DGM1004 MEMS开关 适用于低频和高频应用的高性能解决方案

    开关无疑是基本的电子元件之一。过去，开关分为两类之一：机械开关和固态开关。 （我将继续使用通用术语“开关”，尽管在本文中我们更具体地关注继电器，即可以通过电路而不是物理力驱动的开关。）
    两种类型都有其优点。机械开关具有简单性和多功能性；您本质上是在处理一个在两个端子之间建立或不建立正常电气连接的导体。固态开关是允许电流根据输入信号的状态流动的半导体器件。它们更小，提供更快的开关和更高的可靠性，并且不会弹跳，但通态电阻更高，我发现自己对不太直接的实现细节感到恼火。

    进入MEMS。 MEMS（微机电系统）设备通过将 IC 技术与微小的机械元件相结合，从宏观和微观世界中汲取功能。有 MEMS 陀螺仪、加速计、麦克风和开关。

    使用 MEMS 进行快速开关：开启时间小于 30 s。

    在本文中，我们将了解 Analog Devices 的新型 ADGM1004  (PDF)。它是一款 SP4T 器件，展示了通过 MEMS 电控开关方法可以实现的高性能。

    从（非常）低频到（非常）高频
    ADGM1004 的工作频率高达 13 GHz。因此，毫不奇怪，上面的框图给您的印象是它或多或少是一个射频组件。然而，它也可以在直流和其间的所有频率下工作。因此，实际上，它是一种非常宽带的开关，对于 RF 应用以及高精度、低频传感器接口等非常有效。
    集成驱动器

    下图展示了MEMS开关的物理结构：

    通过施加足够强的电场来移动悬臂梁来实现连接。请注意，典型的机械继电器使用磁场而不是静电场；静电方法无需电感元件。
    然而，一个小问题是，典型数字电路提供的电压不足以驱动开关。不过，与往常一样，IC 技术允许普通设计人员忘记这个细节 — ADGM1004 包含基于电荷泵的驱动器电路，可将控制信号升压至 80V。
    上图表明了 MEMS 开关方法不可避免的局限性：想想接触间隙必须有多小。您肯定不能指望在这个微小的间隙上施加高（甚至不是那么高）的电压，但我认为很明显该部件适用于低压应用。