MEMS射频开关及可变电容器的设计与仿真

现在，人们对在大容量移动设备市场中使用RF MEMS开关越来越感兴趣，以克服RF设计挑战并提高当今无线电技术的功能和性能。RF MEMS器件可以实现针对不同基带的低衰减天线调谐和可调谐功率放大器。RF-MEMS开关和继电器还提供宽带宽、低插入损耗、出色的隔离和出色的线性。RF MEMS可以使用标准半导体处理设备制造，并通过片上系统（SoC）、CMOS上的MEMS或集成无源器件（IPD）技术提供与周围电路的高容量、低成本集成的可能性。

设计难点

静电驱动的RF MEMS开关和可变电容器使用“拉入”不稳定性来实现低功率驱动和锁存。高度的非线性，加上机械接触和制造效应（如薄膜应力梯度），使得创造高屈服和可靠的设计特别具有挑战性。因此，这些设备中的许多是在经过多年昂贵的硅学习周期后才推向市场的。在制造之前完成这些器件的快速、准确的模拟，可以消除许多耗时的设计周期。

MEMS+快速设计探索与优化

使用MEMS+，设计师可以很容易地从少数高阶元素（如Bernouilli光束）构建3D器件模型，如下所示。模型构建后，可以在微机电系统+本身中，或与MATLAB®、Simulink®或Cadence®设计环境结合，模拟各种耦合的复杂多物理现象。结果的实现速度比使用传统有限元模拟快几个数量级。

使用CoventorWare进行验证和详细分析：

MEMS+设计流程并不排除使用传统的有限元分析。MEMS+可以以广泛使用的2D和3D格式导出设计，以便在其他工具中进行进一步分析。CoventorWare可以直接导入MEMS+模型，并为CoventorWare Analyzer软件生成网格。然后可以进行具体的模拟，以验证准静态结果，如引入和剥离电压，或研究额外的设计结果，如应力集中。

微机电集成电路与系统仿真

RF开关和变容二极管通常组合成阵列，并且必须与其周围的控制电子器件集成。需要对MEMS器件和电子器件进行联合仿真，以确定整体性能并确保最终产品符合设计规范。与传统的有限元模型不同，MEMS+模型可以很容易地包含在Simulink流程图和Cadence电路设计示意图中。与手工制作的模型不同，MEMS+模型准确地捕捉到了开关和变容二极管的复杂物理特性。理解这一物理学至关重要，因为它对最终的电子设计有着重大影响。