與傳統機電繼電器相比，ADI 的MEMS開(kāi)關(guān)技術(shù)使RF 和DC開(kāi)關(guān)性能、可靠性及小型化實(shí)現了跨越式發(fā)展。

 

以 ADI 的寬帶、單刀四擲 (SP4T) 開(kāi)關(guān) ADGM1304 為例，該產(chǎn)品采用 ADI 公司的 MEMS 開(kāi)關(guān)技術(shù)制造而成，此技術(shù)支持實(shí)現高要求 RF 應用所需的高功率、低損耗、低失真GHz開(kāi)關(guān)。

 

 

下圖是該開(kāi)關(guān)的橫截面示意圖。它是一種三端子配置的靜電 驅動(dòng)懸臂梁式開(kāi)關(guān)。其在功能上類(lèi)似于場(chǎng)效應晶體管 (FET)，端子可用作源極、柵極和漏極。

 

MEMS開(kāi)關(guān)設計的橫截面，圖中所示為懸臂開(kāi)關(guān)梁 （不成比例）

 

● 與固態(tài)繼電器等其他開(kāi)關(guān)替代產(chǎn)品不同，ADGM1304具備出色的精度，并提供從0 Hz (DC)到14 GHz的RF性能；

 

● 與機電繼電器相比，高度可靠的ADGM1304可將冷開(kāi)關(guān)生命周期提高10倍，同時(shí)延長(cháng)ATE系統工作壽命，減少由于繼電器故障導致的代價(jià)高昂的停機；

 

● 與DPDT繼電器設計相比，集成式電荷泵無(wú)需外部驅動(dòng)器，這進(jìn)一步減小了ATE系統尺寸，而多路復用器配置也可簡(jiǎn)化扇出式結構。

 

無(wú)論與誰(shuí)相比，MEMS 開(kāi)關(guān) ADGM1304 都“更勝一籌”。那么，這款“無(wú)人能敵”的 MEMS 開(kāi)關(guān)應用在哪些電路上比較好呢？ADI 官方給出的建議是——

 

可切換RF衰減器

 

RF 衰減器網(wǎng)絡(luò )常用于RF儀器儀表設備，例如矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀、頻譜分析儀和信號發(fā)生器。通過(guò)衰減器路由RF信號可以讓設備接受更高功率信號，從而提高儀器的動(dòng)態(tài)范圍。在矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀、頻譜分析儀、信號發(fā)生器之類(lèi)的RF衰減應用中，在信號通過(guò)網(wǎng)絡(luò )后維持其帶寬至關(guān)重要。信號的降級會(huì )降低設備性能。因此，用于路由的開(kāi)關(guān)的RF特性是衰減器網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分。

 

ADGM1304 MEMS開(kāi)關(guān)具有很低且平坦的插入損耗、超寬 RF帶寬和高可靠性，適合用作可切換的RF衰減器。ADGM1304作為SP4T開(kāi)關(guān)，還能帶來(lái)額外的靈活性。圖1顯示了一個(gè)衰減器網(wǎng)絡(luò )配置示例，其使用兩個(gè)ADGM1304 開(kāi)關(guān)和三個(gè)不同的衰減器。開(kāi)關(guān)的第四通道用于圖1中的非衰減路由。

 

圖1.采用ADGM1304 MEMS開(kāi)關(guān)的切換式RF衰減器

 

可重復配置RF濾波器

 

可重復配置的RF濾波器對很多RF前端應用非常有利。它能節省更多空間。隨著(zhù)應用的空間越來(lái)越受限，經(jīng)濟好用的可重復配置RF濾波器無(wú)疑要比多個(gè)頻率相關(guān)的濾波器更有吸引力。

 

為了開(kāi)啟集總元件（電容、電感），需要ADGM1304 MEMS 開(kāi)關(guān)，其具有很低且平坦的插入損耗、超寬RF帶寬、低寄 生效應、低電容和高線(xiàn)性度，因此非常適合可重復配置濾波器應用。

 

在無(wú)線(xiàn)通信或移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電等應用中，頻段和/或模式的數量不斷增加。利用可重復配置RF濾波器，相同元件可以支持更多頻段/模式。

 

圖2所示為一個(gè)可重復配置帶通濾波器示例。所示拓撲是一個(gè)一般化的兩部分、感性耦合、單端帶通濾波器，標稱(chēng)中心頻率為400 MHz（UHF頻段）。注意，MEMS開(kāi)關(guān)與各分流電感串聯(lián)。

 

圖2.利用兩個(gè)ADGM1304 MEMS開(kāi)關(guān)實(shí)現的可重復配置帶通濾波器

 

開(kāi)關(guān)的作用是將分流電感包括或排除于電路中。更改分流電感值會(huì )影響濾波器的帶寬和中心頻率。使用15 nH到30 nH 的電感值會(huì )顯著(zhù)改變帶寬和中心頻率，使濾波器可動(dòng)態(tài)配置以工作在超高頻(UHF) 或甚高頻 (VHF) 波段，同時(shí)保留 輸入和輸出端口的50 Ω匹配。

 

MEMS 開(kāi)關(guān)的低 RON 值和大帶寬使其成為此類(lèi)應用的理想之選——

 

● 低RON可降低串聯(lián)電阻對分流電感質(zhì)量因數的不利影響

● 大帶寬支持實(shí)現更高頻率的帶通濾波器

 

 

推薦閱讀：