JP4842041B2 - スイッチ - Google Patents
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Description
f×R0×C ≦ 1.6×10−4
であることを特徴とするスイッチである。この構成によれば、開放状態でのアイソレーションを大きくすることができる。
f×C ≦ 3.2×10−6 F・s−1
である構成とすることができる。また、上記構成において、
C ≦ 6.4×10−16 F
である構成とすることができる。
Sh/h ≦ 72 μm
である構成とすることができる。また、上記構成において、
Sh ≦ 360 μm2
である構成とすることができる。
f×R0×C ≦ 3.2×10−4
であることを特徴とするスイッチである。本発明によれば、第2電極と第3電極との間の電力をオンオフするスイッチにおいて、開放状態のアイソレーションを大きくすることができる。
f×C ≦ 6.4×10−6 F・s−1
である構成とすることができる。また、上記構成において、
C ≦ 12.8×10−16 F
である構成とすることができる。
Sh/h ≦ 144 μm
である構成とすることができる。また、上記構成において、
Sh ≦ 720 μm2
である構成とすることができる。
Vin=R0I+V0 式1
Vout=R0I 式2
MEMSスイッチSWのインピーダンスZは
Z=1/(j2πfC) 式3
である。Vin−Voutは式1、2および3より
Vin−Vout=V0=I/(j2πfC) 式4
PinおよびPoutは、式1および2より
Pin=|IVin|=|R0I2+IV0| 式5
Pout=|IVout|=|R0I2| 式6
となる。
IL(dB)=10log10(|Pout/Pin|)
=10log10(1/|1+V0/(R0I)|) 式7
MEMSスイッチSWの動作周波数が数GHz、静電容量Cが数fFとすると、
|V0/(R0I)|≫1 式8
であるから式6は式4、8より
IL(dB)=10log10(|(R0I)/V0|)
=10log10(2πfR0C) 式9
となる。
2πfR0C≦10−3 式10
すなわち
fR0C≦1.6×10−4 式11
となる。
電源および出力付加の伝送インピーダンスR0を一般的に用いられる50Ωまたはそれ以上とすると、
fC≦3.2×10−6 Fs−1 式12
となる。さらに、動作周波数fを5GHz以上とすると、
C≦6.4×10−16 F =64fF 式13
となる。このように、式11、12または13を満足することによりアイソレーション・レベルを−30dBより大きくすることができる。
C=ε0(Sh−Sg)/h+ε0Sg/g 式14
ここで、
ε0Sh/h>(1/10)×(ε0Sg/g) 式15
の場合、Cは、近似的に以下で表される。
C≒ε0Sh/h 式16
一般的にgは0.2μm程度、Sgは1μm2程度であり後述するようにhは数μm、Shは360μmであるから、式15を満足する。よって、式13を満足するためには
Sh/h≦72 μm 式17
であり、hが3μmより大きい場合は、
Sh≦360 μm2 式18
となる。すなわち、Shは約19μm×19μm以下であることが好ましい。このように、式17または式18を満足することにより、アイソレーション・レベルILを−30dBより大きくすることができる。
fR0C1≦3.2×10−4 式19
となる。電源および出力付加の伝送インピーダンスR0を50Ω以上とすると、
fC1≦6.4×10−6 Fs−1 式20
となる。動作周波数fを5GHz以上とすると、
C1≦12.8×10−16 F =128fF 式21
となる。このように、実施例2においても、式19、20または21を満足することによりアイソレーション・レベルを−30dBより大きくすることができる。
C1=ε0(Sh−Sg)/h+ε0Sg/g 式22
ε0Sh/h>(1/10)×(ε0Sg/g) 式23
の場合、
Sh/h≦144 μm 式24
であり、hが3μmより大きい場合は、
Sh≦720 μm2 式25
となる。すなわち、Shは約27μm×27μm以下であることが好ましい。このように、実施例2においても、式24または25を満足することによりアイソレーション・レベルを−30dBより大きくすることができる。このように式19、20、21、24または25は両方の接点部20で満足することが好ましい。
12 シリコン基板
14 犠牲層
16 半導体層
20 接点部
21 突起電極
22 第1電極
24、24a 第2電極
24b 第3電極
30 駆動部
32 下部電極
34 上部電極
40 可動梁
Claims (12)
- 基板上に設けられ、基板に対し可動する可動部と、
該可動部に設けられた第1電極と、
前記第1電極と接触可能であり前記基板に対し固定された第2電極と、を具備し、
前記第1電極と前記第2電極との一方がRF電源に接続され、他方が負荷に接続され、
前記RF電源の動作周波数をf(Hz)、前記一方と前記RF電源との間の伝送インピーダンスおよび前記他方と前記負荷との間の伝送インピーダンスをR0(Ω)、前記第1電極と前記第2電極との開放状態の静電容量をC(F)としたとき、
f×R0×C ≦ 1.6×10−4
であることを特徴とするスイッチ。 - 前記第1電極と前記第2電極とのいずれか一方には、前記第1電極と前記第2電極との他方と接触するための突起電極を有することを特徴とする請求項1記載のスイッチ。
- f×C ≦ 3.2×10−6 F・s−1
であることを特徴とする請求項1または2記載のスイッチ。 - C ≦ 6.4×10−16 F
であることを特徴とする請求項1または2記載のスイッチ。 - 前記第1電極と前記第2電極との対向する面積をSh、間隔をhとしたとき
Sh/h ≦ 72 μm
であることを特徴とする請求項1または2記載のスイッチ。 - Sh ≦ 360 μm2
であることを特徴とする請求項5記載のスイッチ。 - 基板上に設けられ可動する可動部と、
該可動部に設けられた第1電極と、
前記第1電極と接触可能であり一方から他方に前記第1電極を介し高周波信号を接続し、前記基板に対し固定された第2電極および第3電極と、を具備し、
前記一方が前記高周波信号を出力するRF電源に接続され、前記他方が負荷に接続され、
前記高周波信号の動作周波数をf(Hz)、前記一方と前記RF電源との間の伝送インピーダンスおよび前記他方と前記負荷との間の伝送インピーダンスをR0(Ω)、前記第1電極と前記第2電極および前記第3電極の両方の開放状態の静電容量をそれぞれC(F)としたとき、
f×R0×C ≦ 3.2×10−4
であることを特徴とするスイッチ。 - 前記第1電極と前記第2電極および前記第3電極とのいずれか一方には、前記第1電極と前記第2電極および前記第3電極との他方と接触するための突起電極を有することを特徴とする請求項7記載のスイッチ。
- f×C ≦ 6.4×10−6 F・s−1
であることを特徴とする請求項7または8記載のスイッチ。 - C ≦ 12.8×10−16 F
であることを特徴とする請求項7または8記載のスイッチ。 - 前記第1電極と前記第2電極および前記第3電極の両方の対向する面積をそれぞれSh、間隔をhとしたとき
Sh/h ≦ 144 μm
であることを特徴とする請求項7または8記載のスイッチ。 - Sh ≦ 720 μm2
であることを特徴とする請求項11記載のスイッチ。
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