一文秒懂RF MEMS 開(kāi)關(guān)

電子工程世界EEWorld

2021年8月23日 10:57

二十多年前，射頻電路的工程師設(shè)想了一種“理想的開(kāi)關(guān)”。按照他們的設(shè)想，這些開(kāi)關(guān)在“開(kāi)啟”的時(shí)候具有超低電阻，在“關(guān)閉”時(shí)具有超高電阻。此外，它們還將具備體積小、速度快、易于制造、能夠切換相當(dāng)高的電流、能夠承受數(shù)十億次開(kāi)關(guān)循環(huán)，并且只需很少的功率即可運(yùn)行等優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)開(kāi)發(fā)努力之后，RF MEMS開(kāi)關(guān)終于出現(xiàn)了，這個(gè)設(shè)想似乎成為了可能。

下面就來(lái)看下這個(gè)神奇的RF MEMS開(kāi)關(guān)吧。

所謂，RF MEMS 開(kāi)關(guān)，是一種是小型的微機(jī)械開(kāi)關(guān)，功耗低，可以使用傳統(tǒng)的 MEMS 制造技術(shù)生產(chǎn)。它們類(lèi)似于房間中的電燈開(kāi)關(guān)，其中觸點(diǎn)打開(kāi)或關(guān)閉以通過(guò)開(kāi)關(guān)傳導(dǎo)信號(hào)。在 RF MEMS 器件的情況下，開(kāi)關(guān)的機(jī)械組件只有微米級(jí)尺寸。與電燈開(kāi)關(guān)不同，在 RF MEMS 開(kāi)關(guān)中傳導(dǎo)的信號(hào)在射頻范圍內(nèi)。

這是一種不同于機(jī)電射頻開(kāi)關(guān)和固態(tài)射頻開(kāi)關(guān)的技術(shù)。

固態(tài)開(kāi)關(guān)使用半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行操作，例如硅或 PIN 二極管、FET（場(chǎng)效應(yīng)晶體管）和混合技術(shù)（結(jié)合了 PINS 和 FET），并使用硅基基板構(gòu)建。而 RF MEMS 開(kāi)關(guān)則與不斷改進(jìn)的基于 RF-SOI（絕緣體上的硅）的開(kāi)關(guān)競(jìng)爭(zhēng)，后者是當(dāng)今市場(chǎng)上的主導(dǎo)解決方案。

一般任何技術(shù)的發(fā)展也都會(huì)經(jīng)歷一些動(dòng)蕩的，RF MEMS 開(kāi)關(guān)也是的。

因此，雖然RF MEMS 開(kāi)關(guān)的開(kāi)發(fā)，早在 20 多年前就開(kāi)始了，但當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)卻成功有限。進(jìn)入最近幾年，RF MEMS 成為了可能。它能夠可為包括智能手機(jī)、基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)防等任何類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)通信帶來(lái)巨大價(jià)值。

按照 Cavendish Kinetics 的說(shuō)法，如今，智能手機(jī)使用 RF MEMS 進(jìn)行天線(xiàn)調(diào)諧和阻抗匹配，以動(dòng)態(tài)改變天線(xiàn)諧振，同時(shí)最大限度地提高功率傳輸；射頻 MEMS 技術(shù)也可用于射頻前端 (RFFE) 中的傳導(dǎo)路徑，以降低插入損耗并提高隔離度；在移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施方面，也可以使用 RF MEMS 來(lái)執(zhí)行天線(xiàn)波束成形。