要类型的射频开关：机电式射频开关和固态射频开关。固态开关使用半导体技术进行操作，例如硅或pin二极管、场效应晶体管 (fets) 和混合技术（即pin二极管和场效应晶体管的结合），并使用硅基基板构建。rf mems开关与基于射频-soi（绝缘衬底上的硅）的开关处于竞争关系，后者一直都在不断改进，是当前市场上的主要解决方案。
rf mems开关种类繁多，它们可以用不同的机制来驱动。由于功耗低、尺寸小的特性，静电驱动常用于射频微机电系统开关设计。mems开关也可使用惯性力、电磁力、电热力或压电力来控制打开或关闭。
图1和图2是典型的“悬臂梁” rf mems开关。在这种配置中，固定梁悬挂在基板上，当梁被压下时，梁上的电极接触基板上的电极，将开关置于“开启”状态并接通了电路。
图1：“悬臂梁”型rf mems开关
图2：使用coventormp®中建立的“悬臂梁”
rf开关模型，展示开和关的驱动状态
电容式rf mems开关
最新一代的rf mems开关大多是电容式器件。电容式开关使用电容耦合工作，非常适合高频率的射频应用。在操作过程中，力被施加到像桥一样悬在基板上的梁。当梁被该力（例如静电力）拉下时，会接触到基板上的电介质，使信号终止。桥型电容开关的横截面如图 3 所示，其中使用coventormp® 3d所建的电容式rf mems开关模型处于未变形状态，如图 4 所示。
图3：桥型电容式rf mems开关
图4：使用coventormp® 3d建立的桥型
rf开关的模型处于未变形状态
rf mems的商业化
rf mems开关的开发早在20多年前就开始了，但当时在市场上取得的成功有限。早期，商业化的主要障碍在于可靠性。rf开关需要经受数十亿次开关循环的考验。要找到开关材料极具挑战——既要求足够坚固，能经历大量开关的循环，同时又得非常柔软才能在闭合时形成良好的接触。rf mems开关（特别是它们的电极）需要一种基于机械材料合成层的制造技术。开关的可靠性受到这些合成材料中电气和机械应力的影响，同时温度依赖性以及对冲击和振动敏感性也会影响其可靠性。
下一代电信系统和智能手机对rf mems开关和其他rf mems器件的需求在不断增长。根据半导体市场调研机构yole développement的报告，rf mems器件市场将大幅增长。yole指出，由于5g设备中需要有源天线，5g通信的发展将增加对基于mems的器件（如rf mems baw滤波器）的需求。此外，rf mems振荡器会被用于部署与5g相关的新基站和边缘计算。
结论
由于其机械特性，rf mems开关与现有技术相比具有多项优势，包括闭合时阻力很低、打开时阻力很高。此外，它具有体积小、功率要求低、开关速度快、信号损耗低、高断态隔离和电路规模集成能力等优点。随着新的制造工艺和材料准备就绪，频率在几十ghz范围内的射频微机电系统开关被广泛用于包括5g移动蜂窝通信在内的电信系统，带来rf mems器件的巨大增长。
骄傲！中国空间技术研究院通信卫星及地面站被印在外国货币上
安规电容是什么以及它的主要参数介绍
龙芯中科与工商银行将在信息技术应用创新领域开展战略合作
英特尔CEO帕特·基辛格：融合五大超级技术力量，与中国共建数字世界
回音壁没有“环绕声效果”音质差？也许你买的是条形音箱
关于射频微机电系统开关的那些事儿
d触发器verilog描述
使用诊断与DFM提高可制造性
基于MPS的交换机电源解决方案
传统天线理论与产业发展的困局
全球PC市场持续火热， 2020年第四季度同比增长26.1%
无人驾驶移动充电桩解决车库充电难问题的方案
Anaqua 和 Clarivate 宣布建立战略合作伙伴关系
用于分布式电子系统控制中的LIN总线的应用设计
MySQL全新版本模型简析
vivo X30系列今日首售，搭载Funtouch OS 10系统
基于京微雅格CAP系统的便携式血氧仪解决方案
温度传感器快速降温和升温方法有哪些
超小型的太阳能供电GPS跟踪设备的设计
全球首个利用细胞3D打印“人工心脏”
射频微机电系统 (rf mems) 开关是低功耗小型微机械开关，可以使用传统的mems制造技术生产。它们类似于房间中的电灯开关，通过触点打开或关闭在开关中传输信号。在rf mems器件中，开关的机械组件大小只在微米级别。与电灯开关不同的是，rf mems开关传输的是射频信号。
射频开关技术
射频开关可以使用多种不同技术实现。除了rf mems开关以外，还有两种主要类型的射频开关：机电式射频开关和固态射频开关。固态开关使用半导体技术进行操作，例如硅或pin二极管、场效应晶体管 (fets) 和混合技术（即pin二极管和场效应晶体管的结合），并使用硅基基板构建。rf mems开关与基于射频-soi（绝缘衬底上的硅）的开关处于竞争关系，后者一直都在不断改进，是当前市场上的主要解决方案。
rf mems开关种类繁多，它们可以用不同的机制来驱动。由于功耗低、尺寸小的特性，静电驱动常用于射频微机电系统开关设计。mems开关也可使用惯性力、电磁力、电热力或压电力来控制打开或关闭。
图1和图2是典型的“悬臂梁” rf mems开关。在这种配置中，固定梁悬挂在基板上，当梁被压下时，梁上的电极接触基板上的电极，将开关置于“开启”状态并接通了电路。
图1：“悬臂梁”型rf mems开关
图2：使用coventormp®中建立的“悬臂梁”
rf开关模型，展示开和关的驱动状态
电容式rf mems开关
最新一代的rf mems开关大多是电容式器件。电容式开关使用电容耦合工作，非常适合高频率的射频应用。在操作过程中，力被施加到像桥一样悬在基板上的梁。当梁被该力（例如静电力）拉下时，会接触到基板上的电介质，使信号终止。桥型电容开关的横截面如图 3 所示，其中使用coventormp® 3d所建的电容式rf mems开关模型处于未变形状态，如图 4 所示。
图3：桥型电容式rf mems开关
图4：使用coventormp® 3d建立的桥型
rf开关的模型处于未变形状态
rf mems的商业化
rf mems开关的开发早在20多年前就开始了，但当时在市场上取得的成功有限。早期，商业化的主要障碍在于可靠性。rf开关需要经受数十亿次开关循环的考验。要找到开关材料极具挑战——既要求足够坚固，能经历大量开关的循环，同时又得非常柔软才能在闭合时形成良好的接触。rf mems开关（特别是它们的电极）需要一种基于机械材料合成层的制造技术。开关的可靠性受到这些合成材料中电气和机械应力的影响，同时温度依赖性以及对冲击和振动敏感性也会影响其可靠性。
下一代电信系统和智能手机对rf mems开关和其他rf mems器件的需求在不断增长。根据半导体市场调研机构yole développement的报告，rf mems器件市场将大幅增长。yole指出，由于5g设备中需要有源天线，5g通信的发展将增加对基于mems的器件（如rf mems baw滤波器）的需求。此外，rf mems振荡器会被用于部署与5g相关的新基站和边缘计算。
结论
由于其机械特性，rf mems开关与现有技术相比具有多项优势，包括闭合时阻力很低、打开时阻力很高。此外，它具有体积小、功率要求低、开关速度快、信号损耗低、高断态隔离和电路规模集成能力等优点。随着新的制造工艺和材料准备就绪，频率在几十ghz范围内的射频微机电系统开关被广泛用于包括5g移动蜂窝通信在内的电信系统，带来rf mems器件的巨大增长。
骄傲！中国空间技术研究院通信卫星及地面站被印在外国货币上
安规电容是什么以及它的主要参数介绍
龙芯中科与工商银行将在信息技术应用创新领域开展战略合作
英特尔CEO帕特·基辛格：融合五大超级技术力量，与中国共建数字世界
回音壁没有“环绕声效果”音质差？也许你买的是条形音箱
关于射频微机电系统开关的那些事儿
d触发器verilog描述
使用诊断与DFM提高可制造性
基于MPS的交换机电源解决方案
传统天线理论与产业发展的困局
全球PC市场持续火热， 2020年第四季度同比增长26.1%
无人驾驶移动充电桩解决车库充电难问题的方案
Anaqua 和 Clarivate 宣布建立战略合作伙伴关系
用于分布式电子系统控制中的LIN总线的应用设计
MySQL全新版本模型简析
vivo X30系列今日首售，搭载Funtouch OS 10系统
基于京微雅格CAP系统的便携式血氧仪解决方案
温度传感器快速降温和升温方法有哪些
超小型的太阳能供电GPS跟踪设备的设计
全球首个利用细胞3D打印“人工心脏”