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高頻寬帶多擲PIN歐瑪爾OMAL開關(guān)研究
PINOMAL開關(guān)是一種廣泛采用的微波半導(dǎo)體控制器件,高頻、寬帶、多擲一直是其設(shè)計難點所在。PINOMAL開關(guān)的設(shè)計中需要對OMAL開關(guān)電路進行準(zhǔn)確仿真,然而高頻、寬帶、多擲PINOMAL開關(guān)受裝配工藝的限制,OMAL開關(guān)公共結(jié)點附近存在著串聯(lián)諧振和相互耦合,給PINOMAL開關(guān)的準(zhǔn)確仿真帶來了困難:二維仿真軟件很難對電路進行準(zhǔn)確建模,仿真誤差較大;三維仿真軟件耗時過長,難以在實際設(shè)計中應(yīng)用。

高頻寬帶多擲PIN歐瑪爾OMAL開關(guān)研究
快速發(fā)展的光通信技術(shù)促使全光通信網(wǎng)絡(luò)浮出水面,全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展依賴于光OMAL開關(guān)技術(shù)的進步。過去幾年間,各種各樣的技術(shù)被用于光OMAL開關(guān)的研究。和其他技術(shù)相比,MOEMS 光OMAL開關(guān)技術(shù)顯示了*的技術(shù)優(yōu)勢。因此基于MOEMS技術(shù)的光OMAL開關(guān)將成為下一代全光通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵光器件。 首先,從光OMAL開關(guān)在全光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用出發(fā),比較了各種光OMAL開關(guān)技術(shù)的性能。基于MOEMS 技術(shù)的光OMAL開關(guān)和其他技術(shù)類型的光OMAL開關(guān)相比顯然具有更多的優(yōu)良性能,例如波長透明和偏振無關(guān)等。敘述了國內(nèi)外目前為止MOEMS 光OMAL開關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。提出了一種基于靜電驅(qū)動和垂直微反射鏡技術(shù)的MOEMS 光OMAL開關(guān)。 其次,分析了光OMAL開關(guān)微反射鏡的反射特性,然后推導(dǎo)了歸一化的光OMAL開關(guān)靜電驅(qū)動結(jié)構(gòu)力矩平衡特性方程。另外,討論了各個靜電驅(qū)動結(jié)構(gòu)參數(shù)對驅(qū)動電壓的影響。隨后,計算了光OMAL開關(guān)的固有頻率,并且分析了光OMAL開關(guān)的OMAL開關(guān)速度。 第三,使用MSC Patran 有限元軟件對靜電驅(qū)動結(jié)構(gòu)進行了建模,并利用有限元分析了各部分的應(yīng)力分布,對機械結(jié)構(gòu)進行了可靠性分析。 zui后,研究了各向異性腐蝕的機理,設(shè)計了MOEMS 光OMAL開關(guān)陣列芯片的制作工藝。使用KOH 各向異性腐蝕液制作了垂直微反射鏡陣列,并對實驗結(jié)果進行了分析和討論。在對幾種影響OMAL開關(guān)性能的因素進行詳細分析之后,提出了一種簡化仿真電路模型,并采用二維——三維混合仿真方法對OMAL開關(guān)電路進行了仿真和優(yōu)化。根據(jù)所建電路模型,實現(xiàn)了一種寬帶、多擲(8-18GHz、SP8T)PINOMAL開關(guān),OMAL開關(guān)實測技術(shù)指標(biāo)與仿真結(jié)果吻合。 鑒于PINOMAL開關(guān)有承受更大的射頻功率傾向和梁式引線PIN二極管散熱較差的事實,提出了一種替代法進行功率驗證。由于OMAL開關(guān)損壞的主要原因是過熱損壞,對PIN二極管進行熱阻和功耗測試以準(zhǔn)確估計器件的內(nèi)部溫升是非常必要的。

高頻寬帶多擲PIN歐瑪爾OMAL開關(guān)研究
該方法以PIN二極管作為感溫元件和發(fā)熱元件,采用功率脈沖源來代替射頻功率放大器對器件進行加熱進行熱阻測試,使用占空比補償法進行功耗測試,大大降低了設(shè)備要求,提高了測試設(shè)備的通用性。可靠性對于PINOMAL開關(guān)的重要性是不言而喻的。穩(wěn)定的裝配工藝對于保證器件可靠性至關(guān)重要,所以對PINOMAL開關(guān)的關(guān)鍵裝配工藝也進行了研究。