大位移低電壓的靜電斥力微驅動器的設計與仿真研究.pdf

1、射頻微機電系統(tǒng)(RF MEMS)是微機電技術在射頻領域的具體應用，體現(xiàn)了微機電技術與射頻技術的結合。在這其中，RF MEMS開關是射頻微機電系統(tǒng)中應用最廣泛，研究最深入的器件；RF MEMS開關體積小、質量輕、功耗低、響應速度快、易于IC集成的優(yōu)點，讓其廣泛應用于移動通信、衛(wèi)星、航空航天、汽車、雷達等領域。然而，RF MEMS開關的可靠性問題嚴重阻礙著RF MEMS開關的商業(yè)化趨勢。針對這一問題，國內外的研究學者提出多種解決方法，盡管這

2、些辦法在一定程度上可以緩解開關的可靠性問題，但是都沒有解決RF MEMS開關的可靠性問題。
　　為了解決RF MEMS開關的可靠性問題，我們分析了RF MEMS開關的失效模型，了解到導致RF MEMS開關的可靠性問題的內部原因是開關介質層的電荷積累問題。要徹底的消除介質層的電荷積累問題，就要從開關的驅動原理上入手，改變施加在介質層兩邊的高電場。因此，靜電斥力驅動被提出可以消除開關介質層的電荷積累問題。然而，靜電斥力驅動由于自身驅動

3、機理的原因，其驅動電壓過高導致靜電斥力驅動一直無法得到大規(guī)模的推廣。因此，為了解決RF MEMS開關的可靠性問題，并且進一步推動RF MEMS開關的大范圍的應用，我們在靜電斥力驅動基本結構的基礎上，設計一種能解決RF MEMS開關可靠性問題，同時也能解決驅動電壓過高、滿足RF MEMS開關的實用化要求的大位移低電壓的靜電斥力微驅動器。
　　首先通過有限元仿真軟件COMSOL Multiphysics在實驗上進行驗證，進一步的對靜電