Dispositivos RF MEMS, tales como interruptores, condensadores variables y resonadores mecánicos, contienen miembros móviles, los cuales son puestos en movimiento a través de un microactivador. Un dispositivo interruptor RF MEMS, por ejemplo, posee, tal como los interruptores semiconductores RF, dos estados estables.
La conmutación entre los dos estados es lograda a través del desplazamiento mecánico de un miembro estructural capaz de moverse libremente, a saber, la armadura. El desplazamiento es inducido mediante un microactivador para el cual varios mecanismos de activación existen, incluyendo activación electrostática, electrotérmica, piezoeléctrica y electromagnética. El principio de operación de estos cuatro mecanismos se ilustra en las Figuras 4, 6, 7, y 8, respectivamente, y toma cuerpo en un dispositivo interruptor RF MEMS con viga flexible de tipo voladizo.
Las siguientes sub-secciones discuten más a fondo cada mecanismo de activación.
La mayoría de los dispositivos RF MEMS utilizan la activación electrostática, ilustrada en la Figura 4(a) para un interruptor RF MEMS. La activación electrostática está basada en la fuerza atractiva de Coulomb
Fel existente entre cargas de polaridad opuesta. La fuerza atractiva electrostática de dos platos paralelos entre los cuales un voltaje V es aplicado está dada por:
Donde Q (=CV, con C = e0A/d la capacitancia) es la carga residente en las placas del condensador, A es el área de las placas, d es la distancia entre las placas (brecha) y e0 es la permitividad del espacio libre. La ecuación de arriba muestra que la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la brecha. Esta relación alineal ocasiona el que ocurra una inestabilidad cuando el voltaje excede el llamado voltaje de "pull-in" VPI. En otras palabras, "pullin" denota el voltaje al cual el control de un dispositivo activado electrostáticamente, por ejemplo, una viga, es perdido debido a la perdida de equilibrio entre fuerzas electrostática y de resorte.
No hay comentarios:
Publicar un comentario