集成微机电开关及其相关方法技术

一种系统包括耦合到彼此的、包括多个门控的多个微机电开关。每一个微机电开关包括布置在基底上的梁电极。梁包括耦合到所述梁电极的锚部分。所述梁包括沿第一方向从所述锚部分延伸的第一梁部分；以及沿与所述第一方向相反的第二方向从所述锚部分延伸的第二梁部分。第一控制电极和第一接触电极被布置在所述基底上，面向所述第一梁部分。第二控制电极和第二接触电极被布置在所述基底上，面向所述第二梁部分。所述第一控制电极和所述第二控制电极被耦合，以形成在所述多个门控之中的门控。所述多个微机电开关以串联安排、并联安排中的至少一个来安排。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用该申请是于2011年11月30日提交的名称为“AMICRO-ELECTROMECHANICALSWITCHANDARELATEDMETHODTHEREOF”的美国专利申请No.13/307262的部分连续案。
技术介绍
本专利技术一般涉及微机电装置，且更特别地，涉及集成微机电开关。微机电系统（MEMS）装置具有广泛各种的应用，且普遍于商业产品中。一种类型的MEMS装置是MEMS开关。通常的MEMS开关包括以阵列来安排的一个或更多MEMS开关。MEMS开关非常适合于包括移动电话、无线网络、通信系统、以及雷达系统的应用。在无线装置中，MEMS开关能够被用作天线开关、模式开关、传送/接收开关、以及诸如此类。通常的MEMS开关使用在一端被支持的电镀金属悬臂以及安排在金属悬臂的另一端的电触位。控制电极被定位在金属悬臂的下面。直流（“DC”）激励（actuation）电压跨控制电极被施加到金属悬臂，迫使金属悬臂向下弯曲并与底部信号迹线（trace）形成电接触。一旦建立了电接触，则电路闭合且电信号能够穿过金属悬臂到底部信号迹线。一种类型的MEMS装置是MEMS射频（RF）开关。由于MEMSRF开关的低驱动功率特性以及其在射频范围中操作的能力，MEMSRF开关被用于无线装置。然而，当显著的RF电压被施加在梁（beam）电极和接触电极之间时，问题频繁地在MEMSRF开关内出现。此类电压可耦合到控制电极上，并对开关进行自激励。换言之，这些MEMS开关通常遭受其中开关内的悬臂梁由于高电压RF信号从而可在“关闭”状态激励（自激励）的问题。因而，高电压RF信号产生足够的静电力来下拉开关梁，并引起故障。与MEMSRF开关关联的另一个缺点是基于在接触电极生成的残余能量而生成的“热开关”电压。此类残余能量可基于来自系统的残余电压以及从门控（gate）线路到所述接触电极的耦合能量来被生成。存在对于一种提高的系统的需要，其克服与电压隔绝（standoff）容量（capability）以及热开关电压的生成相关联的缺点。
技术实现思路
依照一个示范实施例，公开了一种具有耦合到彼此的、包括多个门控的多个微机电开关的系统。每一个微机电开关包括布置在基底上的梁电极。梁包括耦合到所述梁电极的锚部分。所述梁包括沿第一方向从所述锚部分延伸的第一梁部分；以及沿与所述第一方向相反的第二方向从所述锚部分延伸的第二梁部分。第一控制电极和第一接触电极被布置在所述基底上，面向所述第一梁部分。第二控制电极和第二接触电极被布置在所述基底上，面向所述第二梁部分。所述第一控制电极和所述第二控制电极被耦合，以形成所述多个门控之中的门控。所述多个微机电开关以串联安排、并联安排中的至少一个来安排。依照另一个示范实施例，公开了一种关联方法。所述方法包含均等地施加激励电压到耦合到彼此的、包括多个门控的多个微机电开关。每一个微机电开关包括布置在基底上的梁电极。梁包括耦合到所述梁电极的锚部分。所述梁包括沿第一方向从所述锚部分延伸的第一梁部分；以及沿与所述第一方向相反的第二方向从所述锚部分延伸的第二梁部分。第一控制电极和第一接触电极被布置在所述基底上，面向所述第一梁部分。第二控制电极和第二接触电极被布置在所述基底上，面向所述第二梁部分。所述第一控制电极和所述第二控制电极被耦合，以形成所述多个门控之中的门控。所述多个微机电开关以串联安排、并联安排中的至少一个来安排。附图说明本专利技术的这些以及其它特征、方面、和优势在参照附图来阅读以下详细描述时，将变得更好地被理解。在所述附图中，相似的字符表示在图的各处相似的部件，其中：图1是依照本专利技术的一示范实施例的、用于解耦线圈系统的一个或更多表面线圈的微机电系统（MEMS）装置的图解表示；图2是依照本专利技术的一示范实施例的、具有MEMS开关系统的MEMS装置的截面视图；图3是依照图2的一实施例的MEMS开关的图解表示；以及图4是依照图2的一实施例的MEMS开关的图解表示；图5是示出依照一示范实施例的耦合到彼此的多个MEMS开关的示意电路图解；图6是示出依照一示范实施例的耦合到彼此的且被提供有多个阻抗装置的多个MEMS开关的示意电路图解；图7是示出依照另一个示范实施例的耦合到彼此的且被提供有多个阻抗装置的多个MEMS开关的示意电路图解；以及图8是示出依照还有的另一个示范实施例的耦合到彼此的且被提供有多个阻抗装置的多个MEMS开关的示意电路图解。具体实施方式依照本专利技术的某些实施例，一种系统包括耦合到彼此的、具有多个门控的多个微机电开关。每一个微机电开关包括布置在基底上的梁电极。微机电开关进一步包括梁，该梁具有耦合到梁电极的锚部分、沿第一方向从锚部分延伸的第一梁部分、以及沿与第一方向相反的第二方向从锚部分延伸的第二梁部分。微机电开关还包括面向第一梁部分的、布置在基底上的第一控制电极和第一接触电极，以及面向第二梁部分的、布置在基底上的第二控制电极和第二接触电极。第一控制电极和第二控制电极被耦合，以形成在所述多个门控之中的门控。所述多个微机电开关以串联安排、并联安排中的至少一个来安排。参照图1，公开了一种用于解耦射频（RF）装置15（例如，磁共振成像（MRI）系统）中的线圈系统14的一个或更多表面线圈12的微机电系统（MEMS）装置10。在本文中应当注意到的是，尽管公开的是MRI系统，但在其它实施例中，MEMS装置10可用于其它的应用。例如，在另一个实施例中，装置15可以是雷达系统。在所示出的实施例中，MEMS装置10允许进行开关来隔离一个或更多表面线圈12，特别是射频（RF）磁共振线圈。在一个实施例中，在MRI传送操作期间，MEMS装置10可操作来对配置成作为接收表面线圈的表面线圈12进行解耦。在一个实施例中，MEMS装置10在传送操作期间处于打开状态中，以将表面线圈12（接收RF线圈）从线圈系统14解耦。MEMS装置10在接收操作期间处于闭合状态，使得表面线圈12与所接收的MR信号共振并耦合，使得所接收的MR信号被传送到RF接收器16。MEMS装置10由开关控制器18来控制，开关控制器18将MEMS装置10从打开状态切换到闭合状态，且反之亦然。在一些实施例中，MEMS装置10在线圈系统14没有被偏置时处于正常打开状态（解耦状态）中。然而，在其它实施例中，MEMS装置10在线圈系统14没有被偏置时处于正常闭合状态中。在本文中应当注意到的是，在其它实施例中，MEMS装置10可关于操作在不同频率的不同类型的磁共振表面线圈（在本文中也被称作为“表面线圈”）来使用。所述表面线圈可以是单频率或双频率（双重调谐）RF线圈。在一些实施例中，双频率RF线圈包括同心线圈元件，所述同心线圈元件被调谐共振在不同的频率，例如，对于碳一个共振和对于质子一个共振，即共振在碳和质子的拉莫尔（Larmor）频率，以诱导碳原子和质子中的拉莫尔进动。应当注意到的是，MEMS装置10不被限制于只耦合到接收表面线圈。例如，MEMS装置10可被耦合到仅传送的线圈或传送/接收线圈的组合。MEMS装置10的各种实施例可被提供作为单模态或多模态磁共振成像系统的部件。MRI系统可与不同类型的医疗成像系统组合，诸如计算的断层摄影（ComputedTomography，CT）、正电子发射断层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：耦合到彼此的、包括多个门控的多个微机电开关，其中每一个微机电开关进一步包括：基底；梁电极，被布置在所述基底上；梁，包括耦合到所述梁电极的锚部分、沿第一方向从所述锚部分延伸的第一梁部分、以及沿与所述第一方向相反的第二方向从所述锚部分延伸的第二梁部分；第一控制电极和第一接触电极，所述第一控制电极和所述第一接触电极被布置在所述基底上，面向所述第一梁部分；以及第二控制电极和第二接触电极，所述第二控制电极和所述第二接触电极被布置在所述基底上，面向所述第二梁部分；其中所述第一控制电极和所述第二控制电极被耦合，以形成所述多个门控之中的门控；其中，所述多个微机电开关以串联安排、并联安排中的至少一个来安排。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.25 US 14/3143441.一种系统，包括：耦合到彼此的、包括多个门控的多个微机电开关，其中每一个微机电开关进一步包括：基底；梁电极，被布置在所述基底上；梁，包括耦合到所述梁电极的锚部分、沿第一方向从所述锚部分延伸的第一梁部分、以及沿与所述第一方向相反的第二方向从所述锚部分延伸的第二梁部分；第一控制电极和第一接触电极，所述第一控制电极和所述第一接触电极被布置在所述基底上，面向所述第一梁部分；以及第二控制电极和第二接触电极，所述第二控制电极和所述第二接触电极被布置在所述基底上，面向所述第二梁部分；其中所述第一控制电极和所述第二控制电极被耦合，以形成所述多个门控之中的门控；其中，所述多个微机电开关以串联安排、并联安排中的至少一个来安排。2.如权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个阻抗装置，所述至少一个阻抗装置耦合到每一个微机电开关的（i）所述多个门控、（ii）所述第一接触电极和所述第一梁部分、（iii）所述第二接触电极和所述第二梁部分、（iv）所述梁中的至少一个。3.如权利要求2所述的系统，其中所述至少一个阻抗装置包括所述多个微机电开关的寄生阻抗。4.如权利要求1所述的系统，其中每一个微机电开关包括微机电射频开关。5.如权利要求1所述的系统，其中每一个微机电开关被布置在配置成在射频范围中操作的装置中。6.如权利要求5所述的系统，其中所述装置包括磁共振成像系统，所述磁共振成像系统包括单模态成像系统或多模态成像系统。7.如权利要求6所述的系统，其中所述每一个微机电开关配置成对所述磁共振成像系统的一个或更多射频接收表面线圈、射频传送表面线圈进行耦合和解耦。8.一种方法，包括：均等地将激励电压施加到耦合到彼此的、包括多个门控的多个微机电开关，其中每一个微机电开关进一步包括：基底；梁电极，被布置在所述基底上；梁，包括耦合到所述梁电极的锚部分、沿第一方向从所述锚部分延伸的第一梁部分、以及沿与所述第一方向相反的第二方向从...

【专利技术属性】
技术研发人员：MF艾米，DK思朋斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US