TW201618301A - 光驅動機械式電子元件及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
一種光驅動機械式電子元件，包含一電極，以及一電極臂，其中因應一光線之照射至該電極臂或該電極而使該電極臂與該電極電導通，並因該光線之消失而使該電極臂與該電極斷路。
Description
本發明涉及一種光驅動機械式電子元件及其操作方法，尤指包括一光源、一電極臂和一電極之光驅動機械式電子元件。
目前的互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術，具有閘極漏電、臨界擺幅(subthreshold swing)與CV延遲(CV delay)等缺點。因此，如何克服上述各項缺點，而設想出一具有極快的速度與極低的消耗功率的積體電路元件，是值得深思的。
職是之故，發明人鑒於習知技術之缺失，乃思及改良發明之意念，終能發明出本案之「光驅動機械式電子元件及其操作方法」。
本案之主要目的在於提供一種包括一光源、一電極臂和一電極之光驅動機械式電子元件，其能消除現有CMOS技術之閘極漏電、臨界擺幅與CV延遲等缺點，且具有相對極快的速度與極低的功率消耗。
本案之又一主要目的在於提供一種光驅動機
械式電子元件包含一光源，產生一光線，一第一電極，具有一第一可動電極臂以及一第二電極，是一固定電極或具有一第二可動電極臂，其中，當該光線未導向該第一可動電極臂或該第二可動電極臂時，該第一電極與該第二電極為分離狀態，以使該第一電極與該第二電極間一漏電流為零，且當該光線導向該第一可動電極臂或該第二可動電極臂時，該第一電極與該第二電極接觸，以形成一電子通路，俾使一導通電流流經該電子通路。
本案之另一主要目的在於提供一種光驅動機械式電子元件，包含一光源、一電極臂以及一電極，其中當該電極臂或該電極未被該光源照射到時，使該電極臂與該電極分離，且當該電極臂或該電極被該光源照射到時，使該電極臂與該電極間導通。
本案之下一主要目的在於提供一種光驅動機械式電子元件，包含一電極以及一電極臂，其中因應一光線之照射至該電極臂或該電極而使該電極臂與該電極電導通，並因該光線之消失而使該電極臂與該電極斷路。
本案之再一主要目的在於提供一種光驅動機械式電子元件，包含一第一端、一第二端以及一光動元件，結合於該第一端或第二端或該第一端與該第二端之間，因應一光線之照射而使該兩端電連接，並因該光線之消失而使該兩端成為斷路。
本案之又一主要目的在於提供一種一光驅動機械式電子元件之操作方法，其中該光驅動機械式電子元
件包括一產生一光線之光源、一具有一電極臂之第一電極與一第二電極，該操作方法包含：當該光線未導向該電極臂或該第二電極時，使該電極臂與該第二電極分離，以使一第一電極至第二電極漏電流為零；以及當該光線導向該電極臂或該第二電極時，使該電極臂與該第二電極間形成一電子通路，俾使一導通電流流經該電子通路。
本案之另一主要目的在於提供一種一光驅動機械式電子元件之操作方法，其中該光驅動機械式電子元件包括一光源、一電極臂與一電極，該操作方法包含：當該電極臂或該電極未被該光源照射到時，使該電極臂與該電極分離；以及當該電極臂或該電極被該光源照射到時，使該電極臂與該電極間導通。
為了讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
1‧‧‧本發明第一較佳實施例之光驅動機械式電子元件
11‧‧‧本發明第一較佳實施例之電極臂
111‧‧‧本發明第一較佳實施例之電極臂的第一構型
112‧‧‧本發明第一較佳實施例之電極臂的第二構型
12‧‧‧本發明第一較佳實施例之電極
13‧‧‧光源
14‧‧‧光線
2‧‧‧發明第二較佳實施例之光驅動機械式電子元件
21‧‧‧本發明第二較佳實施例之電極臂
211‧‧‧本發明第二較佳實施例之電極臂的第一構型
212‧‧‧本發明第二較佳實施例之電極臂的第二構型
22‧‧‧本發明第二較佳實施例之電極
23‧‧‧絕緣層
3‧‧‧本發明第三較佳實施例的光驅動機械式電子元件
30‧‧‧習知之金氧半場效電晶體
31‧‧‧本發明第三較佳實施例之電極臂
32‧‧‧本發明第三較佳實施例之電極
33‧‧‧閘極氧化層
34‧‧‧源極
35‧‧‧汲極
36‧‧‧基板
37‧‧‧反轉通道
301‧‧‧源極接點
302‧‧‧汲極接點
4‧‧‧本發明第四較佳實施例的光驅動機械式電子元件
41‧‧‧本發明第四較佳實施例之電極臂
第一圖(a)：其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的光驅動機械式電子元件未被一光源照射時之電路示意圖。
第一圖(b)：其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的光驅動機械式電子元件在被一光源照射時之電路示意圖。
第二圖(a)：其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實
施例的光驅動機械式電子元件之電極臂的一第一構型之上視圖。
第二圖(b)：其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的光驅動機械式電子元件之電極臂的一第二構型之上視圖。
第三圖：其係顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例的光驅動機械式電子元件未被一光源照射時之電路示意圖。
第四圖(a)：其係顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例的光驅動機械式電子元件之電極臂的一第一構型之上視圖。
第四圖(b)：其係顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例的光驅動機械式電子元件之電極臂的一第二構型之上視圖。
第五圖(a)：其係顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例的光驅動機械式電子元件未被一光源照射時之電路示意圖。
第五圖(b)：其係顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例的光驅動機械式電子元件在被一光源照射時之電路示意圖。
第六圖：其係顯示一習知之金氧半場效電晶體之上視圖。
第七圖：其係顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例的光驅動機械式電子元件之上視圖。
第八圖：其係顯示一依據本發明構想之第四較佳實施例的光驅動機械式電子元件之上視圖。
第一圖(a)是一依據本發明構想之第一較佳實施例的光驅動機械式電子元件未被一光源照射時之電路示意圖。在第一圖(a)中，該光驅動機械式電子元件1包含一電極臂11與一電極12。當該光驅動機械式電子元件1未被一光源照射時，該電極臂11與該電極12是彼此分離的。該光驅動機械式電子元件1更可包含一光源13，該光源發出一光線14(如第一圖(b)所示)。該光源13可為一外部光源，或者一內建光源。該電極臂11為一第一可動電極臂。該光驅動機械式電子元件1更包含一包括該第一可動電極臂之第一電極，且該電極12為一第二電極。該第二電極更包括一第二可動電極臂或一固定電極。該第一與該第二電極是由一金屬材料或一半導體材料所製成，該光線14依該光驅動機械式電子元件1的一構型，而自任一未被阻擋之方向照射該第一可動電極臂或該第二可動電極臂，當該光線14自該任一未被阻擋之方向照射該第一可動電極臂時，該光線14之一光壓產生一推力，該推力使該第一可動電極臂向該第二電極移動一第一距離，而使該第一電極與該第二電極導通。當該光線自該任一未被阻擋之方向照射該第二可動電極臂時，該推力使該第二可動電極臂向該第一電極移動一第二距離，而使該第二電極與該第一電極導通。其中該推力=△p/△t，△p
是一動量的變動量，△t是一時間的變動量，該光線照射至該第一可動電極臂或該第二可動電極臂後，因該第一電極或該第二電極之一材質，該光線會被該第一電極或該第二電極吸收或反射，當該光線被完全吸收時，該△p=p，當該光線被完全反射時，該△p=2p，而當該光線被部分吸收及部分反射時，p<△p<2p，p是該光線之一動量，當該光線具有一頻率f時，該光線被視為一具有一能量E之粒子，E=hf=hc/λ，p=h/λ，該h是一普朗克常數，該c是該光線之一速度，該λ是該光線之一波長。
第二圖(a)是一依據本發明構想之第一較佳實施例的光驅動機械式電子元件之電極臂的一第一構型之上視圖。該光驅動機械式電子元件1的電極臂11的第一構型111包括一基座與一相對狹長的懸吊臂，該懸吊臂連接於該基座，該懸吊臂為一第一矩形，該基座為一第二矩形。第二圖(b)是一依據本發明構想之第一較佳實施例的光驅動機械式電子元件之電極臂的一第二構型之上視圖。該光驅動機械式電子元件1的電極臂11的第二構型112之該基座包含一梯形與一連接於該梯形之第三矩形。該第一矩形具有一相對狹長之形狀，該懸吊臂與該基座為一體成型，且該梯形與該第三矩形亦為一體成型。
第三圖是一依據本發明構想之第二較佳實施例的光驅動機械式電子元件未被一光源照射時之電路示意圖。該光驅動機械式電子元件2，包括一電極臂21、一電極22與一絕緣層23，其中該絕緣層23是設置於該電
極臂21與該電極22之間，該電極臂21與該電極22分別接收一第一偏壓與一第二偏壓。該第一電極臂21為一第一可動電極臂。該光驅動機械式電子元件2更包含一包括該第一可動電極臂之第一電極，且該電極22為一第二電極。該第二電極更包括一第二可動電極臂或一固定電極。當然，該光驅動機械式電子元件2，更包括一可發出一光線之光源(未顯示)。當該第一可動電極臂或該第二可動電極臂未被該光源照射到時，使該第一可動電極臂與該第二電極分離，且當該第一可動電極臂或該第二可動電極臂被該光源照射到時，使該第一可動電極臂與該第二電極間導通。
第四圖(a)是一依據本發明構想之第二較佳實施例的光驅動機械式電子元件之電極臂的一第一構型之上視圖。該光驅動機械式電子元件2的電極臂21的第一構型211包括一基座與一相對狹長的懸吊臂，該懸吊臂連接於該基座，該懸吊臂為一第一矩形，該基座為一第二矩形。第四圖(b)是一依據本發明構想之第二較佳實施例的光驅動機械式電子元件之電極臂的一第二構型之上視圖。該光驅動機械式電子元件2的電極臂21的第二構型212之該基座包含一梯形與一連接於該梯形之第三矩形。該第一矩形具有一相對狹長之形狀，該懸吊臂與該基座為一體成型，且該梯形與該第三矩形亦為一體成型。
第五圖(a)是一依據本發明構想之第三較佳實施例的光驅動機械式電子元件未被一光源照射時之電路
示意圖。本發明之第三較佳實施例是用以顯示一金氧半場效電晶體(MOSFET)以及光對該金氧半場效電晶體之一閘極之控制。該光驅動機械式電子元件3包括一電極臂31、一電極32(其為該金氧半場效電晶體之該閘極)、一閘極氧化層33、一金氧半場效電晶體之源極34、一金氧半場效電晶體之汲極35與一基板36，其中該電極臂31與該源極34間施加一偏壓Vo，而該偏壓Vo大於一金氧半場效電晶體之門檻電壓Vth。該金氧半場效電晶體可為一n型或一p型之金氧半場效電晶體。該汲極35接收一電源電壓Vd，且該源極34接地。該電極臂31為一可動電極臂。該光驅動機械式電子元件3更包含一包括該可動電極臂31之第一電極(未顯示)與一可發出一光線之光源(未顯示)，且該電極32為一第二電極。如第五圖(a)所示，當該可動電極臂31未被該光源照射到時，使該可動電極臂31與該第二電極32分離，因電極32未被施加電壓且載子反轉層尚未形成，因此亦無任何電流流經該金氧半場效電晶體通道間。
第五圖(b)是一依據本發明構想之第三較佳實施例的光驅動機械式電子元件在被一光源照射時之電路示意圖。其與第五圖(a)的不同在於：當該可動電極臂31被一光線14照射到時，使該可動電極臂31與該第二電極32間導通，因此該可動電極臂31與該第二電極32具有相同電位Vo。此時，在該汲極35與該源極34間形成一反轉通道(inversion channel)37，以使該汲極35與該源極
34被導通，亦即該金氧半場效電晶體被導通。
第六圖是一習知之金氧半場效電晶體之上視圖。如第六圖所示，該習知之金氧半場效電晶體30包含一閘極32、一源極34、一汲極35、一源極接點301與一汲極接點302。
第七圖是一依據本發明構想之第三較佳實施例的光驅動機械式電子元件之上視圖。該光驅動機械式電子元件3包含一可動電極臂31、一閘極32、一源極34、一汲極35、一源極接點301與一汲極接點302。如第七圖所示，該可動電極臂31與該閘極32是彼此平行的。
第八圖是一依據本發明構想之第四較佳實施例的光驅動機械式電子元件之上視圖。該光驅動機械式電子元件4包含一可動電極臂41、一閘極32、一源極34、一汲極35、一源極接點301與一汲極接點302。如第八圖所示，該可動電極臂41與該閘極32是彼此垂直的。
1.一種光驅動機械式電子元件，包含：一光源，產生一光線；一第一電極，具有一第一可動電極臂；以及一第二電極，是一固定電極或具有一第二可動電極臂，其中，當該光線未導向該第一可動電極臂或該第二可動電極臂時，該第一電極與該第二電極為分離狀態，以使
該第一電極與該第二電極間一漏電流為零，且當該光線導向該第一可動電極臂或該第二可動電極臂時，該第一電極與該第二電極接觸，以形成一電子通路，俾使一導通電流流經該電子通路。
2.根據實施例1所述之光驅動機械式電子元件，其中該光源是一內建光源或一外部光源，該第一電極與該第二電極是由一金屬材料或一半導體材料所製成，該光線依該光驅動機械式電子元件的一構型，而自任一未被阻擋之方向照射該第一可動電極臂或該第二可動電極臂，當該光線自該任一未被阻擋之方向照射該第一可動電極臂時，該光線之一光壓產生一推力，該推力使該第一可動電極臂向該第二電極移動一第一距離，而使該第一電極與該第二電極導通，當該光線自該任一未被阻擋之方向照射該第二可動電極臂時，該推力使該第二可動電極臂向該第一電極移動一第二距離，而使該第二電極與該第一電極導通。
3.根據實施例1或2所述之光驅動機械式電子元件，更包括一金氧半場效電晶體，其中該固定電極是該金氧半場效電晶體的一閘極，該推力=△p/△t，△p是一動量的變動量，△t是一時間的變動量，該光線照射至該第一可動電極臂或該第二可動電極臂後，因該第一電極或該第二電極之一材質，該光線會被該第一電極或該第二電極吸收或反射，當該光線被完全吸收時，該△p=p，當
該光線被完全反射時，該△p=2p，而當該光線被部分吸收及部分反射時，p<△p<2p，p是該光線之一動量，當該光線具有一頻率f時，該光線被視為一具有一能量E之粒子，E=hf=hc/λ，p=h/λ，該h是一普朗克常數，該c是該光線之一速度，該λ是該光線之一波長。
4.一種光驅動機械式電子元件，包含：一光源；一電極臂；以及一電極，其中當該電極臂或該電極未被該光源照射到時，使該電極臂與該電極分離，且當該電極臂或該電極被該光源照射到時，使該電極臂與該電極間導通。
5.根據實施例4所述之光驅動機械式電子元件，更包括一絕緣層，其中該絕緣層是設置於該電極臂與該電極之間，該電極臂與該電極分別接收一第一偏壓與一第二偏壓，該電極臂包括一基座與一懸吊臂，該懸吊臂連接於該基座，該懸吊臂為一第一矩形，該基座為一第二矩形或者該基座包含一梯形與一連接於該梯形之第三矩形。
6.根據實施例4或5所述之光驅動機械式電子元件，其中該第一矩形具有一相對狹長之形狀，該懸吊臂與該基座為一體成型，且該梯形與該第三矩形亦為一體成型。
7.一種光驅動機械式電子元件，包含：
一電極；以及一電極臂，其中因應一光線之照射至該電極臂或該電極而使該電極臂與該電極電導通，並因該光線之消失而使該電極臂與該電極斷路。
8.一種光驅動機械式電子元件，包含：一第一端；一第二端；以及一光動元件，結合於該第一端或第二端或該第一端與該第二端之間，因應一光線之照射而使該兩端電連接，並因該光線之消失而使該兩端成為斷路。
9.一種一光驅動機械式電子元件之操作方法，其中該光驅動機械式電子元件包括一產生一光線之光源、一具有一電極臂之第一電極與一第二電極，該操作方法包含：當該光線未導向該電極臂或該第二電極時，使該電極臂與該第二電極分離，以使一第一電極至第二電極漏電流為零；以及當該光線導向該電極臂或該第二電極時，使該電極臂與該第二電極間形成一電子通路，俾使一導通電流流經該電子通路。
10.一種一光驅動機械式電子元件之操作方法，其中該光驅動機械式電子元件包括一光源、一電極臂
與一電極，該操作方法包含：當該電極臂或該電極未被該光源照射到時，使該電極臂與該電極分離；以及當該電極臂或該電極被該光源照射到時，使該電極臂與該電極間導通。
綜上所述，本發明提供一種包括一光源、一電極臂和一電極之光驅動機械式電子元件，其能消除現有CMOS技術之閘極漏電、臨界擺幅與CV延遲等缺點，且具有相對極快的速度與極低的功率消耗，故具有新穎性與進步性。
是以，縱使本案已由上述之實施例所詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
1‧‧‧本發明第一較佳實施例之光驅動機械式電子元件
11‧‧‧本發明第一較佳實施例之電極臂
12‧‧‧本發明第一較佳實施例之電極
13‧‧‧光源
14‧‧‧光線
Claims (10)
- 一種光驅動機械式電子元件，包含：一光源，產生一光線；一第一電極，具有一第一可動電極臂；以及一第二電極，是一固定電極或具有一第二可動電極臂，其中，當該光線未導向該第一可動電極臂或該第二可動電極臂時，該第一電極與該第二電極為分離狀態，以使該第一電極與該第二電極間一漏電流為零，且當該光線導向該第一可動電極臂或該第二可動電極臂時，該第一電極與該第二電極接觸，以形成一電子通路，俾使一導通電流流經該電子通路。
- 如申請專利範圍第1項所述之光驅動機械式電子元件，其中該光源是一內建光源或一外部光源，該第一電極與該第二電極是由一金屬材料或一半導體材料所製成，該光線依該光驅動機械式電子元件的一構型，而自任一未被阻擋之方向照射該第一可動電極臂或該第二可動電極臂，當該光線自該任一未被阻擋之方向照射該第一可動電極臂時，該光線之一光壓產生一推力，該推力使該第一可動電極臂向該第二電極移動一第一距離，而使該第一電極與該第二電極導通，當該光線自該任一未被阻擋之方向照射該第二可動電極臂時，該推力使該第二可動 電極臂向該第一電極移動一第二距離，而使該第二電極與該第一電極導通。
- 如申請專利範圍第2項所述之光驅動機械式電子元件，更包括一金氧半場效電晶體，其中該固定電極是該金氧半場效電晶體的一閘極，該推力=△p/△t，△p是一動量的變動量，△t是一時間的變動量，該光線照射至該第一可動電極臂或該第二可動電極臂後，因該第一電極或該第二電極之一材質，該光線會被該第一電極或該第二電極吸收或反射，當該光線被完全吸收時，該△p=p，當該光線被完全反射時，該△p=2p，而當該光線被部分吸收及部分反射時，p<△p<2p，p是該光線之一動量，當該光線具有一頻率f時，該光線被視為一具有一能量E之粒子，E=hf=hc/λ，p=h/λ，該h是一普朗克常數，該c是該光線之一速度，該λ是該光線之一波長。
- 一種光驅動機械式電子元件，包含：一光源；一電極臂；以及一電極，其中當該電極臂或該電極未被該光源照射到時，使該電極臂與該電極分離，且當該電極臂或該電極被該光源照射到時，使該電極臂與該電極間導通。
- 如申請專利範圍第4項所述之光驅動機械式電子元件， 更包括一絕緣層，其中該絕緣層是設置於該電極臂與該電極之間，該電極臂與該電極分別接收一第一偏壓與一第二偏壓，該電極臂包括一基座與一懸吊臂，該懸吊臂連接於該基座，該懸吊臂為一第一矩形，該基座為一第二矩形或者該基座包含一梯形與一連接於該梯形之第三矩形。
- 如申請專利範圍第5項所述之光驅動機械式電子元件，其中該第一矩形具有一相對狹長之形狀，該懸吊臂與該基座為一體成型，且該梯形與該第三矩形亦為一體成型。
- 一種光驅動機械式電子元件，包含：一電極；以及一電極臂，其中因應一光線之照射至該電極臂或該電極而使該電極臂與該電極電導通，並因該光線之消失而使該電極臂與該電極斷路。
- 一種光驅動機械式電子元件，包含：一第一端；一第二端；以及一光動元件，結合於該第一端或第二端或該第一端與該第二端之間，因應一光線之照射而使該兩端電連接，並因該光線之消失而使該兩端成為斷路。
- 一種一光驅動機械式電子元件之操作方法，其中該光 驅動機械式電子元件包括一產生一光線之光源、一具有一電極臂之第一電極與一第二電極，該操作方法包含：當該光線未導向該電極臂或該第二電極時，使該電極臂與該第二電極分離，以使一第一電極至第二電極漏電流為零；以及當該光線導向該電極臂或該第二電極時，使該電極臂與該第二電極間形成一電子通路，俾使一導通電流流經該電子通路。
- 一種一光驅動機械式電子元件之操作方法，其中該光驅動機械式電子元件包括一光源、一電極臂與一電極，該操作方法包含：當該電極臂或該電極未被該光源照射到時，使該電極臂與該電極分離；以及當該電極臂或該電極被該光源照射到時，使該電極臂與該電極間導通。
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| TW103138442A TWI552343B (zh) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | 光驅動機械式電子元件及其操作方法 |
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| TW103138442A TWI552343B (zh) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | 光驅動機械式電子元件及其操作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| TWI552343B (zh) | 2016-10-01 |
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