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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(jì)難點(diǎn)所在。PINOMAL開關(guān)的設(shè)計(jì)中需要對(duì)OMAL開關(guān)電路進(jìn)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(diǎn)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(lái)了困難:二維仿真軟件很難對(duì)電路進(jìn)行準(zhǔn)確建模,仿真誤差較大;三維仿真軟件耗時(shí)過(guò)長(zhǎng),難以在實(shí)際設(shè)計(jì)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(jìn)步。過(guò)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(shì)。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(zhǎng)透明和偏振無(wú)關(guān)等。敘述了國(guó)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(dòng)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(dòng)結(jié)構(gòu)力矩平衡特性方程。另外,討論了各個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的影響。隨后,計(jì)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(duì)靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模,并利用有限元分析了各部分的應(yīng)力分布,對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可靠性分析。 zui后,研究了各向異性腐蝕的機(jī)理,設(shè)計(jì)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。在對(duì)幾種影響OMAL開關(guān)性能的因素進(jìn)行詳細(xì)分析之后,提出了一種簡(jiǎn)化仿真電路模型,并采用二維——三維混合仿真方法對(duì)OMAL開關(guān)電路進(jìn)行了仿真和優(yōu)化。根據(jù)所建電路模型,實(shí)現(xiàn)了一種寬帶、多擲(8-18GHz、SP8T)PINOMAL開關(guān),OMAL開關(guān)實(shí)測(cè)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(shí),提出了一種替代法進(jìn)行功率驗(yàn)證。由于OMAL開關(guān)損壞的主要原因是過(guò)熱損壞,對(duì)PIN二極管進(jìn)行熱阻和功耗測(cè)試以準(zhǔn)確估計(jì)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(lái)代替射頻功率放大器對(duì)器件進(jìn)行加熱進(jìn)行熱阻測(cè)試,使用占空比補(bǔ)償法進(jìn)行功耗測(cè)試,大大降低了設(shè)備要求,提高了測(cè)試設(shè)備的通用性?？煽啃詫?duì)于PINOMAL開關(guān)的重要性是不言而喻的。穩(wěn)定的裝配工藝對(duì)于保證器件可靠性至關(guān)重要,所以對(duì)PINOMAL開關(guān)的關(guān)鍵裝配工藝也進(jìn)行了研究。