简介
处理大问题需求开创性的技能。机电继电器早在电报面世之初就已存在，但没有其他代替的开关技能可满意一切商场需求——特别是关于测验和丈量、通讯、防务、医疗保健和消费类商场中智能性和互联性更强的运用需求。作为不断增加的商场需求的一个比如，测验和丈量终端用户要求多规范测验处理方案的标准尽可能最小，在0 Hz/dc至数百GHz的频率范围内需求完成最高并行测验。机电继电器的带宽窄、动作寿数有限、通道数有限以及封装标准较大，因而对体系规划人员的约束日益增大。
微机电体系(MEMS)开关具有立异性，能够代替继电器并将职业面向更高水平。凭仗内部最先进的MEMS开关制作设备，ADI公司现在能够批量生产高功能的快速小型MEMS开关，此类开关的特点是机械经用、功耗低且具有静电放电(ESD)维护功用。
MEMS开关技能
ADI MEMS开关技能的要害是静电驱动的微机械加工黄金悬臂梁开关元件概念。能够将MEMS开关视作微米标准的机械继电器，其金属对金属触点经过高压直流静电驱动。图1显现了单个MEMS开关悬臂的特写图。其间可看到并联的的五个触点和具有下面有空地的铰链结构。这一开关规划用于ADGM1304 单刀四掷(SP4T) MEMS开关和具有增强型ESD维护功能的ADGM1004 SP4T开关。
图1.特写图显现了一个MEMS悬臂开关梁。
ADI规划了一个配套驱动器%&&&&&%(IC)，以发生驱动开关所需的高直流电压，确保快速牢靠的驱动和长运用寿数，并使器材易于运用。图2显现了选用超小型SMD QFN封装的MEMS芯片和驱动器IC。被封装在一同的驱动器功耗十分低——典型值为10 mW，比RF继电器的典型驱动器要求低10倍。
图2.ADGM1004增强型ESD维护MEMS开关
集成ESD维护
凭借ADGM1304 MEMS开关产品，ADI开发了ADGM1004 MEMS开关，经过集成固态ESD维护技能来增强RF端口ESD功能。ADGM1004开关的RF端口人体模型(HBM) ESD额定值已增加到5 kV。这个等级的ESD维护可谓MEMS开关职业创始。
集成式固态ESD维护是专有的ADI技能，可完成十分高的ESD维护一起对MEMS开关RF功能影响最小。图3显现了选用SMD QFN封装的ESD维护元件。其间，芯片安放在MEMS芯片上，经过焊线衔接至封装的RF引脚。这些都是针对RF和ESD功能进行了优化。
图3.ADGM1004驱动器%&&&&&%(左)和MEMS开关芯片(右)，带RF端口ESD维护芯片安放在MEMS管芯之上并线焊至金属引线结构。
为了完成ADGM1004产品，ADI将三种专有光刻技能与拼装和MEMS封盖技能相结合，以完成这一功能打破。
RF和0 Hz/DC功能
MEMS开关的优势是它在一个十分小的表贴封装中完成了0 Hz/dc精细性和宽带RF功能。图4显现了ADGM1004单刀四掷(SP4T) MEMS开关的实测插入损耗和关断阻隔功能。插入损耗在2.5 GHz时仅为0.45 dB，在带宽高达13 GHz时为-3 dB。RF功率处理额定值为32 dBm(无紧缩)，三阶交调截点(IP3)线性度在频率范围内恒定为67 dBm(典型值)，频率极低时无功能下降。
图4.ADGM1004 MEMS开关RF功能线性标度<10 MHz。
ADGM1004 MEMS开关规划为0 Hz/dc精细运用供给极高的功能。表1列出了这些重要标准。
表1ADGM1004精度标准I
表1列出了HBM ESD额定值，RF端口的额定值为5 kV HBM，比较ADGM1304器材的100V HBM 有大幅进步。这进步了人工处理ESD灵敏型运用的易用性。
表2ADGM1004精度标准II
无论什么商场，小标准处理方案都是一项要害要求。图5使用什物相片比较了ADGM1004 SP4T MEMS开关的封装规划与典型DPDT机电继电器的标准，ADGM100体积缩小了高达95%。
图5.ADGM1004 MEMS开关(四开关)与典型机电式RF继电器(四开关)的比较
最终，为了协助体系规划人员，咱们对ADGM1004开关的热切换寿数(进行RF功率传输时对通道进行切换)进行了特性化测验。图6显现了进行2 GHz、10 dBm RF信号热切换时的寿数概率。样本测验的毛病前均匀循环次数(T50)为34亿次。更高的功率测验成果，请拜见ADGM1004数据手册。
结语
具有开创性的增强型ESD维护功能的ADGM1004 MEMS开关能够大幅进步易用性，一起在RF运用和0 Hz/dc运用中都能坚持杰出的开关功能。ADI的MEMS开关技能具有从0 Hz/dc开端的国际尖端的带宽功能，比较RF继电器，MEMS开关的体积缩小多达95%，牢靠性进步10倍，速度进步30倍，功耗下降10倍。ADGM1004 MEMS开关为ADI公司功能优异的开关产品阵营又添异彩。
作者简介
Eric Carty于1998年取得爱尔兰国立梅努斯大学试验物理硕士学位。参加ADI公司之前，他担任了10年的RF无源器材规划工程师。2009年，他成为ADI公司的高档运用工程师，首要从事RF开关和MEMS技能的研制作业。他现在担任办理ADI公司的开关与多路复用器运用部分。联系方式：eric.carty@analog.com。
Padraig McDaid 1998年结业于爱尔兰利默里克大学，取得电子工程学士学位。Padraig担任办理ADI公司的开关与多路复用器商场营销部分，要点重视MEMS技能研制。2009年参加ADI公司之前，Padraig曾在多家跨国公司和中小型企业从事过RF规划、运用和营销作业。联系方式：padraig.mcdaid@analog.com。
