RF MEMS slēdži, kas ir brīnums radiofrekvences mikroelektromehānisko sistēmu laukā, miniaturizācijā atspoguļo jauninājumus.Šie slēdži, kas ir līdzīgi gaismas slēdžiem, bet daudz mazākā mērogā, tiek prasmīgi izstrādāti, izmantojot tradicionālās MEMS ražošanas metodes.Atšķirībā no parastajiem gaismas slēdžiem, RF MEMS slēdži specializējas sarežģītā uzdevumā - pārraidīt radiofrekvences signālus, to mehāniskajiem komponentiem ir tikai mikronu diapazons.
RF komutācijas tehnoloģija:
Dažādas tehnoloģijas ir RF slēdžu joma.Papildus RF MEMS slēdžiem ir jāņem vērā divi galvenie veidi: elektromehāniskie RF slēdži un cietvielu RF slēdži.Cietā stāvokļa slēdži darbojas uz pusvadītāju tehnoloģiju griešanas malu, izmantojot tādus materiālus kā silīcija vai tapu diodes, lauka efektu tranzistori (FET) vai to kombinācija.Tie ir balstīti uz silīcija bāzes substrātiem.Konkurences ainavā RF MEMS pārslēdzas ar RF-SOI (silīcija uz izolatora) slēdžiem, kas nepārtraukti attīstās un šobrīd dominē tirgū.
RF MEMS slēdžu pasaulē pastāv daudz veidu, kas katrs darbojas ar dažādiem mehānismiem.Sakarā ar zemo enerģijas patēriņu un kompakto lielumu, elektrostatiskā iedarbināšana bieži ir izvēles metode.Tomēr šie slēdži var izmantot arī inerciālos, elektromagnētiskos, elektrotermālos vai pjezoelektriskos spēkus operācijas kontrolei.
Kapacitīvs RF MEMS slēdzis:
Jaunākās paaudzes RF MEMS slēdžos galvenokārt tiek izmantota kapacitatīvā tehnoloģija.Šīs kapacitīvās ierīces ir ideāli piemērotas augstfrekvences RF lietojumprogrammām, kas darbojas, izmantojot kapacitatīvo savienojumu.Darbībā spēki tiek pielietoti stariem, kas tiek piekārtoti no pamatnes plāksnes, līdzīgi tiltam.Kad spēks, piemēram, elektrostatisks, velk staru uz leju, tas saskaras ar substrāta dielektriku, efektīvi apstādinot signālu.
RF MEMS komercializācija:
RF MEMS slēdžu ceļojums ir bijis vairāk nekā divu gadu desmitu laikā, un sākotnēji to tirgū ir nedaudz ierobežoti.Galvenais izaicinājums sākumā bija uzticamība - kritisks aspekts, ņemot vērā šos slēdžus, ir jāiztur miljardi pārslēgšanas ciklu.Piemērotu slēdžu materiālu meklējumi bija līdzsvarojošs akts starp daudzu ciklu izturību un nepieciešamo lokanību efektīvam kontaktam pēc slēgšanas.Slāņu mehānisko materiālu sintēze ir kritiska RF MEMS slēdžu ražošanā, īpaši to elektrodos.Šo slēdžu ticamību lielā mērā ietekmē kompozītmateriālu elektriskie un mehāniskie spriegumi, kā arī to temperatūras jutība un pretestība triecienam un vibrācijai.
Pieprasījums pēc RF MEMS slēdžiem līdztekus citām RF MEMS ierīcēm ir nepārtraukti kāpusi nākamās paaudzes telekomunikāciju sistēmās un viedtālruņos.Pusvadītāju tirgus pētījumu firmas Yole Développement ziņojums prognozē ievērojamu RF MEMS ierīču tirgus pieaugumu.Yole uzsver, ka 5G sakaru uzlabošana, visticamāk, pastiprinās pieprasījumu pēc MEMS balstītām ierīcēm, piemēram, RF MEMS BAW filtri, kas ir svarīgi aktīvām antenām 5G aprīkojumā.Paredzams, ka RF MEMS oscilatoriem būs galvenā loma jaunu bāzes staciju izvietošanā un malu skaitļošanas stiprināšanā 5G ainavā.
Noslēgumā:
RF MEMS slēdži, pateicoties to mehāniskajām īpašībām, piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām tehnoloģijām.Tie nodrošina ārkārtīgi zemu pretestību, kad ir aizvērts un augsta pretestība, kad tā ir atvērta.To mazais izmērs, zemas jaudas prasības, ātras pārslēgšanas ātrums, minimāls signāla zudums, augsta stāvokļa izolācija un spēja integrēties ķēdes skalā padara tos nenovērtējamas.Ja tagad ir pieejami novatoriski ražošanas procesi un materiāli, RF mikroelektromehāniskās sistēmas slēdži, kas darbojas frekvencēs desmitos GHz diapazonā, telekomunikāciju sistēmās, ieskaitot 5G mobilos tīklus, kļūst arvien visuresošāka, kas ir ievērojama paplašināšanās RF MEMS ierīču nozarē.