طراحی، شبیه سازی و بهینه سازی سوئیچ خازنی میکروالکترومکانیکی RF به منظور کاهش ولتاژ تحریک
Publish place: Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers، Vol: 19، Issue: 2
Publish Year: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 270
This Paper With 11 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JIAE-19-2_001
تاریخ نمایه سازی: 4 تیر 1401
Abstract:
بالا بودن ولتاژ تحریک یکی از مهم ترین محدودیت های سوئیچ های RF MEMS است. یکی از روشهای کاهش ولتاژ تحریک، کاهش ثابت فنری در ساختار سوئیچ است. در این مقاله ثابت فنری سوئیچ RF MEMS با روش انرژی مدل شده و ثابت فنری آن به صورت تحلیلی به دست آمده است. نتیجه این تحلیل یک راهنمای طراحی است که حداقل میزان مجاز ثابت فنری را نشان می دهد. سپس ساختار جدیدی با ولتاژ تحریک بسیار پایین برای سوئیچهای RF MEMS ارائه می شود که محدودیت فوق در آن رعایت شده است. نتایج تحلیل، مقدار ثابت فنری ۰.۰۷۱۴ نیوتن بر متر و مقدار ولتاژ تحریک۱.۶۱ولت را نشان می دهد. به منظور ارزیابی عملکرد ساختار ارائه شده و صحه گذاری نتایج تحلیل، سوئیچ طراحی شده با استفاده از نرم افزار COMSOL شبیه سازی شده است. نتایج این شبیه سازی، ولتاژ تحریک ۱.۸ ولت، زمان سوئیچینگ ۲۵.۶میکروثانیه، فون مایسس ۴.۵ مگا پاسکال، فرکانس طبیعی ۳۱۱۸.۶ هرتز، جرم آن ۰.۲۰۶ نانوگرم و درنهایت ثابت فنر ۰.۰۷۹ نیوتن بر متر را نشان می دهد. جنس پل و بیم ها از طلا است و از Si۳N۴ به عنوان دی الکتریک استفاده شده است. درنهایت، عملکرد فرکانس بالای سوئیچ طراحی شده با استفاده از نرم افزار HFSS شبیه سازی شده است. این شبیه سازی، ایزولاسیون ۲۵ دسی بل، اتلاف عبوری ۰.۷ دسی بل و اتلاف بازگشتی ۱۶ دسی بل را در فرکانس ۱۰ گیگاهرتز نشان می دهد.
Keywords:
RF MEMS switch , Low actuation voltage , Spring Constant , Switching Time , Von Mises stress , Energy Method , سوئیچ های RF MEMS , ثابت فنری , ولتاژ تحریک , زمان سوئیچینگ , فون مایسس , روش انرژی
Authors
فرید خموئی
School of Electrical Engineering, Iran University of Science and Technology
جواد یاوند حسنی
School of Electrical Engineering, Iran University of Science and Technology
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :