MICROELECTROMECHANICAL SYSTEM (MEMS) RESONANT SWITCHES AND APPLICATIONS FOR POWER CONVERTERS AND AMPLIFIERS

A modally driven oscillating element periodically contacts one of more electrical contacts, thereby acting as a switch, otherwise known as a resonant switch, or "resoswitch", with very high Q's, typically above 10000 in air, and higher in vacuum. Due to periodic constrained contacting of the contacts, the bandwidth of the switch is greatly improved. One or more oscillating elements may be vibrationally interconnected with conductive or nonconductive coupling elements, whereby increased bandwidths of such an overall switching system may be achieved. Using the resoswitch, power amplifiers and converters more closely approaching ideal may be implemented. Integrated circuit fabrication techniques may construct the resoswitch with other integrated CMOS elements for highly compact switching devices. Through introduction of specific geometries within the oscillating elements, displacement gains may be made where modal deflections are greatly increased, thereby reducing device drive voltages to 2.5 V or lower. L'invention porte sur un élément oscillant attaqué de façon modale qui entre périodiquement en contact avec l'un de plusieurs contacts électriques, agissant ainsi comme un interrupteur, également appelé interrupteur résonant, ou « resoswitch », à facteur de qualité (Q) très élevé, typiquement supérieur à 10 000 dans de l'air, et plus élevé dans le vide. En raison d'une mise en contact forcée périodique des contacts, la bande passante de l'interrupteur est fortement améliorée. Un ou plusieurs éléments oscillants peuvent être interconnectés de façon vibratoire à des éléments de couplage conducteurs ou non conducteurs, permettant ainsi d'atteindre de plus grandes bandes passantes d'un tel système d'interruption global. A l'aide de l'interrupteur résonant, des amplificateurs et convertisseurs de puissance se rapprochant davantage de l'idéal peuvent être mis en oevre. Des techniques de fabrication de circuit intégré peuvent construire l'interrupteur résonant avec d'autres éléments CMOS intégrés pour obtenir des dispositifs interrupteurs très compacts. Par introduction de géométries spécifiques dans les éléments oscillants, des gains de déplacement peuvent être obtenus dans lesquels des déformations modales sont fortement augmentées, réduisant ainsi les tensions d'attaque de dispositif à 2,5 V ou moins.