Endüstriyel uygulamalar için yüksek performanslı RF MEMS anahtarlarının derinlemesine anlaşılması
Radyo frekansı (RF) MEMS pazarının iki ana bölümü vardır. En büyük bölüm, Broudcom, Skyworks ve Qorvo gibi büyük şirketler tarafından sağlanan BAW ve SAW filtreleri gibi filtrelerle ilgilidir. Diğer kısım, RF anahtarları ile ilgilidir ve 2019'da hızlı bir gelişmeye başlaması beklenmektedir. Bu alanda, Cavendish Kinetics gibi küçük şirketler şu anda yalnızca düşük kaliteli akıllı telefonlar için tüketici elektroniği pazarına küçük miktarlarda RFMEMS anahtarları tedarik ediyor. Ancak bu yıl, daha fazla üretici RF anahtar pazarına girdi ve ürünleri temel olarak MenloMicro, AirMEMS, Analog Devices Inc. (Analog Devices Inc., ADI) gibi endüstriyel uygulamalara yöneliktir. > ) Ve diğer şirketlerin seri üretim aşamasına girmesi ve terminal ekipmanı veya sistemi benimsemesi bekleniyor. Aletler veya test sistemleri, geleneksel rölelerin (EMR) yerini alacak yüksek hızlı, düşük kayıplı anahtarlar arıyor, bu nedenle RF MEMS anahtarlarının bunların yerini alması bekleniyor.
Memes Consulting'e göre, Analog Devices tarafından kitle pazarı için başlatılan ilk iki RFMEMS anahtarı ADGM1304 ve ADGM1004'tür. Bunların arasında ADGM1304, ADI'nin mikro-elektromekanik sistem (MEMS) anahtar teknolojisi ile üretilen geniş bantlı, tek kutuplu, dört atışlı (SP4T) bir anahtardır. Bu teknolojiyi kullanarak, küçük, geniş bant genişliği, yüksek doğrusallık ve düşük ekleme kaybı anahtarı gerçekleştirilebilir ve çalışma frekansı, çeşitli radyo frekansı (RF) uygulamaları için ideal bir anahtarlama çözümü olan 0Hz / DC kadar düşük olabilir.
Tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS) / düşük voltajlı transistörden transistör mantığına (LVTTL) uyumlu paralel arabirim aracılığıyla, anahtarı elektrostatik olarak çalıştırmak için yüksek voltaj oluşturmak üzere dahili bir entegre kontrol çipi kontrol edilir. Dört anahtarın tümü ayrı ayrı kontrol edilebilir.
ADGM1304 için Fonksiyonel Blok Şeması
Aşağıdaki şekil, MEMS anahtarının şematik bir enine kesit görünümüdür. Üç terminalli konfigürasyona sahip, elektrostatik olarak çalıştırılan bir konsol kiriş anahtarıdır. İşlevsel olarak alan etkili transistöre (FET) benzer ve terminaller kaynak, geçit ve drenaj olarak kullanılabilir.
Dirsekli anahtar kirişi olarak gösterilen MEMS anahtar tasarımının kesiti (ölçeksiz)
Kapı ile kaynak (anahtar ışını) arasına bir DC tahrik voltajı uygulandığında, ışını alt tabakaya çeken elektrostatik kuvvet üretilir. Başka bir çip üstü şarj pompası IC'si ön gerilimini üretir; anahtarı çalıştırmak için 80V kullanılır.
Kapı ile kaynak arasındaki ön gerilim, anahtarlama eşik gerilimini aştığında, kiriş üzerindeki kontak drenaja temas eder, kaynak ile tahliye arasındaki devre kapanır ve anahtar açılır. Önyargı gerilimi kaldırıldıktan sonra, yani kapı 0V olduğunda, dirsek kiriş bir yay gibi davranır ve kaynak ile drenaj arasındaki bağlantıyı kesecek kadar büyük bir geri yükleme kuvveti oluşturur, böylece devreyi açar ve anahtarı kapatır.
Aşağıdaki şekil, LFCSP paketindeki SP4TMEMS anahtarını ve denetleyici çipini gösterir. MEMS anahtar yongasını (sağda) ve denetleyici yongasını (solda) ve ilgili bağlama tellerini görünür kılmak için bazı LFCSP kalıplama malzemeleri kaldırıldı. Sağ tarafta, siyah bir dikdörtgen olarak gösterilen anahtar çipini örten silikon sızdırmazlık kapağını görebilirsiniz. Sızdırmazlık, anahtarı kontrollü bir ortamda tutar, bu da güvenilirliği artırır ve ömrünü uzatır. Anahtar kontağı, kuru anahtarlama veya düşük güç anahtarlaması nedeniyle ömrünü kısaltmayacaktır.
ADGM1304'ün LFCSP paketi, MEMS anahtar yongasını (sağda), denetleyici yongasını (solda) ve ilgili bağlama tellerini göstermek için kalıplama bileşiğinin bir kısmı çıkarılmıştır.
ADGM1304, 24-pin, 5mmx4mmx0.95mm kurşun çerçeve yonga ölçek paketinde (LFCSP) mevcuttur.
ADGM1304 paket kesiti (bulanık örnek)
ADGM1304'teki MEMS çipi (bulanık örnek)
ADGM1304'ün ana uygulaması:
-Röle alternatifi
-Radyo frekansı (RF) test cihazı
-Yeniden yapılandırılabilir filtre / zayıflatıcı
-Otomatik test ekipmanı (ATE): RF / dijital / karışık sinyal
-Radyo frekansı (RF) kablosuz iletişim
-Yüksek performanslı radyo frekansı (RF) anahtarı
Bu rapor, Analog Devices RFMEMS anahtarı ADGM1304'ün ayrıntılı demontajını ve ters analizini gerçekleştirir ve maliyet analizi ve fiyat tahmini sağlar. Aynı zamanda bu rapor, iki ürün arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları vurgulamak için ADGM1304 ve ADGM1004'ün fiziksel yapısını ve maliyetini karşılaştırır.
ADGM1304 ve ADGM1004'ün karşılaştırmalı analizi
