(57)【要約】  スイッチで切り替え可能なコンデンサは、固体の誘電体と、一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記固体の誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記固体の誘電体の上に懸架されることを特徴とする、一対の電極と、前記固体の誘電体と前記第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続している上部プレートと、を有する。上部プレートは基準電位に結合される。スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態に静電的に駆動されるとき、前記電極の第２の可撓性の方が上部プレートと接触し、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態に戻されるとき、上部プレート上の電荷は基準電位に放電される、ことを特徴とする。
2015529971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体の誘電体と、
一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記固体の誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記固体の誘電体の上に懸架されることを特徴とする、一対の電極と、
前記固体の誘電体と前記第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続している上部プレートと、
を有し、
スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態に静電的に駆動されるとき、前記電極の第２の可撓性の方が上部プレートと接触し、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態に戻されるとき、上部プレート上の電荷は基準電位に放電される、ことを特徴とするスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項２】
固体の誘電体と、
一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記固体の誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記誘電体の上に懸架されることを特徴とする、一対の電極と、
前記誘電体と前記第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続している上部プレートと、活性化状態と非活性化状態との間で静電的にスイッチを静電的に駆動するために第一の電極と第２の電極との間にスイッチで切り替え可能な静電力を生成するために、第一の電極と第２の電極の間に接続されたスイッチで切り替え可能な電源と、
を有し、
スイッチが活性化状態に静電的に駆動されるとき、電極の第２の方が上部プレートと接触し、スイッチが非活性化状態に戻るとき、上部プレート上の電荷が上部プレートから基準電位まで放電される、
ことを特徴とするスイッチ。
【請求項３】
基板と、
入力セクション及び出力セクションを備えたマイクロ波伝送線と、
基板に配置されたスイッチで切り替え可能なコンデンサであって、かかるコンデンサが、
誘電体と、
一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記誘電体の上に懸架され、コンデンサが活性化状態に切り替えられたとき、電極の第２の可撓性の方が第一の電極の方へ静電的に駆動されることを特徴とする、一対の電極と、誘電体と第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続された上部プレートと、
を備えることを特徴とするスイッチで切り替え可能なコンデンサと、
活性化状態と非活性化状態との間で静電的にコンデンサを静電的に駆動するために第一の電極と第２の電極との間にスイッチで切り替え可能な静電力を生成するために、第一の電極と第２の電極の間に接続されたスイッチで切り替え可能な電源と、
を有し、
スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態に静電的に駆動されるとき、入力セクション上のマイクロ波エネルギーが、スイッチで切り替え可能なコンデンサを介して出力セクションに結合され、電極の第２の方が、上部プレートに接触され、スイッチで切り替え可能なコンデンサが、非活性化状態に戻るとき、上部プレート上の電荷が基準電位まで放電される
ことを特徴とするスイッチングシステム。
【請求項４】
上部プレートがそこにアパーチャを備え、電極の第２の方がそこにアパーチャを備え、上部プレートのアパーチャが、誘電体のアパーチャに合わせられることを特徴とする請求項１に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項５】
電極の第２の方がそこにアパーチャを備え、電極の第２の方のアパーチャが上部プレートのアパーチャからオフセットされることを特徴とする請求項４に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項６】
上部プレートが抵抗である請求項２に記載のスイッチ。
【請求項７】
上部プレートがアパーチャをそこに備え、電極の第２の方がそこにアパーチャを備え、上部プレートのアパーチャが、誘電体のアパーチャに合わせられることを特徴とする請求項６に記載のスイッチ。
【請求項８】
電極の第２の方がそこにアパーチャを備え、電極の第２の方のアパーチャが上部プレートのアパーチャからオフセットされることを特徴とする請求項７に記載のスイッチ。
【請求項９】
上部プレートが抵抗であり、上部プレートを加熱するための回路を備えていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ。
【請求項１０】
回路が上部プレートを包含することを特徴とする請求項９に記載のスイッチ。
【請求項１１】
上部プレートが抵抗であることを特徴とする請求項１に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項１２】
回路が上部プレートを包含することを特徴とする請求項１１に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項１３】
上部プレートが抵抗であり、そこにアパーチャを備え、電極の第２の方がそこにアパーチャを備え、上部プレートのアパーチャからオフセットされることを特徴とする請求項１に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項１４】
固体の誘電体と、
一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記固体の誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記固体の誘電体の上に懸架されることを特徴とする、一対の電極と、
前記固体の誘電体と前記電極の第２の方との間に配置された抵抗上部プレートと、
を有し、
スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態に静電的に駆動されるとき、前記電極の第２の可撓性の方が上部プレートと接触し、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態に戻されるとき、上部プレートの電荷は基準電位にまで放電される、
ことを特徴とするスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項１５】
上部プレートがそこにアパーチャを備えることを特徴とする請求項１４に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項１６】
前記抵抗上部プレートを加熱するための回路を包含することを特徴とする請求項１５に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項１７】
回路が上部プレートを備えることを特徴とする請求項１６に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項１８】
電極の第２の方が上部プレートに接触するとき、誘電体にわたる電圧が、適時にポイントで低減させられることを特徴とする請求項２に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項１９】
固体の誘電体がそこにアパーチャを備え、上部プレートがそこにアパーチャを備え、固体の誘電体のアパーチャに合わせられることを特徴とする、
請求項２に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【請求項２０】
電極の第２の方がそこにアパーチャを備え、上部プレートのアパーチャからオフセットされることを特徴とする請求項１８に記載のスイッチで切り替え可能なコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  この開示は全般的に、スイッチで切り替え可能なコンデンサに、そして、詳細には選択的に接続するかまたは入力セクションとマイクロ波伝送線の出力セクションの間にマイクロ波信号の衝撃を吸収するために用いるスイッチで切り替え可能なコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  周知のように、時々、入力セクションとマイクロ波伝送線の出力セクションの間にスイッチを提供することは望ましい。この関数を実行するためのデバイスとして、無線周波数（ＲＦ）微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチがある。この既存のタイプのスイッチは、基板に離れて間隔を置かれる２つの導電ポストを有する基板を典型的に有する。スイッチは、しかし、電気的に分離されて、配置される基板上の伝導の部分（例えば、スイッチで切り替え可能なコンデンサの底部電極）を有しているスイッチで切り替え可能なコンデンサを備えるポストの底部部分。底部電極は、固体の誘電材料の層によって、カバーされる。可撓性の、電気伝導膜（例えば、スイッチで切り替え可能なコンデンサの上方電極）はつながられて電気的にその端（ポストの上部）を伸びて、有する。その結果、可撓性の、電気伝導膜の中心部は底部電極より上につるされる。マイクロ波伝送線の入力セクションは１および第２の電極の１本に連結する。そして、出力は伝送線上の２番目に伝送線の他の一つに連結する。
【０００３】
[0003]  ＲＦ信号は、入力セクションに典型的に適用されて、出力セクションへの切り替えによって、容量結合される。より詳しくは、スイッチは、第一電極の間に、そして、第２の電極（すなわち、一番下と頂部電極間の）にスイッチで切り替え可能な静電力を発生することに関し上部と底部電極の間に連結されるスイッチで切り替え可能な電圧源を備える。選択的にスイッチで切り替え可能なバイアス電圧ソースによって、できる電圧に従って、スイッチで切り替え可能な静電力は、１および第２の電極の間に間隔を変えて、それ故、スイッチの静電容量を切替える。
【０００４】
[0004]  より詳しくは、スイッチで切り替え可能な電圧源により発生される電圧がない場合、第２の可撓性の電極は、第一電極および低い静電容量状態の固体の誘電層より上に間隔を置かれる（すなわち、止められたか非作動状態の）。スイッチを作動させるために、スイッチで切り替え可能な電圧源は、１および第２の電極の間に接続される。電極および電荷が第１および第２の電極に生じさせる１および２番目上の静電荷を、このバイアス電圧は、発生する各々に静電的に引きつける。この引力は、下に第一電極の方へ進むために第２の可撓性の電極の中心部を生じさせて、固体の誘電層の上側に影響する、これは、作動位置またはスイッチの高容量性状態である。
【０００５】
[0005]  スイッチのこの動作状態において、１および第２の電極間の間隔は、止められた状態において、より少ない。従って、動作状態で、１および第２の電極間の容量継手は、止められた状態において、より著しく大きい。従って、動作状態で、１および第２の電極の他の一つに沿って進んでいる信号に、１および第２の電極の１つで進んでいるＲＦ信号は、実質的に完全に容量結合される。
【０００６】
[0006]  スイッチを停止するために、ＤＣバイアス電圧は、オフにされる。それから、第２の可撓性の電極の固有の反発力はそのオリジナルの位置に戻る。そして、それはスイッチの止められた状態を表す。１および第２の電極間の容量継手が止められた状態において、非常により低いので、１および第２の電極の他の一つに沿って進んでいる信号に、１および第２の電極の１つで進んでいるＲＦ信号はほとんど容量継手を経験しない。
【０００７】
[0007]  ある応用で、電圧の下の牽引があまりに低いので、ハイパワー・アプリケーションに関し第２の可撓性の電極の電圧の下で高牽引を有することは、望ましいと、発明者は、認めた、ＲＦ、缶自体がスイッチを起動させるというマイクロ波信号以下の通り好ましくない効果。従来のＲＦ  ＭＥＭＳスイッチの電圧の下の牽引が増加する場合、ＭＥＭＳスイッチが閉じる（すなわち、活性化状態の）ときに、これは固体の誘電体の電界強度を増加させる。固体の誘電破壊またはＤＣバイアス電圧がオフにされた後でさえ、可撓性の膜に下のまたは閉鎖位置のままでいさせることがありえる第２の可撓性の電極の「スティクション」に、至ることがありえる固体の誘電体に過剰に荷電することに、これは結果としてなることがありえる。そして、スイッチは停止する状態に再曲がることである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0008]  本開示によればスイッチで切り替え可能なコンデンサは、固体の誘電体と、一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記固体の誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記固体の誘電体の上に懸架されることを特徴とする、一対の電極と、前記固体の誘電体と前記第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続している上部プレートと、を有する。上部プレートは基準電位に結合される。スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態に静電的に駆動されるとき、前記電極の第２の可撓性の方が上部プレートと接触し、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態に戻されるとき、上部プレート上の電荷は基準電位に放電される、ことを特徴とする。
【０００９】
[0009]  ある態様では、スイッチは、固体の誘電体と、一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記固体の誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記誘電体の上に懸架されることを特徴とする、一対の電極と、前記誘電体と前記第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続しているアパーチャ上部プレートまたは抵抗プレートと、活性化状態と非活性化状態との間で静電的にスイッチを静電的に駆動するために第一の電極と第２の電極との間にスイッチで切り替え可能な静電力を生成するために、第一の電極と第２の電極の間に接続されたスイッチで切り替え可能な電源と、を有する。アパーチャ上部プレートまたは抵抗プレートは、固体の誘電体が露出しているのを介して複数の穴で形成される。該構造体は、スイッチが活性化状態に静電的に駆動されるとき、電極の第２の方が上部プレートと接触し、スイッチが非活性化状態に戻るとき、上部プレート上の電荷が上部プレートから基準電位まで放電されることを特徴とする。これが発生するときに、上部プレートおよび第２の電極は等ポテンシャルであり、かくして、静電力がそれらの間に存在しない。静電力は、上部プレートと上部プレートのアパーチャによる底部電極の間に残る。頂部電極に適用される力は、印加電圧の関数およびアパーチャの複合領域である。ここでの利点は、上部プレートによって保護されて、可撓性の第２の電極の起動電圧への影響を有しないことを、上部プレートの下で止められて充電する。活性化されると共に、上部プレートがこれが最小限のおよび第２の電極を抑えつけるのに十分でないことを充電するアパーチャである負担を、固体の誘電体は閉じ込める。第２の電極の解放に応じて、上部プレートの下で固体の誘電体のままであることが上部プレートで終わることを、いずれでも充電し、第２の電極は、固体の誘電体の範囲内で上部プレートおよび負担でないことの可能性をみなすだけである。スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化された状態に戻されるときに、上部プレートの非隙間のある部分と上部プレート上の充電を取り除く参照可能性の間に、放電経路は提供される。
【００１０】
[0010]  ある態様によるスイッチングシステムは、基板と、入力セクション及び出力セクションを備えたマイクロ波伝送線と、基板に配置されたスイッチで切り替え可能なコンデンサであって、かかるコンデンサが、誘電体と、一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記誘電体の上に懸架され、コンデンサが活性化状態に切り替えられたとき、電極の第２の可撓性の方が第一の電極の方へ静電的に駆動されることを特徴とする、一対の電極と、誘電体と第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続された上部プレートと、を備えることを特徴とするスイッチで切り替え可能なコンデンサと、活性化状態と非活性化状態との間で静電的にコンデンサを静電的に駆動するために第一の電極と第２の電極との間にスイッチで切り替え可能な静電力を生成するために、第一の電極と第２の電極の間に接続されたスイッチで切り替え可能な電源と、を有することを特徴とする。電圧ソースが、活性化電圧と低い非活性化電圧との間で切り替える。スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態に静電的に駆動されるとき、入力セクション上のマイクロ波エネルギーが、スイッチで切り替え可能なコンデンサを介して出力セクションに結合され、電極の第２の方が、上部プレートに接触され、スイッチで切り替え可能なコンデンサが、非活性化状態に戻るとき、上部プレート上の電荷が基準電位まで放電されることを特徴とする。電極の第２の方の電荷は、切り替え可能な電圧ソースの活性化電圧よりも低い電圧まで放電され、それにより固体誘電体層にわたって電圧を制限する。
【００１１】
[0011]  実施形態において、上部プレートは抵抗であり、回路は抵抗上部プレートを加熱するために提供される。
[0012]  一実施形態において、回路は、抵抗上部プレートを備える。
【００１２】
[0013]  本開示の一つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面および下記の説明に記載される。開示の他の特徴、目的および利点は、説明および図面から、そして、請求項から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】[0014]  図１は、本開示によるスイッチングシステムの上面図である、
【図２Ａ】[0015]  図２Ａは、本開示によれる図１のスイッチングシステムの断面図表のスケッチである、
【図２Ｂ】[0016]  図２Ｂは、図１のスイッチングシステムのスイッチで使用する上部プレートの上面図である、
【図２Ｃ】[0017]  図２Ｃは、図１が開いているか非活性化状態のスイッチングシステムのブロック線図である、
【図２Ｄ】[0018]  図２Ｄは、閉または活性化状態の図１のスイッチングシステムのブロック線図である、
【図３】[0019]  図３は、スイッチングシステムが非活性化状態であるような本開示の別の実施形態によるスイッチングシステムである図１のスイッチングシステム断面図のスケッチである。
【図３Ａ】[0020]  図３Ａは、活性化状態の図３のスイッチングシステムの断面図表のスケッチである。
【図３Ｂ】[0021]  図３Ｂは、図３Ａに示される活性化状態のスイッチを有するスイッチングシステムで図３Ａの拡大でより詳細な断面図のスケッチである、
【図４】[0022]  図４は、開示の他の実施形態に一致するスイッチングシステムの断面図のスケッチである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[0023]  種々の図面の同様なリファレンスシンボルは、同じエレメントを示す。
[0024]  次いで、図１および２Ａを参照すると、スイッチングシステム１０は、絶縁基板１２と、マイクロ波伝送線１４とを有し、例えば、マイクロ波伝送線は、基板１２の上側の一方の表面上にストリップ導体回路１６を有し、ここで、接地面導体１８のは基板１２の対抗表面（すなわち、背面）である。例えば、同一平面上の導波管（ＣＰＷ）のような他のタイプのマイクロ波伝送線が用いられることが可能であることを理解すべきであり、接地面導体１８がストリップ導体回路１６と同じ表面にある。いずれにせよ、マイクロ波伝送線１４の伝送線１４の入力セクション１９のストリップ導体回路１６は一対の伝導、垂直に伸びている柱２２のうちの１本に接続し、マイクロ波伝送線１４の出力セクション２０のストリップ導体回路１６は伝導、垂直に伸びている柱２４の一対の他の一つに接続している。
【００１５】
[0025]  スイッチングシステム１０は、基板１２に配置されているスイッチで切り替え可能なコンデンサ２６を備える。コンデンサ２６は、例えば、窒化ケイ素である個体の誘電体２８と、一対の電極とを包含し、電極３０の第１の方が、接地面１８に接地され、そこに誘電体２８を有し、図２Aおよび２Bに示したように、スイッチングシステム１０（すなわち、スイッチングコンデンサ２６）が非活性化状態にあるとき、電極３２の第２の可撓性の方が、電動ポスト２２，２４によって、誘電体２８にわたって空気により懸架され、スイッチングシステム１０（すなわち、スイッチングコンデンサ２６）が、図２Ｄに示すように、活性化状態に切り替えられるとき、電極３２の第２の可撓性の方は第一の電極３０の方へ下に静電的に駆動される。
【００１６】
[0026]  上部プレート４０（図２Ｂ）は、誘電体２８と第２の可撓性の電極３２との間で誘電体２８（図２Ａ）に配置されている。上部プレート４０は、レジスタ５０を介して基準電位に接続しており（図１および２Ａ）、ここでは接地されている。上部プレート４０は導電材料（例えば金）でもよいかまたは抵抗性材料（後述するように例えば酸化スズ）でもよく、図２Ｂに示すように形成されるアパーチャ４１の配列を有する。
上部プレートを遠ざけ、可撓性電極３２が誘電体２８の上の全域全体の親密接触にすることができないので、上部プレート４０の使用はスイッチの静電容量を増加させる。より詳しくは、可撓性の電極３２のいくつかの部分に関し、作動位置の最大静電容量の減少に結果としてなる可撓性の電極３２と誘電体２８の間に、小さいエアギャップが、存在することがありえる。スイッチが表面のプレート４０と誘電体２８の間に親密接触のため閉じるときに、このＲＦ  ＭＥＭＳ回路１０の横の利点はＭＥＭＳ静電容量の予想される増加である。
【００１７】
[0027]  ここで、例えば、可撓性電極３２は、厚さ.１〜１μｍのオーダーのアルミニウムであり、上部プレート４０は、０．０１乃至１μｍの厚みを有しているアルミニウムまたはＴｉＷであり、底部電極３０は厚さ０．１〜１μｍであり、誘電体２８は厚さ０．１〜０．５μｍ窒化ケイ素である。図２Ｄに示される活性化状態にあるとき、可撓性電極３２を有する上部プレート４０のコンタクト・エリア５７は１０ｘ１０から＞５００ｘ５００のレンジにある。典型的に、それは約１００ｘ１００である。アパーチャ４１は、矩形または、方形又は円を描いてもよい。可撓性の電極３２を支持している２つの端上のポスト２２、２４間の分離は、例えば、幅又は長さ約５０乃至５００μｍの間でもよいかまたはより大きくてもよい。典型的には約３００μｍ。上部プレート４０のアパーチャ４１は、直径１―２５μｍ、５―２５μｍのスペースで間隔が置かれる。
【００１８】
[0028]  バイアス電圧ソース４２は、示すように、第２の電極３２の間に、そして、接地点に、レジスタ４４で連結されるスイッチで切り替え可能なバイアス電圧ソースである。スイッチで切り替え可能な電圧源４２は、正、負またはａｃ電圧源のいずれかでありえる。図２Ｃに示される図２Ｄおよび非活性化状態に示すように（ソース４２が接地点と関連して出力４３でポジティブなポテンシャルを発生するときに）（すなわち、電圧源４２が出力４３で接地電圧を発生するときに）本実施形態において、このことにより、活性化状態の間に静電的にスイッチ１０（すなわち、スイッチで切り替え可能なコンデンサ２６）を動かすために第一電極３０と第二電極３２の間にスイッチで切り替え可能な静電力を発生するために、スイッチで切り替え可能であるかパルス化された電圧源４２は、その出力４３で接地点とポジティブな電圧の間に切り替わる。（図示しないｄｃをブロックしているコンデンサが、入力セクション１９および／または出力セクション２０と直列に、パルス化された電圧源４２を伝送線から分離するために標準習慣に従って用いられて、提供されることに注意されたい。
【００１９】
[0029]  スイッチで切り替え可能なコンデンサ２６が非活性化状態であるときに、（すなわち、第２の電極３２は図２Ｂに示すように上部プレート４０から分離される、または、２  Ｃ、入力セクション１９上のマイクロ波エネルギーはスイッチ１０による出力セクション２０に連結する。他方、スイッチで切り替え可能なコンデンサ２６が図２Ｄで示す活性化状態であるとき、入力セクション１９上のマイクロ波エネルギーは出力セクション２０から切り離され、接地する第一電極３０による接地点にパスする。スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態、第２、曲げやすいものに静電的に駆動されるときに、電極の１本は上部プレートと接触する。そして、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態に戻されるときに、上部プレート４０上の電荷は上部プレート４０から基準電位まで放電される。
【００２０】
[0030]  より詳しくは、誘電体２８に配置されている上部プレート４０は基準電位（ここでは接地電位）に高い値レジスタ５０で接続される、ここでは、可能性は挽いた。第２の可撓性の電極３２と基準電位（ここでは接地電位）に対する上部プレート４０の間に、ここに流れるために重要なＲＦまたは直流を防止するのに上部プレート４０に接続しているレジスタ５０の抵抗は十分高い。スイッチが作動するときに、第２の可撓性の電極３２に潜在的に上部プレート４０を融和させるために、アーク流が上部プレート４０と第２の可撓性の電極３２の間にないことを、レジスタ５０（例えば、１メガオーム）のこの高値抵抗は、例えば、保証する。誘電体２８上の上部プレート４０は、良好な導体、例えば金またはアルミニウム、または抵抗性材料（例えば、Ｔｉｔａｎｉμｍ  Ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）でもよい。第２の可撓性の電極３２が上部プレート４０と接触して持ってこられるときに、上部プレート４０に関し抵抗性材料の使用は電気アークにより失敗の確率を更に低減させる。
【００２１】
[0031]  図２Ｃを次に参照すると、頂部電極３２が十分にポジティブな電圧（すなわち、ソース４２からの電圧は接地点と関連してポジティブになる）をまず最初に受信するときに、アパーチャ４１が存在する（すなわち、表面のプレートの非隙間のある部分）場合を除き、静電界５３は電極３２と上部プレートの間に４０を準備する。アパーチャ４１が存在し、静電界５４が電極対３０、３２の間に上へセットアップされる。静電界５４は、可撓性の膜が上部プレート４０の非隙間のある部分を有するコンタクトにする上部まで静電界５３および両方の静電界が電極３０の方へ下に電極３２を強制するより大きな大きさを有する。
【００２２】
[0032]  この初めの作動の後、ソース４２によって、できる電圧は、まだ高い。電極３２と一回それらがコンタクトにする上部プレート４０の非隙間のあるまたはコンタクト部分５７の間に、静電界５３（図２Ｃ）が存在しないことに注意されたい、しかしながら、静電フィールド５４は、電極対３０（３２）の間に残る有名なそれ電極対３０、３２の間の距離が低減させたので、静電界５４が、大きさも非常に増加した。これらの静電界５４は、切換構造２６を動作状態に保つことに関し責任がある。コンタクトは、このことにより制限する電荷が転送３０、３２を電極対の間にされない。この点で、上部プレート４０の非隙間のある部分および電極３２は、等しい可能性である。このことにより電極３２上の電荷を維持して、このことによりフィールド５４を維持するために、すべての電圧は、大きいレジスタ５０および４４全体に下ろされる。
【００２３】
[0033]  電圧源４２がその出力４３で理由を示すために切替えられるときに、電界５４（図２Ｄ）は取り除かれる。課金しているフィールド４４が上部プレート４０を用いて存在した領域を最小化することのため、電荷が誘電体２８において、残したいかなる残余も、最小化される。充分な静電力なしで、図２Ｃに示すように、電極３２がその以前の上方への位置に戻す。レジスタによるかくして上部プレート４０の電圧が影響を受けない上部プレート４０で誘電体のいかなる残余の電荷フィールド・ラインも終了することによって、５０も駆動電圧にいかなる変化も防止するという根拠に連結している上部プレート４０は電荷を閉じ込めた、そして、より重要なことに、上部プレート４０と可撓性の電極３２間のフィールド５３および静電力は上部プレート４０の下で誘電体２８の閉じ込められた電荷に影響を受けない。
【００２４】
[0034]  図２Ｄを再度参照して、スイッチが活性化状態において、あるときに、電流がソース４３から、可撓性の電極３２によるレジスタ４４によって、上部プレート４０によって、レジスタ５０によって、そして、接地点へパスする点に注意される。上部プレート４０と接地点間の電圧は、レジスタ５０の抵抗の値の合計に対するレジスタ５０の抵抗およびレジスタ４３の抵抗の値の値の比率Ｒの４３倍の出力で電圧に等しい。第２の可撓性の電極３２が上がり、誘電体２８において、上部プレート４０と接触していない限り、第２の可撓性の電極３２により、スイッチ１０を終えるために最大の力を振るって、上部プレート４０間のエアギャップ全体にと同程度適切に、完全な可能性が第２の可撓性の電極３２と誘電体２８の間にエアギャップ全体に存在する。
【００２５】
[0035]  より詳しくは、スイッチ１０（すなわち、３２が誘電体２８において、ポイントＰ（図２Ｄ）で上部プレート４０と接触してある第２の可撓性の電極）が閉じるときに、誘電体２８全体の電圧低下は比率と比例している。そして、バイアス回路の抵抗の総量に対するシャント抵抗５０の大きさのＲがシャント抵抗（すなわち、レジスタ４４の抵抗の合計およびレジスタ５０の抵抗）を備える。かくして、ｄｃ回路は分圧器を提供し、レジスタ５０の短絡抵抗がより低いほど、誘電体２８全体の印加電圧はより低い。例えば、短絡抵抗５０の大きさが第２の可撓性の電極バイアス回路６０の抵抗４４の大きさに等しい場合、ソース４２の最大限の電圧がスイッチ１０を終えるためにまだ利用できる間、誘電体全体の電圧は半分において、低減させられる。第２の可撓性の電極バイアス６０が適用される限り、誘電体全体の結果的な電圧が第２の可撓性の電極３２を抑えつけるのに十分であることは、必要である。誘電体２８の格納された電荷から生じているスティクションによるスイッチ故障がこの開示により除去されたにもかかわらず、誘電体２８全体の電圧を低減させることは平均時を誘電破壊によって、生じる失敗に増やす更なる有利さを提供する。
【００２６】
[0036]  可撓性の電極３２がアップ位置（すなわち、パルスが取り除かれるとき）に戻るとき、上部プレート４０から大きいレジスタ５０による接地点への放電経路は上部プレート４０上の電荷を取り除く。我々が上部プレート４０にパルス「上の」次の前にアース電位に排出されて欲しいので、これは重要である。さもなければ、電極３２と上部プレート４０間の静電界５３は、上部プレート４０より上にエアギャップにおいて、低減させられる。この電界は、上部プレート４０可能性と可撓性の電極３２可能性の違いと比例している。これらの２本の電極４０、３２間の分離が電界を低減させる最大であるので、この電圧（すなわち、潜在的な）差が起動の開始時に最大であることは、望ましい、すなわち、電界は、エアギャップ間隔によって、分けられるこの電位差である。
【００２７】
[0037]  可撓性の電極３２がアップ位置に戻るかまたは状態（すなわち、パルスが取り除かれるときに）を停止させるときに、上部プレート４０から大きいレジスタ５０による接地点へのも放電経路が固体の誘電体２８の電荷を取り除く点にも注意される。しかしながら、それが上部プレート４０によって、静電的に保護される（遮蔽）ので、上部プレート４０の下の電荷は極めて重要でない。２８がオフセットである誘電体のこの電荷は上部プレート４０の誘電体に接触している面に課金する。そして、ネット電界は表面のプレート４０の下で誘電体２８の電荷のため上部プレート４０より上にエアギャップにおいて、伸びない。上部プレート４０より上のエアギャップの電界は、常に可撓性の電極３２と上部プレート４０の間に可能性の違いで測定される。重要であることは、上部プレート４０のアパーチャ４１の下の誘電体２８に対する電荷がエアギャップ・フィールド、したがって可撓性の電極３２上の力に影響を与えるということである、すなわち、いいえまたは最小の静電遮蔽が、これらのエアギャップ域の上部プレート４０によって、ある。レジスタ５０による上部プレート４０と接地点間の放電経路は、アパーチャの固体の誘電体が除去されないところの場合、重要であるこの電荷を放出する傾向がある。それらが誘電２８の表面全体に、そして、誘電体２８でバルクものによって、ゆっくり移動するにつれて、コレクションとしてのアパーチャ４１が電荷に関し示す上部プレート４０を、見ることがありえる。
【００２８】
[0038]  レジスタ５０の抵抗の値の合計に対するレジスタ５０の抵抗の値およびレジスタ４３意志の抵抗の値の比率（Ｒ）は、システムの他のパラメータによる。より詳しくは、１人が誘電体２８全体の極めて低い電圧を望む場合、比率Ｒは低いべきであり、または０．７と０．３の間にあるべきである。（「抵抗」は抵抗43の抵抗値である）「抵抗」倍容量（RC）スイッチ10の時定数は、これはパルス信号が判断する場合があり、柔軟電極32に表示される速度を決定どのように大規模な抵抗43接続された可撓性電極32がある。典型的に、パルス供給がシステムの大きな現在のスパイクを原因にしないことを恒常的であるが、十分に大きい充電時間に納得させるのに十分、レジスタ４３のこの抵抗は、小さいべきである。同様に、上部プレート４０がそのＲＣ時定数に急速に同等を放出するかについて、上部プレート４０に接続しているレジスタ５０は、決定する。記憶している。上部プレート４０はパルス「上の」次の前に排出されるべきである。一方では、レジスタ４３はいくら小さくしてもしすぎるということはない、または、表面のプレート４０を有するコンタクトの後の可撓性の電極３２の電圧は膜電極３２を抑えつけるために十分に大きくない。異なるシステム・アプリケーションに関して、これらのレジスタ値の最適化は、異なってもよい。
【００２９】
[0039]  入力セクション１９に供給されるＲＦ／マイクロ波信号の観点から、スイッチ１０が閉じるときに、スイッチ１０が活性化状態（図２Ｄ）において、あるときに、誘電体２８により提供される静電容量は高値短絡抵抗５０を外へ効果的に短絡させ、レジスタ５０のものに最小の電子レンジ性能への影響をする。スイッチ寿命が改善されることがありえる場合要求されなくて、ある条件下では価値があってもよいスイッチ１０が閉じるときに、短絡抵抗５０はパワー消散を第２の可撓性の電極３２バイアス電源４２から増やす。
【００３０】
[0040]  さらに別の方法でそれを置くために、可撓性の電極３２がダウン位置において、あるときに、それは比率に依存している電圧、レジスタ５０の抵抗の値の合計に対するレジスタ５０の抵抗の値のＲ．およびレジスタ４３の抵抗の値に上部プレート４０を負わせる。これは、電極４の下で誘電体２８に荷電する、しかしながら、上部プレート４０の下の電荷は、表面のプレート４０によって、静電的に保護されて、したがって電極４０と可撓性の電極３２の間に電界に影響を与えなくて、このことにより可撓性の膜電極３２上の力に影響を及ぼさない。ダウン位置において、可撓性の電極３２も、上部プレート４０のアパーチャ４１（図２Ｂ）の下で、誘電体２８に荷電する。電圧源４２が可撓性の電極３２を解除するために接地点に低減させられるときに、可撓性の電極３２がアップ位置において、あるときに、レジスタ５０はレジスタ５４による接地点に上部プレート４０上の電荷を放出する。しかしながら、上部プレート４０（すなわち、アパーチャ４１によって、露出する誘電体２８の部分）によって、カバーされない誘電体２８の部分に、ある電荷は、直ちに放出されなくて、長期間残ることがありえる。電圧源４２が接地点からポジティブな値に増やされるときに、電圧源４２が接地点に低減させられたあと可撓性の電極に上部プレート４０の下の３２の滞在またはそれに対するスティックをすることがありえるかまたは可撓性の電極３２が下がるのを防止するのは、これらの電荷である。著しく課金している問題に接地する上部プレート４０を有しない標準ＲＦ  ＭＥＭＳに関しより少ないものをしている接地点にそれらを放出するこれらの誘電電荷、したがって標準ＲＦ  ＭＥＭＳの動作中の寿命を低減させることがありえるこれらの電荷を取り除く便利な方法に関しでない、上部プレート４０（レジスタ５０により接地される）は、最終的な経路を提供する。更に、可撓性の電極３２がアパーチャ４１による誘電体２８と物理的に接触しないように、上部プレートが十分に厚い場合、アパーチャ４１の下の誘電体の格納された電荷は最小限である。
【００３１】
[0041]  登録において、図３および、３Ａ、ここの、すなわち、２８がアパーチャ８０により提供される誘電体にここで、称する、上部プレート４０のアパーチャ４１。上部プレート４０のアパーチャ４１の下で誘電体２８の部分を取り出すことによって、可撓性の電極３２がダウン位置から解除されるいかなる電荷も、結果として生じるエアギャップは記憶することができない、そして、それ故、可撓性の電極３２をそれが下にある時にするかまたはそれがその後閉じるのを防止するために、残余の電荷がない。これは、ＲＦ  ＭＥＭＳオペレーションに影響を与えることからチャージしている誘電体２８を完全に除去する。
【００３２】
[0042]  図１に示すように、可撓性の電極３２の穴７８があることを理解すべきである。かくして、上部プレート４０のアパーチャ４１が可撓性の電極３２のアパーチャ７８から、そして、上部プレート４０のアパーチャ４１から相殺されるべき点に留意する必要がある。かくして、より明らかに、図（３Ｂ）に示される閉であるか活性化された位置の図３のスイッチを示す図３Ｂに示される。
【００３３】
[0043]  図４を次に参照すると、スイッチングシステム１０は、示される。ここで、上部プレート４０は抵抗であり、回路はこの抵抗上部プレート４０を加熱することに関し提供される。回路は、接地点とレジスタ５０の間に連結される電圧源９０であって、上記の如く、レジスタ５０は上部プレート４０に接続していることを特徴とする電圧源９０と、上部プレート４０の一端で、示されるように、上部プレート４０の対向端部に、及び、グランドに接続しているレジスタ９２。ここで抵抗性材料からできた誘電体２９上の上部プレート４０で、このことにより、上部プレート４０に第２の可撓性の電極３２の水分によって、生じるスティクションを更に低減させるパッケージのより冷たい部分に移動するためにスイッチ１０に関しパッケージ（図示せず）において、閉じ込められる水分を生じさせている第一電極３０をわずかに加熱するために、それは用いることがありえる。このケースに関して、追加抵抗器９２は、電圧源９０により提供される加熱電流に関し、無線周波数（ｒｆ）絶縁された電流路を提供する。上部プレート４０による下に横たわる誘電体２８の加熱は、シャント抵抗５０、２番目にそれによって、低減させること、可撓性の電極によって、誘電体２８が３２のスティクションを放出することがありえるレートを上昇させる傾向もある。上部プレート４０のアパーチャ４１領域の下の誘電電荷がシャント抵抗５０による誘電体２８および放出において、移動することがありえて、このことにより可撓性の電極３２のスティクションを更に低減させることがありえるレートも、上部プレート４０による誘電体２８の加熱は、上昇させる。
【００３４】
[0044]  抵抗上部プレート４０の使用は第２の可撓性の電極３２の温度を上げるために用いることができ、第２の可撓性の電極の３２のプルダウン電圧を下げるために、下であるか起動する位置で、それはすなわち上部プレート４０と接触している。かかるアプリケーションに関して、図２Ａおよび加熱において、抵抗上部プレート４０が目標値により低いプルダウン電圧に用いられるより、高に、プルダウン電圧（すなわち、供給４２により提供される起動電圧）は意図的に設計されている。それによって、プロセス・バリエーションのためプルダウン電圧における変化に関し補償する。ＲＦ  ＭＥＭＳ回路の温度がそれぞれに決定されることができると仮定している環境またはＲＦ電力消散によりスイッチが加熱するにつれて、このアプローチはプルダウン電圧の自然な縮小に関し補償するために用いることができる。この出願に関して、パッケージ温度が増加するにつれて、供給によって、抵抗上部プレート４０に供給されるパワーは低減させられる。それによって、一定の第２の可撓性の電極３２温度およびプルダウン電圧を維持する。単にヒーターとしてＭＥＭＳスイッチ１０に隣接して抵抗材料を使用することにより、被加熱抵抗上部プレート４０に関しあげられる利点が得られることもできると指摘されるべきであるが、しかし、熱が変えられるときに、第２の可撓性の電極３２が反応するときに、時間遅延が両者間により大きいことを思われる。
【００３５】
[0045]  さまざまな本発明の特徴を記載し、開示によるスイッチで切り替え可能なコンデンサが以下を備えるとここで認められるべきである：固体の誘電体と、一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、電極の第１の方がその上に固体の誘電体を有し、および、電極の第２の可撓性の一方が固体の誘電体において、懸架されていることを特徴とする一対の電極と、固体の誘電体と第２の可撓性の電極の間に配置され、基準電位に接続された上部プレートと、を有し、スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態に静電的に駆動されるとき、電極の第２の可撓性の方が上部プレートに接触し、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態に戻されるとき、上部プレート上の電荷はリファレンス可能性に放出される。スイッチで切り替え可能なコンデンサは、以下の特徴の一つ以上を備えることもありえる：上部プレートはそこにアパーチャを有し、電極の第２の方がそこにアパーチャを有し、上部プレートのアパーチャは、誘電体のアパーチャに合わせられ、電極の第２の方はそこにアパーチャを有し、電極の第２の方のアパーチャが上部プレートのアパーチャからオフセットされ、回路は、上部プレートを備え、上部プレートは抵抗であり、そこにアパーチャを有し、電極の第２の方は、そこにアパーチャを有し、上部プレートのアパーチャからオフセットされる。
【００３６】
[0046]  本開示によるスイッチは、固体の誘電体と、一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記固体の誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記誘電体の上に懸架されることを特徴とする、一対の電極と、前記誘電体と前記第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続している上部プレートと、活性化状態と非活性化状態との間で静電的にスイッチを静電的に駆動するために第一の電極と第２の電極との間にスイッチで切り替え可能な静電力を生成するために、第一の電極と第２の電極の間に接続されたスイッチで切り替え可能な電源と、を有し、スイッチが活性化状態に静電的に駆動されるとき、電極の第２の方が上部プレートと接触し、スイッチが非活性化状態に戻るとき、上部プレート上の電荷が上部プレートから基準電位まで放電される、ことを特徴とする。
【００３７】
[0047]  本開示によるスイッチングシステムは、基板と、入力セクション及び出力セクションを備えたマイクロ波伝送線と、基板に配置されたスイッチで切り替え可能なコンデンサであって、かかるコンデンサが、誘電体と、一対の電極であって、スイッチで切り替え可能なコンデンサが非活性化状態にあるとき、該電極の第1の方がその上に前記誘電体を備え、該電極の第2の可撓性の方が前記誘電体の上に懸架され、コンデンサが活性化状態に切り替えられたとき、電極の第２の可撓性の方が第一の電極の方へ静電的に駆動されることを特徴とする、一対の電極と、誘電体と第２の可撓性の電極との間に配置され、基準電位に接続された上部プレートと、を備えることを特徴とするスイッチで切り替え可能なコンデンサと、活性化状態と非活性化状態との間で静電的にコンデンサを静電的に駆動するために第一の電極と第２の電極との間にスイッチで切り替え可能な静電力を生成するために、第一の電極と第２の電極の間に接続されたスイッチで切り替え可能な電源と、を有し、スイッチで切り替え可能なコンデンサが活性化状態に静電的に駆動されるとき、入力セクション上のマイクロ波エネルギーが、スイッチで切り替え可能なコンデンサを介して出力セクションに結合され、電極の第２の方が、上部プレートに接触され、スイッチで切り替え可能なコンデンサが、非活性化状態に戻るとき、上部プレート上の電荷が基準電位まで放電されることを特徴とする。
【００３８】
[0048]  本開示の多くの実施形態を記載してきたにもかかわらず、さまざまな修正が開示の精神と範囲から逸脱することなくされることができることが理解されよう。したがって、他の実施形態は、以下の請求項の範囲内である。
【図１】
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【図２Ａ】
2015529971.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
2015529971.tif 000006
【図２Ｄ】
2015529971.tif 000007
【図３】
2015529971.tif 000008
【図３Ａ】
2015529971.tif 000009
【図３Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2015529971.tif 000013
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