JP2009521125A - チューナブル電子装置および該チューナブル電子装置を有する電子装置 - Google Patents
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Abstract
Description
−(特定の形式の膜を使った)マイクロフォンまたはスピーカとしての利用
−センサたとえば空気圧センサとしての利用
−共振器としての利用
−ディスプレイにおけるピクセルスイッチとしての利用またはオプティカルスイッチ用ミラーの駆動
−RFアプリケーションにおける利用たとえばスイッチまたは可変容量としての利用商業ベースで重要な適用事例の1つは、電話機またはコンピュータのような移動無線デバイスのフロントエンドに集積されたバンドスイッチングとの可変インピーダンスマッチングのために利用することである。
静止摩擦力に対する物理的な出所は誘電体においてトラップされた電荷であり、電極間に湿気が存在するときに表面力または毛管力の間に生じるファンデルワールス力van der Waal forceである。
図2〜図4は本発明の実施形態を示す図である。
図5は、それぞれ異なる勾配を有する特性をもつ合成容量を示すグラフである。
図6〜図10は本発明の実施形態を示す図である。
図11は公知のMEMS構造を示す図である。
εrは2つのスイッチング接点間における媒体の相対的誘電率を表し、
Aはスイッチング接点の表面積を表し、
dは2つのスイッチング接点間の距離を表す。
1.シリコン基板のような半導体材料基板におけるMEMS構造このケースでは電極は基板表面に対し垂直方向に配向されている。この構造は典型的にはセンサおよび共振器の用途に利用される(他の用途も除外されない)。
2.薄膜素子としてのMEMS構造この場合、ビームないしは梁は基板に対し実質的に平行に配向される。このタイプのMEMS構造は典型的にはRF MEMSのために使用される。ビームに関して少なくとも2つの構造がある:
−二重にクランプされたビーム(2つまたはそれよりも多くの辺で基板表面に接続されているビーム、このため基板に対する振れはビーム中央で発生する)
−単一個所でクランプされたビーム(このケースでは基板に対する振れはビーム端部で発生する)
d = d1 = d2, A = A1 = A2であり同様にεr = ε1 = ε2 (さらにε=ε0εr,x)
このケースでは、キャパシタ回路の総容量を次式に従い計算することができる:
1.直列接続
1.種々のプレート分離状態dx
2.種々のプレートサイズAx
3.分離状態とチューニング信号との関係を変化させるための可動アーム(てこ作用によるアーム)の種々の長さlx
4.種々の材料パラメータεr,x
図6に示すn回折り曲げた直列接続の場合:a0 = l/n * 1/2
図7に示すn回折り曲げた直列接続の場合:a0 = n * 2
(nは正の整数を表す)
Claims (15)
- 2つまたはそれよりも多くのチューナブルデバイスを有するチューナブル電子装置において、
前記チューナブルデバイス各々は、基準部材に対し移動可能な可動部材(40,60)を有しており、
前記2つまたはそれよりも多くのチューナブルデバイスは、マイクロエレクトロメカニカル構造体(30)により機械的に作用して連結されており、
各チューナブルデバイスの応答は、前記基準部材に対し相対的な可動部材のポジションに依存し、
前記マイクロエレクトロメカニカル構造体(30)は、チューナブルデバイスの可動部材を動かすために整合されていて、該チューナブルデバイスの応答をチューニング信号に従い変化させ、
前記2つまたはそれよりも多くのチューナブルデバイスを結合し該チューナブルデバイスの合成応答を供給するために結合回路が配置されており、
該結合回路は前記チューナブルデバイスの合成応答を変化させてチューニング信号において変化を生じさせるためにリコンフィギュレーション可能であることを特徴とする、
チューナブル電子装置。 - 請求項1記載のチューナブル電子装置において、
前記結合回路は、前記チューナブルデバイスの直列接続、前記チューナブルデバイスの並列接続、前記チューナブルデバイスの直列接続と並列接続の組み合わせ、および逆の極性符号をもつ応答を有する前記チューナブルデバイスの接続のいずれかの間でスイッチングを行うことを特徴とする、
チューナブル電子装置。 - 請求項1記載のチューナブル電子装置において、
前記2つまたはそれよりも多くのチューナブルデバイスは、可動部材と基準部材の分離、基準部材または可動部材のサイズ、チューニング信号に依存した可動部材と基準部材の分離の関係および材料パラメータのいずれか1つまたは複数において異なっていることを特徴とする、
チューナブル電子装置。 - 請求項2記載のチューナブル電子装置において、
RF信号とともに使用するために整合されており、直列接続された前記チューナブルデバイスを介してRF信号を供給するのに適した接続部が設けられていることを特徴とする、チューナブル電子装置。 - 請求項1から4のいずれか1項記載のチューナブル電子装置において、
前記チューナブルデバイスのうち少なくともいくつかは、定められたチューナブルデバイスにおける可動部材と基準部材の一方または両方に供給されるチューニング信号を有しており、前記部材は動作部材としておよび応答供給のために使用されることを特徴とする、チューナブル電子装置。 - 請求項1から5のいずれか1項記載のチューナブル電子装置において、
前記2つまたはそれよりも多くの可動部材のために共有されるマイクロエレクトロメカニカル構造体が設けられていることを特徴とする、チューナブル電子装置。 - 請求項6記載のチューナブル電子装置において、
前記共有されるマイクロエレクトロメカニカル構造体はピボット式ビームを有しており、前記可動電極はピボットの両側に配置されていることを特徴とする、チューナブル電子装置。 - 請求項7記載のチューナブル電子装置において、
対応する基準部材が設けられていて、前記チューナブルデバイスは前記ビームの定められた動きに対し同じ極性符号で応答することを特徴とする、チューナブル電子装置。 - 請求項1から8のいずれか1項記載のチューナブル電子装置において、
前記チューナブルデバイスは可変インピーダンスまたはセンサであることを特徴とする、チューナブル電子装置。 - 請求項9記載のチューナブル電子装置において、
前記可変インピーダンスは可変の抵抗またはキャパシタまたはインダクタであることを特徴とする、チューナブル電子装置。 - RF集積回路において、
請求項1から10のいずれか1項記載の1つまたは複数のチューナブル電子装置を有することを特徴とする、RF集積回路。 - 請求項11記載のRF集積回路の製造方法において、
2つまたはそれよりも多くのチューナブルデバイスを形成するステップと、
チューニング信号における変化に対し合成応答による応答を変化させるためにリコンフィギュレーション可能な結合回路を形成するステップ
を有することを特徴とする、RF集積回路の製造方法。 - チューナブル電子装置のリコンフィギュレーション方法において、
前記チューナブル電子装置は、2つまたはそれよりも多くのチューナブルデバイスと、該チューナブルデバイスをいっしょに結合して該チューナブルデバイスの合成応答を供給するための結合回路を有しており、
前記チューナブルデバイス各々は可動部材(40,60)と基準部材を有しており、
前記2つまたはそれよりも多くのチューナブルデバイスは、前記可動部材を前記基準部材に対し相対的に動かすために、マイクロエレクトロメカニカル構造体(30)により機械的に作用させて連結されていて、チューニング信号に従い前記チューナブルデバイスの応答を変化させ、
前記チューニング信号における変化に対し前記チューナブル電子装置の合成応答を変化させるため、前記結合回路をリコンフィギュレーションするステップが設けられていることを特徴とする、
チューナブル電子装置のリコンフィギュレーション方法。 - マイクロエレクトロメカニカル構造装置において、
制御信号により動作可能なピボット式ビーム(30)が設けられており、
2つまたはそれよりも多くの可変デバイスを形成するため該ピボット式ビーム(30)は、ピボットの両側に設けられ該ビームとともに動く可動部材と、該ビームにおいて前記可動部材と対向する対応する基準部材(50,70)を有しており、
前記ビームの定められた動きにより、前記2つまたはそれよりも多くの可変デバイスに対し同じ方向で電極を分離させることを特徴とする、
マイクロエレクトロメカニカル構造装置。 - 請求項14記載のマイクロエレクトロメカニカル構造装置において、
前記可変デバイスはスイッチまたはインピーダンスであることを特徴とする、マイクロエレクトロメカニカル構造装置。
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