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Hintergrund der Erfindung
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MEMS-Komponenten (Micro-Electro-Mechanical Systems, Mikro-ElektroMechanische Systeme) bestehen aus integrierten mechanischen und elektrischen Elementen, die durch Mikrostrukturierung auf einem gemeinsamen dielektrischen oder Halbleitersubstrat hergestellt werden. MEMS-Schalter weisen viele Eigenschaften auf, aufgrund deren sie zum Schalten von breitbandigen elektrischen Signalen bestens geeignet sind. Zum Beispiel haben sie aufgrund ihres hohen 1/2Tr(ReinCaus) üblicherweise eine sehr hohe Bandbreite, was im Betriebszustand EIN zu geringerer Einfügungsdämpfung und im Betriebszustand AUS zu stärkerer Isolation führt. MEMS-Schalter weisen auch geringe Abmessungen auf und zeichnen sich durch angemessen hohe Schaltgeschwindigkeiten aus. Außerdem neigen sie auch kaum zur Verzerrung, üblicherweise wesentlich geringer als Halbleiterschalter.
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Ein Nachteil der MEMS-Schalter besteht darin, dass ihre Zuverlässigkeit stark abnimmt, wenn sie bei Anliegen eines Hochleistungssignals geschaltet werden. Dieser Vorgang wird als „hot switching“ (Schalten unter Spannung) bezeichnet. Wenn die Zuverlässigkeit von MEMS-Schaltern erhalten bleiben soll, müssen diese normalerweise bei einer Leistung von weniger als ungefähr 10 dBm geschaltet werden. Eine Lösung dieses Problems besteht in der Verwendung eines Leistungsableiters, um die Leistung vor dem Schalten vom MEMS-Schalter abzuleiten. Ein Leistungsableiter ist ebenfalls ein Schalter, jedoch kann dieser bei Anliegen eines Hochleistungssignals zuverlässig schalten.
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Ein Leistungsableiter wird elektrisch vor einem MEMS-Schalter angeordnet. Wenn sich der Leistungsableiter im Betriebszustand EIN befindet, wird die gesamte dem MEMS-Schalter zugeführte Signalenergie oder ein Teil davon vom MEMS-Schalter abgeleitet, sodass dieser mit geringerer Leistung (oder leistungsfrei) schalten und seine Zuverlässigkeit aufrecht erhalten werden kann. Wenn sich der Leistungsableiter im Betriebszustand AUS befindet, lässt er die Signale im Idealfall verzerrrungsfrei oder mit einer dem MEMS-Schalter vergleichbaren Verzerrung zum MEMS-Schalter durch. Aufgrund der Verzerrung in den meisten Leistungsableitern auf Halbleiterbasis lässt sich das jedoch nur schwer erreichen.
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Als Beispiel werden in der
US-Patentschrift Nr. 6 884 950 von Nicholson et al. einige typische Leistungsableiter auf Halbleiterbasis beschrieben. In einem Schaltschema gemäß der Druckschrift US 2004 / 0 113 713 A1 sind mechanische MEMs-Schalter parallel zu Halbleiterschaltern geschaltet. Diese parallele MEMS/Festkörper-Schalteranordnung soll die schnellen Schaltgeschwindigkeiten der Festkörperschalter nutzen. Die US 2010 / 0 254 062 A1 beschreibt ein Schaltsystem zum Ausgleichen einer elektrischen Eigenschaft, wie beispielsweise einer Ladung aufgrund von parasitärer Kapazität, die an einem Eingang und einem Ausgang einer mikrobearbeiteten Schaltvorrichtung gebildet wird. Die mikrobearbeitete Schaltvorrichtung kann hier ein MEMS-Relais oder ein MEMS-Schalter sein.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen sind anschauliche Ausführungsformen dargestellt, wobei:
- 1 eine erste beispielhafte Vorrichtung zeigt, die eine erste beispielhafte Leistungsschalterschaltung (eine Nebenschluss-Leistungsschalterschaltung) aufweist;
- 2 ein vereinfachtes Schaltschema der in 1 gezeigten Leistungsschalterschaltung im Betriebszustand AUS darstellt;
- 3 eine Ausführungsform des in 1 gezeigten MEMS-Schutzschalters mit einem Feldeffekttransistor (FET) darstellt;
- 4 eine Ausführungsform des in 1 gezeigten MEMS-Schutzschalters mit Dioden darstellt;
- 5 eine zweite beispielhafte Vorrichtung zeigt, die eine zweite beispielhafte Leistungsschalterschaltung (in Reihenschaltung) aufweist;
- 6 ein vereinfachtes Schaltschema der in 5 gezeigten Leistungsschalterschaltung im Betriebszustand AUS darstellt;
- 7 eine Ausführungsform des in 5 gezeigten MEMS-Schutzschalters mit einem FET darstellt;
- 8 eine beispielhafte Ausführungsform des in 5 gezeigten MEMS-Schutzschalters mit Dioden darstellt;
- 9 die Verwendung von zwei Nebenschluss-Leistungsschalterschaltungen zwischen einem Signaleingang und einem Signalausgang zeigt;
- 10 die eine bespielhafte Verwendung von Leistungsschalterschaltungen in Reihenschaltung zwischen einem Signaleingang und einem Signalausgang zeigt;
- 11 die Verwendung von Leistungsschalterschaltungen im Nebenschluss und in Reihenschaltung zwischen einem Signaleingang und einem Signalausgang zeigt, wobei die in Reihe geschalteten Leistungsschalterschaltungen mit einem Abschlusswiderstand beschaltet sind; und
- 12 die Verwendung von Leistungsschalterschaltungen im Nebenschluss und in Reihenschaltung zwischen einem Signaleingang und einem Signalausgang zeigt, wobei die Leistungsschalterschaltung im Nebenschluss mit einem Abschlusswiderstand beschaltet ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 veranschaulicht eine erste beispielhafte Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 weist eine erste beispielhaften Leistungsschalterschaltung 102 mit einem ersten Anschluss 104 auf, der zwischen einem Signaleingang 106 und einem Signalausgang 108 liegt. Mit dem ersten Anschluss 104 ist ein MEMS-Schalter 110 verbunden, der einen Steuereingang 112 aufweist. Mit dem MEMS-Schalter 110 ist ein MEMS-Schutzschalter 114 verbunden, der einen Steuereingang 116 aufweist. Der Steuereingang 112 des MEMS-Schalters und der Steuereingang 116 des Schutzschalters sind in der Lage, Steuersignale zu empfangen, um die Leistungsschalterschaltung 102 in einen Betriebszustand EIN, einen Betriebszustand AUS und einen Zwischenzustand zu versetzen.
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Im Betriebszustand EIN der Leistungsschalterschaltung 102 wird die am Signaleingang 106 anliegende Signalenergie vom Signalausgang 108 abgeleitet. Die Signalenergie wird über den MEMS-Schalter 110 und den MEMS-Schutzschalter 114 abgeleitet. Im Betriebszustand AUS wird die am Signaleingang 106 anliegende Signalenergie nicht vom Signalausgang 108 abgeleitet, und der MEMS-Schalter 110 mindert die vom MEMS-Schutzschalter 114 in einem Signalpfad zwischen dem Signaleingang 106 und dem Signalausgang 108 hervorgerufene Einfügungsdämpfung und Verzerrung. Im Zwischenzustand verringert der MEMS-Schutzschalter 114 den Stromfluss durch den MEMS-Schalter 110. Im Folgenden wird aus dieser Beschreibung deutlich, dass die Leistungsschalterschaltung 102 vor dem Wechsel in einen neuen Betriebszustand des MEMS-Schalters 110 einen Zwischenzustand durchlaufen kann. Auf diese Weise kann der MEMS-Schalter 110 unter sicheren Bedingungen geschaltet werden, sodass die Lebensdauer des MEMS-Schalters 110 und somit die Lebensdauer der Leistungsschalterschaltung 102 verlängert werden kann.
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Gemäß einem Beispiel ist die Leistungsschalterschaltung 102 als Nebenschluss- Leistungsschalterschaltung geschaltet, wobei der MEMS-Schalter 110 und der MEMS-Schutzschalter 114 in Reihe zwischen dem ersten Anschluss 104 und einem Masseanschluss 118 und im Nebenschluss zum Signalpfad zwischen dem Signaleingang 106 und dem Signalausgang 108 geschaltet sind.
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Zum Senden der Steuersignale an den Steuereingang 112 des MEMS-Schalters und an den Steuereingang 116 des Schutzschalters kann ein Steuersystem 120 verwendet werden. Während sich die Leistungsschalterschaltung 102 im Betriebszustand AUS befindet, sorgen die vom Steuersystem 120 gesendeten Steuersignale dafür, dass der MEMS-Schalter 110 und der MEMS-Schutzschalter 114 im offenen Schaltzustand verbleiben. Um die Leistungsschalterschaltung 102 vom Betriebszustand AUS in den Betriebszustand EIN zu überführen, i) schließen die vom Steuersystem 120 gesendeten Steuersignale den MEMS-Schalter 110 und ii) schließen dann den MEMS-Schutzschalter 114. Auf diese Weise wechselt der Schaltzustand des MEMS-Schalters 110 im leistungsreduzierten (oder leistungsfreien) Zustand (von offen nach geschlossen). Um die Leistungsschalterschaltung 102 vom Betriebszustand EIN in den Betriebszustand AUS zu überführen, i) öffnen die Steuersignale den MEMS-Schutzschalter 114 und ii) öffnen dann den MEMS-Schalter 110. Auch in diesem Fall wechselt der Schaltzustand des MEMS-Schalters 110 (dieses Mal von geschlossen nach offen) im leistungsreduzierten (oder leistungsfreien) Zustand.
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Gemäß einem Beispiel kann der Signaleingang 106 an eine Signalquelle 122 angeschlossen sein, zum Beispiel an einen Signalgenerator oder eine Schaltung, die ein Signal verstärkt oder weiterleitet. Gemäß einem weiteren Beispiel kann der Signalausgang 108 an eine geschützte Komponente 124 angeschlossen sein. In bestimmten Fällen kann die geschützte Komponente 124 einen oder mehrere MEMS-Schalter (z.B. einen einzelnen MEMS-Schalter oder eine Leiste von MEMS-Schaltern) aufweisen, die bei hoher (oder ungeminderter) Signalenergie möglicherweise nicht sicher geschaltet werden können. In anderen Fällen kann die geschützte Komponente, abgesehen von MEMS-Komponenten, auch eine oder mehrere andere Schaltkreiskomponenten aufweisen.
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2 zeigt ein vereinfachtes Schaltschema 200 der Leistungsschalterschaltung 102 im Betriebszustand AUS. Unter den gegenwärtigen Fertigungsprozessen kann der Wert der dargestellten „offenen“ Kapazität (CM) des MEMS-Schalters 110 normalerweise kleiner als die „offene“ Kapazität (CP) des MEMS-Schutzschalters 114 realisiert werden - insbesondere, wenn es sich bei dem MEMS-Schutzschalter 114 um einen Schalter auf Halbleiterbasis handelt. Wenn dies der Fall ist, sind die Einfügungsdämpfung und die Bandbreite der Leistungsschalterschaltung 102 in erster Linie auf die geringere Kapazität des MEMS-Schalters 110 zurückzuführen. Unter dem Aspekt der Signalverzerrung wird die Signalstärke über die offene Kapazität des Schalters auf Halbleiterbasis durch den aus den Kapazitäten CM und CP gebildeten Spannungsteiler verringert. Wenn beispielsweise die „offene“ Kapazität (CM) des MEMS-Schalters ein Zehntel (1/10) der „offenen“ Kapazität (CP) des Halbleiterschalters beträgt, ist die Spannung am Halbleiterschalter um 21 Dezibel (dB) niedriger als ohne den MEMS-Schalter 110, was zu einer entsprechenden Verringerung der Signalverzerrung führt.
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Die 3 und 4 veranschaulichen weitere beispielhafte Ausführungsformen 300, 400 der Leistungsschalterschaltung 102. Bei jeder der beispielhaften Ausführungsformen 300, 400 ist der MEMS-Schutzschalter 114 unter Verwendung eines Halbleiterschalters, zum Beispiel eines Feldeffekttransistorschalters (FET) (3) oder eines Diodenschalters (4) realisiert.
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Bei der Realisierungsform 300 (3) weist der dargestellte MEMS-Schutzschalter 114 einen FET-Schalter 302 auf. Der FET-Schalter 302 ist in Reihe zwischen den MEMS-Schalter 110 und den Masseanschluss 118 geschaltet. Der FET-Schalter 302 ist über den Source- und den Drain-Anschluss des FET zwischen den MEMS-Schalter 110 und den Masseanschluss 118 geschaltet, wobei der Gate-Anschluss des FET als Steuereingang 116 für den Schutzschalter dient. Vorzugsweise ist der FET-Schalter 302 parallel mit einem hochohmigen Vorspannungswiderstand R1 beschaltet. Auf diese Weise zieht die Leistungsschalterschaltung 300 im Betriebszustand AUS einen geringeren Strom.
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Bei der Realisierungsform 400 (4) weist der dargestellte MEMS-Schutzschalter 114 einen Diodenschalter auf. Der Diodenschalter weist ein Paar gegenläufig vorgespannter Dioden 402, 404 auf, die jeweils in Reihe mit einem entsprechenden Diodenvorspannungswiderstand R2 bzw. R3 geschaltet sind, wobei die Diodenvorspannungswiderstände so geschaltet sind, dass sie Steuersignale (z.B. Vorspannungen) vom Steuersystem 120 empfangen. Wenn die gegenläufig vorgespannten Dioden 402, 404 symmetrisch mit Vorspannung beaufschlagt werden, kann am Anschluss 104 eine Gleichspannung von null Volt beibehalten werden, sodass Leckströme verhindert werden können. Gemäß einem Beispiel können die Dioden des Diodenschalters unter Verwendung von PIN-Dioden, Schottky-Dioden, mit modifizierter Barrier-Dioden oder anderen Arten von Dioden realisiert werden. Die Kondensatoren C1 und C2 verbinden die Knoten zwischen den in Reihe geschalteten Dioden 402, 404 und den Widerständen R2, R3 mit Masse.
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Nach der Beschreibung einer beispielhaften Nebenschluss-Leistungsschalterschaltung 102 (1) und dessen beispielhafter Ausführungsformen 300, 400 (3 und 4) wird nun eine beispielhafte Leistungsschalterschaltung 503 in Reihenschaltung (5) beschrieben. Hierbei veranschaulicht 5 eine zweite beispielhafte Vorrichtung 500, die eine beispielhafte Leistungsschalterschaltung 502 aufweist.
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Im Allgemeinen weist die Leistungsschalterschaltung 502 einen ersten Anschluss 504 auf, der zwischen einem Signaleingang 506 und einem Signalausgang 508 angeordnet ist. Mit dem ersten Anschluss ist ein MEMS-Schalter 510 verbunden, der einen Steuereingang 512 aufweist. Mit dem MEMS-Schalter 510 ist ein MEMS-Schutzschalter 514 verbunden, der einen Steuereingang 516 aufweist. Der Steuereingang 512 des MEMS-Schalters und der Steuereingang 516 des MEMS-Schutzschalters dienen zum Empfangen von Steuersignalen, um die Leistungsschalterschaltung 502 selektiv in einen Betriebszustand EIN, einen Betriebszustand AUS und einen Zwischenzustand zu versetzen. Im Folgenden wird aus dieser Beschreibung deutlich, dass die Leistungsschalterschaltung 102 vor dem Wechsel des MEMS-Schalters 510 in einen anderen Schaltzustand den Zwischenzustand durchlaufen kann. Auf diese Weise kann der MEMS-Schalter 510 unter sicheren Umständen geschaltet werden, sodass die Lebensdauer des MEMS-Schalters 510 und somit die Lebensdauer der Leistungsschalterschaltung 502 verlängert wird.
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Die Leistungsschalterschaltung 502 ist insbesondere als Leistungsschalterschaltung in Reihenschaltung gestaltet, indem er mit einem zweiten Anschluss 522 versehen ist, der zwischen dem Signaleingang 506 und dem Signalausgang 508 angeordnet ist. Der MEMS-Schalter 510 und der MEMS-Schutzschalter 514 sind ferner im Signalpfad zwischen dem Signaleingang 506 und dem Signalausgang 508 parallel zwischen dem ersten Anschluss 504 und dem zweiten Anschluss 522 angeordnet.
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Im Betriebszustand EIN der Leistungsschalterschaltung 502 wird die Signalenergie vom Signaleingang 506 über den MEMS-Schalter 510 und den MEMS-Schutzschalter 514 vom Signalausgang 508 abgeleitet. Im Betriebszustand AUS wird die Signalenergie vom Signaleingang 506 nicht vom Signalausgang 508 abgeleitet, und der MEMS-Schalter 510 mindert die durch den MEMS-Schutzschalter 514 in einem Signalpfad zwischen dem Signaleingang 506 und dem Signalausgang 508 hervorgerufene Einfügungsdämpfung und Verzerrung. Im Zwischenzustand verringert der MEMS-Schutzschalter 514 den Stromfluss durch den MEMS-Schalter 510.
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Gemäß einem Beispiel kann ein Steuersystem 520 Steuersignale an den Steuereingang 512 des MEMS-Schalters und den Steuereingang 516 des MEMS-Schutzschalters senden. Während sich die Leistungsschalterschaltung 502 im Betriebszustand AUS befindet, halten die Steuersignale den MEMS-Schalter 510 im geschlossenen und den MEMS-Schutzschalter 514 im offenen Schaltzustand. Um die Leistungsschalterschaltung 502 vom Betriebszustand AUS in den Betriebszustand EIN zu überführen, i) schließen die Steuersignale den MEMS-Schutzschalter 514, ii) öffnen dann den MEMS-Schalter 510 und iii) öffnen dann den MEMS-Schutzschalter 514. Auf diese Weise wechselt der Schaltzustand des MEMS-Schalters 510 im leistungsreduzierten Zustand (von geschlossen nach offen). Um die Leistungsschalterschaltung 502 vom Betriebszustand EIN in den Betriebszustand AUS zu überführen, i) schließen die Steuersignale den MEMS-Schutzschalter 514, ii) schließen dann den MEMS-Schalter 510 und iii) öffnen dann den MEMS-Schutzschalter 514. Auch in diesem Fall wird der MEMS-Schalter 510 in einem leistungsreduzierten Zustand geschaltet (hier: von offen nach geschlossen).
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6 zeigt beispielhaft ein vereinfachtes Schaltschema 600 der Leistungsschalterschaltung 502 im Betriebszustand AUS. Hier ist zu sehen, dass der MEMS-Schalter 510 in den Signalpfad zwischen dem Signaleingang 506 und dem Signalausgang 508 einen „geschlossenen“ Reihenwiderstand (RGeschlossen) einbringt. Unter Verwendung der gegenwärtigen MEMS-Fertigungsprozesse kann der „geschlossene“ Widerstand des MEMS-Schalters 510 geringer realisiert werden als der „geschlossene“ Widerstand eines Halbleiterschalters (wie er möglicherweise in der Vergangenheit zum Ableiten der Signalenergie von einem Signalausgang verwendet wurde). Daher verringert der MEMS-Schalter 510 die Einfügungsdämpfung und verbessert die Bandbreite der Leistungsschalterschaltung 502 (im Vergleich mit einer Leistungsschalterschaltung, der im Betriebszustand AUS der Leistungsschalterschaltung den Widerstand eines geschlossenen Halbleiterschalters in den Signalpfad einbringt).
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Der relativ geringere „geschlossene“ Widerstand des MEMS-Schalters 510 verringert auch die Spannung über den MEMS-Schutzschalter 514, wodurch die vom MEMS-Schutzschalter 514 im Signalpfad zwischen dem Signaleingang 506 und dem Signalausgang 508 hervorgerufene Verzerrung gemindert wird.
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Die 7 und 8 veranschaulichen weitere beispielhafte Ausführungsformen 700, 800 der Leistungsschalterschaltung 502. Bei jeder der beispielhaften Realisierungsformen 700, 800 ist der MEMS-Schutzschalter 514 unter Verwendung eines Halbleiterschalters, zum Beispiel eines Feldeffekttransistorschalters (FET) (7) oder eines Diodenschalters (8), realisiert.
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Bei der beispielhaften Realisierungsform 700 (7) weist der gezeigte MEMS-Schutzschalter 514 einen FET-Schalter 702 auf. Der FET-Schalter 702 ist zwischen den ersten Anschluss 504 und den zweiten Anschluss 522 der Leistungsschalterschaltung 502 parallel zum MEMS-Schalter 510 geschaltet. Der FET-Schalter 702 ist über den Source-Anschluss und den Drain-Anschluss des FET zwischen den ersten und den zweiten Anschluss 504, 522 geschaltet, wobei der Gate-Anschluss des FET als Steuereingang 516 für den Schutzschalter dient. Vorzugsweise sind zwischen den ersten bzw. den zweiten Anschluss 504, 522 und Masse hochohmige Vorspannungswiderstände R4 bzw. R5 geschaltet.
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Bei der Realisierungsform 800 (8) weist der gezeigte MEMS-Schutzschalter 514 einen Diodenschalter auf. Der Diodenschalter weist ein Paar Dioden 802, 804 auf, die jeweils parallel zum MEMS-Schalter 510 mit den Kondensatoren C3 bzw. C4 geschaltet sind. Bei den Widerständen R6 und R9 handelt es sich um hochohmige Vorspannungswiderstände, während die Widerstände R7 und R8 das dynamische Verhalten des Schalters verbessern. Der Diodenschalter empfängt Steuersignale (z.B. Vorspannungen) vom Steuersystem 520. Der Diodenschalter wird in den geschlossenen Schaltzustand versetzt, wenn das Steuersystem 520 eine Spannung liefert, welche die Dioden 802, 804 in Durchlassrichtung vorspannen. Aufgrund der kapazitiven Kopplung über den MEMS-Schalter 510 hinweg wird der Diodenschalter nur für Spannungswechsel geschlossen. Umgekehrt wird der Diodenschalter in den offenen Schaltzustand versetzt, wenn das Steuersystem 520 eine Spannung liefert, welche die Dioden 802, 804 in Sperrrichtung vorspannt.
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Die 9 bis 12 zeigen, dass zwischen einen Signaleingang 900 und einen Signalausgang 902 eine Vielzahl von Leistungsschalterschaltungen desselben oder unterschiedlicher Typen platziert werden können. Gemäß einem Beispiel veranschaulicht 9 eine beispielhafte Verwendung von zwei Nebenschluss-Leistungsschalterschaltungen 904, 906, die jeweils gemäß einer der 1, 3 oder 4 (oder auf andere Weise) angeordnet werden können. Gemäß einem weiteren Beispiel veranschaulicht 10 eine beispielhafte Verwendung von zwei in Reihe geschalteten Leistungsschalterschaltungen 1000, 1002, die jeweils gemäß einer der 5, 7 oder 8 (oder auf andere Weise) angeordnet werden können. Gemäß noch einem weiteren Beispiel veranschaulicht 11 die Verwendung von Leistungsschalterschaltungen 102, 502 sowohl im Nebenschluss als auch in Reihenschaltung, wobei der in Reihe geschaltete Leistungsschalterschaltungen 502 (anstelle der Nebenschluss- Leistungsschalterschaltung 102) näher am Signaleingang 900 angeordnet ist. Auf ähnliche Weise veranschaulicht 12 die gleichzeitige Verwendung von Leistungsschalterschaltungen 102, 502 in Nebenschluss- und Reihenschaltung, wobei die Leistungsschalterschaltung in Nebenschlussanordnung (anstelle der Leistungsschalterschaltung 502 in Reihenschaltung) näher zum Signaleingang 900 hin angeordnet ist.
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Zur Verbesserung des Übertragungverhaltens eines Signalpfades können die in einer der 9 bis 12 gezeigten verschiedenen Leistungsschalterschaltungen durch optionale „Anpassungselemente“ 908, 1004 gemäß den 9 und 10 miteinander verbunden werden. Dabei ist zu beachten, dass ein Anpassungselement unterschiedliche Formen annehmen kann, die oft von der Anordnung der miteinander zu verbindenden Leistungsschalterschaltungen abhängen. Gemäß einem Beispiel kann ein Anpassungselement 908, 1004 Induktivitäten oder Kondensatoren oder andere Elemente der Übertragungsleitung in Reihen- oder Parallelschaltung aufweisen. Die Verwendung von einem oder mehreren Anpassungselementen kann die Systemleistung verbessern, indem sie die Leistungsschalterschaltungen besser an die erforderliche Impedanz des Signalpfades zwischen dem Signaleingang 900 und dem Signalausgang 902 anpassen.
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Wenn sich zum Beispiel eine in Reihe geschalteter Leistungsschalterschaltung 502 (5) im Betriebszustand EIN befindet und eine Komponente 508 schützt, stellt er für ein ankommendes Signal einen offenen Schaltkreis dar. Wenn sich hingegen eine Leistungsschalterschaltung 102 (1) im Nebenschluss im Betriebszustand EIN befindet und eine Komponente 108 schützt, stellt er für ein ankommendes Signal einen Kurzschluss dar. Bestimmte Anwendungen erfordern jedoch, dass ein ankommendes Signal in jedem Fall durch Widerstände begrenzt wird. Bei diesen Anwendungen kann eine Kombination von Leistungsschalterschaltungen in Reihen- und Nebenschlussschaltung verwendet werden, um einen Abschlusswiderstand (RAbschluss) zu schaffen. Zum Beispiel kann ein optionaler Abschlusswiderstand 1102 gemäß 11 parallel zum MEMS-Schalter 510 der in Reihe geschalteten Leistungsschalterschaltung 502 geschaltet werden. Alternativ kann ein optionaler Abschlusswiderstand 1202 gemäß 12 zwischen den MEMS-Schalter 110 der Nebenschluss- Leistungsschalterschaltung 102 und den Masseanschluss 118 in Reihe mit dem MEMS-Schutzschalter 114 geschaltet werden.
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11 zeigt, dass die Vorrichtung 110 ein Steuersystem 1104 aufweisen kann, welches Steuersignale an die Schaltsteuereingänge 112, 116, 512, 516 der in Reihe und im Nebenschluss geschalteten Leistungsschalterschaltungen 102, 502 sendet. Um sicherzustellen, dass der Signalpfad zwischen dem Signaleingang 900 und dem Signalausgang 902 immer abgeschlossen ist, kann das Steuersystem 1104 die Signalenergie vom Signaleingang 900 zum Signalausgang 902 übertragen, nachdem sie i) zuerst die Nebenschluss- Leistungsschalterschaltung 502 in den Betriebszustand AUS und ii) dann die in Reihe geschaltete Leistungsschalterschaltung 102 in den Betriebszustand AUS versetzt hat. Desgleichen kann das Steuersystem 1104 die am Signaleingang 900 anliegende Signalenergie vom Signalausgang 902 ableiten, indem es i) die in Reihe geschaltete Leistungsschalterschaltung 502 in den Betriebszustand EIN und ii) dann die Nebenschluss- Leistungsschalterschaltung 102 in den Betriebszustand EIN versetzt.
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Die Vorrichtung 1200 (12) kann auch ein Steuersystem 1204 aufweisen, das Steuersignale an die Schaltsteuereingänge 112, 116, 512, 516 des im Nebenschluss und der in Reihe geschalteten Leistungsschalterschaltung 102, 502 sendet. Um sicherzustellen, dass der Signalpfad zwischen dem Signaleingang 900 und dem Signalausgang 902 immer abgeschlossen ist, kann das Steuersystem 1204 die Signalenergie vom Signaleingang 900 an den Signalausgang 902 übertragen, indem es i) zuerst die in Reihe geschalteten Leistungsschalterschaltung 502 in den Betriebszustand AUS und ii) dann die Nebenschluss- Leistungsschalterschaltung 102 in den Betriebszustand AUS versetzt. Desgleichen kann das Steuersystem 1104 die am Signaleingang 900 anliegende Signalenergie vom Signalausgang 902 ableiten, indem es i) zuerst die Nebenschluss- Leistungsschalterschaltung 102 in den Betriebszustand EIN und ii) dann die in Reihe geschalteten Leistungsschalterschaltung 502 in den Betriebszustand EIN versetzt.
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Zu beachten ist, dass die in den 9 bis 12 gezeigten Leistungsschalterschaltungen in den Ansprüchen mitunter als erster und zweiter Leistungsschalterschaltungen bezeichnet werden.
