H - Electricity – 01 – P
Patent
H - Electricity
01
P
H01P 1/10 (2006.01) H01P 1/18 (2006.01)
Patent
CA 2543450
A ferroelectric varactor suitable for capacitive shunt switching is disclosed. High resistivity silicon with a SiO2 layer and a patterned metallic layer deposited on top is used as the substrate. A ferroelectric thin-film layer deposited on the substrate is used for the implementation of the varactor. A top metal electrode is deposited on the ferroelectric thin-film layer forming a CPW transmission line. By using the capacitance formed by the large area ground conductors in the top metal electrode and bottom metallic layer, a series connection of the ferroeledric varactor with the large capacitor defined by the ground conductors is created. The large capacitor acts as a short to ground, eliminating the need for vias. The concept of switching ON and OFF state is based on the dielectric tunability of the ferroelectric thin- films. At 0 V, the varactor has the highest capacitance value, resulting in the signal to be shunted to ground, thus isolating the output from the input. This results in the OFF state of the switch. By applying a small voltage to the center conductor of the CPW, the varactor's capacitance can be reduced allowing the signal to be transmitted through resulting in the ON state of the device. Such a varactor shunt switch eliminates majority of problems plaguing the RF MEMS shunt switches.
L'invention concerne un varactor ferroélectrique permettant de commuter une capacité en parallèle. On utilise comme substrat du silicium à résistivité élevée sur lequel sont déposées une couche SiO¿2? et une couche métallique comportant des motifs. Une couche de film mince ferroélectrique déposée sur le substrat sert à implanter le varactor. Une électrode métallique supérieure déposée sur la couche de film mince ferroélectrique forme une ligne de transmission de guide d'ondes coplanaire. On utilise la capacité formée par les conducteurs de terre à grande surface de l'électrode métallique supérieure et de la couche métallique inférieure pour monter en série le varactor ferroélectrique et le grand condensateur défini par les conducteurs de terre. Le grand condensateur sert de court-circuit à la masse, ce qui rend superflus les trous d'interconnexion. Le concept de commutation des états de marche et d'arrêt repose sur l'accordabilité diélectrique des films minces ferroélectriques. A 0 V, le varactor présente la capacité maximum, qui entraîne la mise à la terre du signal et isole ainsi la sortie de l'entrée ; dans ce cas, le commutateur est à l'état d'arrêt. L'application d'une faible tension au conducteur central du guide d'ondes coplanaire réduit la capacité du varactor, ce qui permet la transmission du signal et entraîne la mise en marche du dispositif. Une telle dérivation varactor permet de résoudre la plupart des problèmes que posent les commutateurs en parallèle RF MEMS.
Gevorgian Spartak
Subramanyam Guru
Vorobiev Andre
Gowling Lafleur Henderson Llp
University Of Dayton
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1640887