本文關(guān)鍵詞：高功率容量電容式RF MEMS開關(guān)失效機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電容式RF MEMS開關(guān)在處理30d Bm以上功率的信號(hào)時(shí),會(huì)發(fā)生自驅(qū)動(dòng)、自鎖和自熱現(xiàn)象,導(dǎo)致開關(guān)失效,限制了它在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。為了設(shè)計(jì)高功率容量的電容式RF MEMS開關(guān),必須對(duì)上述三種失效模式進(jìn)行失效機(jī)理分析,建立相應(yīng)的高保真閾值功率解析模型或失效行為模型,為開關(guān)的可靠性設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。針對(duì)膜片的邊緣場效應(yīng)對(duì)開關(guān)自驅(qū)動(dòng)閾值功率解析模型精度的影響,論文構(gòu)建了一個(gè)優(yōu)值來表征邊緣場效應(yīng)的強(qiáng)度,進(jìn)而構(gòu)建了計(jì)及邊緣場效應(yīng)的開關(guān)自驅(qū)動(dòng)閾值功率模型,提高了模型的計(jì)算精度。針對(duì)down態(tài)電容退化對(duì)開關(guān)自鎖閾值功率解析模型精度的影響,論文提出了“3D電磁-等效電路仿真對(duì)比建�！钡姆椒�,確定了任一開關(guān)的介電層表面粗糙度與開關(guān)down態(tài)電容退化的函數(shù)關(guān)系。進(jìn)而對(duì)簡化的(介電層光滑)開關(guān)自鎖失效閾值功率模型進(jìn)行了修訂,可擴(kuò)展用于預(yù)測介電層粗糙開關(guān)的功率容量。為了建立完整的開關(guān)自熱失效行為模型,論文提出了“電磁-熱-應(yīng)力”的多物理場協(xié)同仿真方法,描述開關(guān)自熱失效模式,并分析其失效機(jī)理。進(jìn)而擬合出了0~5W輸入功率下的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電壓隨輸入功率的漂移曲線,為開關(guān)抗熱應(yīng)力變形設(shè)計(jì)提供了理論支撐。
【關(guān)鍵詞】：電容式RFMEMS開關(guān) 閾值功率 自驅(qū)動(dòng) 自鎖 自熱
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH-39;TM564
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 RF MEMS技術(shù)與RF MEMS元器件8-9
• 1.2 RF MEMS開關(guān)的應(yīng)用與優(yōu)缺點(diǎn)9-12
• 1.3 電容式RF MEMS開關(guān)失效機(jī)理研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 介電層充電問題12-13
• 1.3.3 功率容量問題13-15
• 1.4 研究思路15-16
• 1.5 本文主要工作及內(nèi)容安排16-18
• 1.5.1 主要工作介紹16
• 1.5.2 內(nèi)容安排16-18
• 2 電容式RF MEMS開關(guān)的理論分析與模型構(gòu)建18-33
• 2.1 電容式RF MEMS開關(guān)原理18-21
• 2.2 電容式RF MEMS開關(guān)性能參數(shù)分析21-24
• 2.2.1 開關(guān)的RLC參數(shù)21-23
• 2.2.2 開關(guān)的S參數(shù)23-24
• 2.3 電容式RF MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)建24-30
• 2.3.1 CPW傳輸線設(shè)計(jì)24-27
• 2.3.2 開關(guān)膜片與介電層設(shè)計(jì)27-30
• 2.4 仿真分析軟件介紹30-32
• 2.4.1 高頻電路仿真軟件ADS30-31
• 2.4.2 高頻電磁場仿真軟件HFSS31
• 2.4.3 熱、應(yīng)力仿真軟件e Physics31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 自驅(qū)動(dòng)閾值功率建模與邊緣場效應(yīng)表征33-45
• 3.1 開關(guān)自驅(qū)動(dòng)閾值功率建模33-34
• 3.2 膜片邊緣場效應(yīng)的表征34-41
• 3.2.1 優(yōu)值構(gòu)建34-35
• 3.2.2 優(yōu)值模型的仿真驗(yàn)證35-41
• 3.3 提高開關(guān)自驅(qū)動(dòng)閾值功率的方案41-44
• 3.3.1 減小膜片寬度42-43
• 3.3.2 減小膜片厚度43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 自鎖閾值功率建模與down態(tài)電容退化表征45-55
• 4.1 開關(guān)自鎖閾值功率建模45-47
• 4.2 開關(guān)down態(tài)電容退化的表征47-53
• 4.2.1 表征方法47-49
• 4.2.2 介電層光滑時(shí)開關(guān)等效電路的確定49-50
• 4.2.3 介電層的粗糙度定義50-52
• 4.2.4 改變粗糙度對(duì)開關(guān)down態(tài)電容的影響52-53
• 4.3 提高開關(guān)自鎖閾值功率的方案53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 5 電容式RF MEMS開關(guān)自熱效應(yīng)研究55-68
• 5.1 膜片上耗散功率的計(jì)算與表征55-56
• 5.2 電容式RF MEMS開關(guān)熱傳遞模式分析56-57
• 5.3 開關(guān)自熱效應(yīng)多物理場協(xié)同仿真57-65
• 5.3.1 “電磁-熱”耦合59-63
• 5.3.2 “熱-應(yīng)力”耦合63-65
• 5.4 開關(guān)驅(qū)動(dòng)電壓隨輸入功率漂移的表征65-66
• 5.5 減小開關(guān)自熱效應(yīng)的方案66-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-70
• 1 論文主要工作總結(jié)68-69
• 2 后續(xù)工作展望69
• 3 后續(xù)工作展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 附錄１77-79
• 附錄２79-82
• 攻讀碩士期間科研成果82

【參考文獻(xiàn)】

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1 陶濤;蘇輝;謝自力;張榮;劉斌;修向前;李毅;韓平;施毅;鄭有p

本文編號(hào)：327542