1بالا بودن ولتاژ تحریک یکی از مهم ترین محدودیت های سوئیچ های RF MEMS است. یکی از روش­های کاهش ولتاژ تحریک، کاهش ثابت فنری در ساختار سوئیچ است. در این مقاله ثابت فنری سوئیچ RF MEMS با روش انرژی مدل شده و ثابت فنری آن به صورت تحلیلی به دست آمده است. نتیجه این تحلیل یک راهنمای طراحی است که حداقل میزان مجاز ثابت فنری را نشان می دهد. سپس ساختار جدیدی با ولتاژ تحریک بسیار پایین برای سوئیچ­های RF MEMS ارائه می شود که محدودیت فوق در آن رعایت شده است. نتایج تحلیل، مقدار ثابت فنری 0.0714 نیوتن بر متر و مقدار ولتاژ تحریک1.61ولت را نشان می دهد. به منظور ارزیابی عملکرد ساختار ارائه شده و صحه گذاری نتایج تحلیل، سوئیچ طراحی شده با استفاده از نرم افزار COMSOL شبیه سازی شده است. نتایج این شبیه سازی، ولتاژ تحریک 1.8 ولت، زمان سوئیچینگ 25.6میکروثانیه، فون مایسس 4.5 مگا پاسکال، فرکانس طبیعی 3118.6 هرتز، جرم آن 0.206 نانوگرم و درنهایت ثابت فنر 0.079 نیوتن بر متر را نشان می دهد. جنس پل و بیم ها از طلا است و از Si3N4 به عنوان دی الکتریک استفاده شده است. درنهایت، عملکرد فرکانس بالای سوئیچ طراحی شده با استفاده از نرم افزار HFSS شبیه سازی شده است. این شبیه سازی، ایزولاسیون 25 دسی بل، اتلاف عبوری 0.7 دسی بل و اتلاف بازگشتی 16 دسی بل را در فرکانس 10 گیگاهرتز نشان می دهد.

در این مقاله سیگنال تحریک modified novel dual pulse به منظور کاهش شارژ دی الکتریک در سوئیچ های خازنی میکروالکترومکانیکی معرفی شده است. شکل موج پیشنهادی تاثیر به سزایی در کاهش شارژ دی الکتریک داشته، به گونه ای که چگالی بار انباشته شده در دی الکتریک را به میزان %7.2 نسبت به شکل موج dual pulse کاهش داده است. این در صورتی است که جدیدترین شکل موج معرفی شده (novel dual pulse) کاهشی به میزان %5 را نشان داده است. بنابراین سوئیچی که توسط شکل موج پیشنهادی تحریک شود طول عمر بیشتری خواهد داشت. برای محاسبه چگالی بار انباشته شده در دی الکتریک از دو مدل ریاضی و مداری زمان گذرا استفاده شده که نتایج به دست آمده از هر دو روش، برتری شکل موج پیشنهادی نسبت به شکل موج هایی که تاکنون برای تحریک این سوئیچ ها معرفی شده اند را تایید می کنند.

چگالی توان بالای مبدل های سوییچ-خازنی ناشی از فقدان عناصر مغناطیسی است. اما، این موضوع منجربه عدم توانایی در تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی سخت، به خاطر جریان های لحظه ای بزرگ، می شود. این جریان ها سبب افزایش تلفات کلیدزنی و نویز و محدودشدن توان قابل پردازش می گردد. هرچند اخیرا با افزودن سلف های کوچک به ساختار برخی از مبدل های سوییچ-خازنی عمل کرد آن ها بهبود یافته است، ولی فقط تعداد معدودی از آن ها توانایی تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی نرم را دارند. در این جا، با ترکیب یک برش گر فعال و یک مبدل سوییچ-خازنی، در محدوده وسیعی از تغییرات ولتاژ ورودی و بار هر دو ویژگی تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی نرم در ادوات نیمه هادی قدرت حاصل شده است. به خاطر کاهش تلفات کلیدزنی و نویز می توان فرکانس را جهت کاهش اندازه سلف ها و خازن ها افزایش داد. این موضوع، ضمن کاهش حجم مبدل، عمل کرد آن را بهبود می بخشد، زیرا در عمل سلف ها و خازن های کوچک مشخصات فرکانس بالای مطلوب تری دارند. بنابراین، مبدل اصلاح شده در توان های بالا از ساختار رایج بهتر است. در این جا، علاوه بر تحلیل ریاضی، برای تثبیت یک ولتاژ خروجی V400 با وجود تغییرات وسیع ولتاژ ورودی (V100-50) و مقاومت بار (kΩ 8-Ω 400)، مبدل مذکور در فرکانسkHz200 شبیه سازی و ساخته شده است

در این مقاله یک الگوریتم تکرار غیرخطی به منظور جایابی و تعیین اندازه بهینه بانکهای خازنی ثابت و سوئیچ شونده در سیستم های توزیع شعاعی و در حضور بارهای خطی و غیرخطی ارائه شده است. الگوریتم پخش بار هارمونیکی و روش انتخاب باسها با حداکثر حساسیت (MSS)، به منظور حل این مسئله بهینه سازی مقید با پارامترهای گسسته بکار رفته اند. به منظور کاهش حجم محاسبات و بهبود همگرائی، مسئله به دو زیرمسئله تقسیم شده است. تابع هدف شامل نمودن تلفات سیستم با در نظر گرفتن هزینه خازنها بوده و پارامترهای کیفیت توان ارائه شده توسط استاندارد IEEE-519 نیز به عنوان قیود به مسئله اعمال گشته اند. پاسخهای شبیه سازی برای یک شبکه 18 شینه اعوجاجی استاندارد IEEE ارائه شده است. از جمله مزیتهای الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با سایر روشها، در نظر گرفتن کوپلینگ بین هارمونیکها و عکس العمل بارهای غیرخطی واقعی در سیستم های توزیع می باشد.

یک مبدل افزاینده ولتاژ سوییچ خازنی تمام مجتمع ولتاژ پایین خود راه انداز بدون باتری پیشنهاد شده است که بتواند تحت ولتاژ زیر آستانه عمل کند. برای این منظور یک پمپ بار دوشاخه با ساختار مداری دو برابر کننده ولتاژ زوج متقاطع طراحی شده است. برای عملکرد مناسب، مدار مولد کلاک ناهمفاز طراحی شده که بتواند با همان ولتاژ تغذیه مدار کار کند. تکنیک بایاس بدنه به ترانزیستورهای مدار اعمال شده است تا مدار بتواند تحت ولتاژهای زیر آستانه عمل کند. تکنیک رگولاسیون اینترلیو پیشنهادی به بهبود ریپل ولتاژ و جریان خروجی مدار و همچنین رگولاسیون بار و پاسخ گذرای مدار کمک می کند. مدار پمپ بار اینترلیو دو سلولی چهار طبقه ارایه شده تحت ولتاژ تغذیه 300 و 400 میلی ولت، ولتاژ خروجی 1. 43 و 1. 95 ولت را به ترتیب با بازده پمپینگ 96. 3% و 97. 2% و بازده توان پمپ بار 93. 3% و 95. 1% ارایه می دهد. نتایج پس از جانمایی مدار در تکنولوژی 0. 18 میکرومتر CMOS و فرکانس سوییچینگ 20 مگاهرتز زمان صعود 24 میکرو ثانیه و ریپل خروجی 0. 24% را تحت خازن بار 1 پیکو فاراد نشان می دهد. سطح تراشه ای مدار پیشنهادی 0. 012 میلی متر مربع است، در حالی که پمپ بار 21. 4 نانو وات توان مصرف می کند.

بطورکلی سوییچ های RF MEMS از نظر نوع اتصال شامل دو دسته سوییچ های خازنی و فلز-به-فلز می شوند. سوییچ های خازنی RF MEMS بدلیل توانایی انتقال سیگنال با فرکانس بیشتر و توان بیشتر، سوییچ های بهتری نسبت به سوییچ های فلز-به-فلز محسوب می شوند. این مقاله یک سوییچ RF MEMS خازنی موازی معلق را با ولتاژ تحریک پایین، نسبت خازنی بالا، زمان سوییچینگ خوب و ایزولاسیون بالا ارایه می دهد. در این سوییچ از پل آلومنیومی بدلیل داشتن مدول یانگ بالا و چگالی پایین استفاده شده است که به کاهش زمان سوییچینگ کمک می کند. همچنین آلومنیوم رسانایی الکتریکی خوبی دارد که منجر به افزایش ایزولاسیون می شود. سوییچ ارایه شده بر روی یک خط CPW با امپدانس 50 اهم طراحی شده است و از ZrO2 به عنوان لایه دی الکتریک استفاده شده است. روی سطح پل، 24 حفره قرار داده شده است که منجر به کاهش ضریب دمپینگ و افزایش سرعت سوییچینگ می شود. ولتاژ تحریک برای این سوییچ برابر 5. 7 ولت است و نسبت خازنی 231 می باشد. تجزیه و تحلیل فرکانس رادیویی با استفاده از نرم افزار HFSS انجام شده است. نتایج بدست آمده، ایزولاسیون 27-دسی بل، تلفات ورودی0. 2-دسی بل و تلفات بازگشتی 22-دسی بل در فرکانس 17 گیگاهرتز را نشان می دهد. همچنین زمان سوییچینگ 32 میکروثانیه بدست آمده است.