下面的描述和示例，根据在本节内它们的包括内容，不可能被认为是现有 技术。
微机电开关，即采用微机电系统(MEMS)技术制作的开关之所以使人感 兴趣，部分因为是能集成带有采用集成电路(IC)技术形成电路的高质量开关。 例如，与用常规IC技术形成的晶体管开关相比较，MEMS接触的开关可呈现 出较低的损耗和较高的截止、阻抗对导通阻抗之比。(虽然首字母的缩写并不 确切地对应，但在本文“MEMS”和“微机电开关”可相互交换地使用)。但 是，MEMS开关的机械本性可产生某些性能问题。例如，当导通时的电阻可被 开关接触表面的由暴露到潮气和其它污染而引起的老化或退化而增加。这种污 染还可导致粘附而难以把它断开。而且，一般来说，MEMS的开关速度低于晶 体管开关的开关速度。
通过对MEMS开关工作固有的折衷办法来解决上面的问题，会造成困难。 例如，改善开关导通性能的调整可能降低它的断开性能。例如，在悬臂开关的 情况下，减少开关导通时间的方法包括减少悬臂梁的刚性和减少在梁上接触元 件和在下面接触凸缘之间的空隙。遗憾的是，通常，这些设计的变化会造成更 为困难的开关断开作用。一般来说，MEMS悬臂开关的设计，采用施加电压来 导通开关，而当撤掉所加的电压时，常依靠在梁中的弹性力来断开开关。通常， 在断开开关中，梁的弹性力即恢复力必须与经常称之为“静摩擦”平衡。静摩 擦涉及各种往往会引起两个表面粘附在一起的力，诸如范德瓦尔斯力，在表面 间的由潮湿引起的表面张力，和/或在表面间的结合。一般来说，对开关起着减 少它的导通时间的设计调整往往会引起开关较困难的断开，而使得可能增加断 开时间，或者开关不可能可靠地断开。所以，希望能发展与开关本身机械设计 无关的方法来改善开关性能与可靠性。

在上面所概括的诸问题可通过采用辅助电路系统来加强MEMS开关性能 来部分解决。在本文描述的方法实施例中的一个实施例是一种接触调整的过 程，在这过程中把一随时间变化的电压加到已导通开关的控制元件上造成开关 横梁的接触端相对它的对应接触凸缘的摩擦操作。正如在本文定义的，这调整 过程包括根据接触区条件的几个不同的含义(即，在横梁和接触凸缘之间接触 的区域)。如果在前面未经受接触，则调整包括根据摩擦操作而实际形成的接 触。如果接触区不是显著地退化，则调整只牵涉到任何从性能衰减的材料那里 的接触区的清洁处理。但是，如果接触区退化得较多，则调整可包括矫正或补 足这接触区，使它回到原有的性能水平。摩擦作用还可要求不同的含义，其中 的每一个含义可涉及调整接触区。例如，摩擦包括沿着一平行于、且与接触凸 缘相接触的平面作来回(横向)的横梁运动。摩擦还涉及至少垂直于接触凸缘 的横梁中的一部分作上下的运动，包括使横梁相对于接触凸缘作实际上的“轻 敲”。这随时间变化的电压不仅可增加横向位移(即运动)，而且还可增加接 触该接触凸缘的横梁的数量。使横梁与接触凸缘接触的较高电压将增加这横向 运动和程度，并从而相对于接触凸缘作摩擦。用于实现摩擦操作的激励源也并 不限于电学的(即静电学的)。例如，可把随时间变化的磁场或随时间变化的 热能加到开关也可造成所需的调整过程。
在另一实施例中，可修整磁或热的激励源以改善开关的驱动速度，即改变 使开关接触的力，来改善它的可靠性。例如，如果激励源包括电压，则可修整 电压的分布来克服在诸如“摇摆”型开关的有源断开开关的情况下的静摩擦。
在另一实施例中，开关的性能，可通过测量几个诸如当导通时开关的电阻 的性能参数来评估。如果确定必需改善开关性能，可进行校正操作。在上面描 述的接触调整过程或修整激励源分布就是这种校正操作的示例。采用在本文描 述的方法可使开关性能采用辅助电路系统加以提高，而不是通过修改开关的实 际结构，而这种方法在提高其它性能的同时，可能退化性能的某些方面。
一种用于调整微机电开关接触面的方法，可包括在开关已被导通后，把一 随时间变化的电压分布加到开关的控制元件，此处该电压分布适于感应第一开 关接触表面相对于第二接触表面的运动。在一实施例中，在电压分布的整个施 加时间，开关保持导通。在一实施例中，电压分布可包括诸如具有正弦曲线， 锯齿，或方法形状的周期分布。这个修整可在开关工作的有效时间期间的间隙 中重复。例如，这种间隙可包括，预定的时段数或预定的开关的断开/导通周期 的数量。
一种用于驱动微机电开关的方法可包括把包括至少两个非零电压电平的 电压分布加到开关的控制元件。在这方法的诸实施例中，非零电压电平中的一 个或两个可包括缓变的电压斜坡，以及把一个或多个电压电平的过渡可包括一 个电压斜坡。在用于导通开关的实施例中，电压分布包括一非零、预偏压的初 始电平，以及随后施加、具有比开关的驱动电压高的电压的工作电平。在另一 可替换的实施例中，初始电压可具有在或略高于开关驱动电压的电压，而工作 电平可具有高于初始电平电压的电压。在另一实施例中，初始电平可包括一高 电压脉冲，而工作电平可具有低于初始电平电压的电压。在这种实施例中，高 电压脉冲的宽度比用于开关响应脉冲后变成实际上导通(使接触)所需的时间 短。
一种在本文所描述的用于微机电开关保持性能的方法可包括测量开关的 性能参数，并且，在检测到开关性能低于预定水平之后，立刻就启动校正操作。 性能参数可包括，例如，当导通时的开关电阻，当断开时的开关电容，导通开 关所必需的控制电压，用于开关的断开或导通所需的时间，或由开关完成的断 开/导通周期的数目。校正操作可包括，例如，启动接触调整程序，施加用于断 开或导通开关已修改的控制电压分布，或停止该开关的使用并开始另一开关的 使用。
在本文中还描述诸如在上面描述的用于实施方法的电路。一种用于维持微 机电开关性能的电路包括分别可操作地耦合到第一和第二信号线的第一和第 二信号线节点，此处第一和第二信号线，当开关在导通时被耦合在一起。这电 路还包括耦合到信号线节点并适于传感开关性能参数值的传感电路系统，以及 可操作地耦合到至少一个开关端点的控制电路系统。这控制电路系统适于评估 被传感的性能参数值和在检测到低于预定水平的开关性能后，就立刻启动校正 操作。性能参数可包括，例如，在第一和第二信号线节点之间的电阻或电容。 在一实施例中，该电路还可包括可操作地耦合到开关控制元件的控制节点。在 这样一个实施例中，可把该传感电路系统耦合到控制节点，而性能参数可包括 需要导通开关的控制元件电压，或需要断开或导通开关的时间。在一实施例中， 这控制电路系统适于用存储着的参数阀值与被传感到的性能参数作比较。在一 实施例中，这控制电路系统被可地耦合到开关的控制元件。在这样一个实施例 中，校正操作可包括，例如，把变化的控制电压加到控制元件以取得摩擦作用， 或把修改过的控制电压系列加到控制元件。该控制电路系统在一实施例中还可 被耦合到另一开关的控制元件。在这样一个实施例中，校正操作可包括撤除启 动该开关，并启动另一开关。该电路可在某些实施例中包括可操作地耦合在控 制电路系统和开关的一控制元件之间的电压变换电路系统，此处电压变换电路 系统适于把由控制电路系统输出的电压变换成启动开关所必需的相对较高的 电压。该电路还可在某些实施例中，包括耦合在开关的控制元件和开关的外部 存取端之间的静电放电保护电路系统。在一实施例中，该电路形成至少一集成 电路中的一部分。
一种用于调整微机电开关接触表面的电路包括可操作地耦合到开关控制 元件的控制节点，适于把随时间变化的电压在开关每次被导通时加到控制节点 的信号发生电路系统，以及可操作地耦合到信号发生电路系统并适于启动这调 整的控制电路系统。在一实施例中，该信号发生电路系统适于发生周期性的电 压信号。这电路可在一实施例中还包括耦合在信号发生电路系统和控制节点之 间的传感电路系统，此处传感电路系统适于确定开关的驱动电压。这电路在某 些实施例中还可包括类似于在上面描述的电压变换电路系统和/或静电放电保 护电路系统。
一种用于驱动微机电开关的电路包括可操作地耦合到开关控制元件的控 制节点，适用于把包括对至少两个非零电压电平的电压分布加到控制节点的信 号发生电路系统，以及可操作地耦合到信号发生电路系统的控制电路系统，此 处控制电路系统适于启动电压分布的施加，以便驱动开关。在用于导通开关的 实施例中，该电压分布包括非零初始电平，以及继续施加的、具有比开关驱动 电压高的电压的工作电平。该电路可在实施例中还包括可操作地耦合到控制电 路系统，并适于确定开关驱动电压的传感电路系统。该电路在某些实施例中还 可包括类似于在上面描述的电压变换电路系统和/或民放电保护电路系统。
除了在上面描述的方法和电路之外，在本文中还考虑微机电开关模件。在 一个实施例中，开关模件包括微机电开关和配置在开关附近的第一和第二信号 线，使得在开关导通时这两根信号线被耦合在一起。该模件还包括耦合到第一 和第二信号线，并适于传感开关性能参数的传感电路系统，以及耦合到开关的 至少一个端点，并适于在开关性能低于预定水平时，启动校正操作的控制电路 系统。在另一实施例中，开关模件包括具有控制元件和接触表面的微机电开关， 以及适于在开关每次已被导通时，作为用于接触表面的调整程度的一部分，把 随时间变化的电压加到控制元件的信号发生电路系统。一附加的开关模件实施 例包括具有控制元件的微机电开关，适于把包括至少两个非零电压电平的电压 分布加到控制元件的信号发生电路系统，以及可操作地耦合到信号发生电路系 统，并适于启动施加电压分布以便驱动开关的控制电路系统。
除了在上面描述的方法，电路和模件之外，在本文中还考虑了可利用计算 机的载体介质。这载体介质可以是诸如磁盘或光盘，磁带，即存储器的存储介 质。另外，这载体介质可以是诸如金属线，电线或无线介质，沿着它们可传输 数据或程序指令，或沿着这种金属线，电线或无线介质携带数据或程序指令的 传输介质。这载体介质可包含用于实现在本文中所描述方法的实施例可执行的 程序指令。例如，载体介质可包含通过用于接收已测量的微机电开关的性能参 数值，把这接收到的值与存储的预定参数值作比较，并在检测到开关性能低于 对应的预定值的水平后，就立刻启动校正操作的计算装置的可执行程序指令。
附图简述
在阅读下面详述的描述并参考附图之后，就会理解本发明的其它目的和优 点，其中：
图1A是导电梁悬臂开关的横截面视图；
图1B是具有与其横梁压住端电绝缘的横梁自由端的悬臂开关的透视图；
图1C是“摇摆”开关的横截面视图；
图2A是用于维持微机电开关性能的电路的方块图；
图2B是包括图2A电路的开关模件的方块图；
图3A是用于驱动微机电开关或调整开关接触表面的电路方块图；
图3B是包括图3A电路的开关模件的方块图；
图4A和4B是可被应用到清洁开关接触表面的电压波形的示范性实施例的 图；
图4C是在示范性的接触调整过程期间，开关电阻对所加电压的曲线图；
图4D是图4C中的接触调整部分的放大视图；
图5A到5D是加到驱动开关的示范性电压波形的图；以及
图6是说明用于维持微机电开关性能的方法的流程图。
尽管本发明易于进行各种修改和其它可替换的形式，但还是在附图中示出 其作为示例的专门实施例，并将在本文中作详细的描述。但是，应知道，并不 企图把本发明限制于所揭示的附图和详细描述的特殊形式，而恰相反，本发明 是要覆盖由所附权利要求规定的、属于本发明精神实质和范围内的所有修改， 等价方案和可替换的方案。

图1A示出一种MEMS悬臂开关10的横截面视图。导电梁12在一端部处 被固定到接触凸缘14。横梁12的另一端，在第二接触凸缘16上，当开关如图 1所示断开时，保存一段空间距离。栅电极，即控制元件18，处于在两个接触 凸缘之间的横梁12下面。在图1的静电开关中，在栅电极18和横梁12之间 施加静电的电位差来产生在它们之间的吸引力，造成横梁12向下移动。在横 梁12端部处的接触元件20，因此与接触凸缘16连接，使得信号可沿横梁12 在接触凸缘14和16之间通过。只要电位加着，开关就保持导通。一旦撤去所 加电位，悬臂开关12的弹性力应把横梁拉上去，断开这开关。应注意，不仅 在本文提供的其它透视和横截面图中，而且还有在图1A，1B和1C中，为了 图示说明的目的，把纵向尺寸放大了。例如，在横梁12和电极18之间的空隙 是在微米的数量级中。另一方面，悬臂12的宽度是在几十到几百微米的数量 级中，而悬臂的长度是在几十到几百微米的数量级中。
图1A的开关10是在基底11上形成的。至少基底11的上表面是绝缘的， 使得该基底可包括，例如，电阻率高的半导体或形成在导电或半导体基底上的 绝缘层。在图1A的实施例中，把信号线24和22分别连接到接触凸缘14和16。 信号线22和24，导电元件18，接触凸缘14和16，和横梁12可由单一的导电 层形成(一层用于横梁12，以及在下面的一层用于其它元件)。或者，一个或 多个元件可以是多层的结构。但是，至少每个元件中的一部分是导电的，使得 当开关导通时，在信号线24和信号线22之间形成连续的导电电路。在一实施 例中，开关10是在诸如硅的半导体基底上由金属形成。
另一种可替换的开关配置示于图1B。开关25具有其压住的端部与它的自 由端绝缘的横梁，而不是具有在其两个端部都与接触凸缘耦合的导电横梁。导 电横梁部分26包括配置在控制元件18上面的导电区，以便把将提供导通开关 所需静电力的电压加到元件18。但是，绝缘部分28把这导电区与控制元件20 隔离开。在这个实施例中，导通这开关，通过导电元件20把信号线30和32 连接在一起，而不是如图1A的通过横梁的长度。虽然在图1B中示出线30和 32以直角来配置的，但是，它们当然可以按直线或任意数量的其它取向来配置， 只要每根线中的一部分处于接触元件20的下面就行。而且，绝缘部分28的形 状可与所示的形状不同。例如，绝缘层可沿梁的大部分延伸，具有形成在绝缘 层上面或下面的导电层以形成导电部分26和导电元件20。另外，绝缘层28可 出现在靠近横梁的被压住一端，而不是在自由端，以便导电元件20与导电部 分26相接触。但是，这可能使已把电路接触的信号线在导通的开关附近成为 不合乎需要的宽。在图1B的实施例中，把导电压配置在全部控制元件18的上 面，且导电元件20与任何可能出现在横梁压住端上的信号隔离是较佳的选择。
图1C示出另外一种开关实施例的横截面视图。开关33是一种可转动的开 关，即“摇摆”式开关。把开关的横梁固定地构筑于靠近横梁中央的支撑点位 置34b上以绕扭转的支撑点34a转动。采用控制元件44使横梁的右侧部分38 运动，而采用控制元件46使右侧部分36运动。当把驱动电压加到元件44，而 不加到元件46时，接触元件42与在下面的接触凸缘50相接触，而接触凸缘 40保留在它下面的接触凸缘48之上。使控制元件的这些电压反向，以摇摆的 方式使接触元件40向下，而元件42向上。可用象在图1A中一样的导电横梁 来制作开关33，以便把连接到接触凸缘34的信号线可被耦合到一根线，它或 者被连接到凸缘50，或者被连接到凸缘48。或者，可把接触凸缘40和/或42 以图1B的方式与横梁的压住端隔离，而这被隔离的凸缘可被用来把两个信号 线连接在一起。
通过图1A-1C所示的开关，仅是开关的示范例，对它还可应用在本文中 描述的电路和方法。其它开关设计可能也是合适的。例如，还可采用示于图1A 和1B的悬臂开关的双端式(也称“隔板式”或“板带式”)结构。在这样一 种结构中，诸如元件20的接触元件将沿着横梁的长度(通常在中点处)两端 都被压住。然后在元件和各端之间接触元件的两侧都可配置一个或多个控制 栅。作为另一个示例，可把图1A和1B的信号线结构的外形结合在某些实施例 中。这样，可把在横梁被压住端处的信号连接到在横梁自由端下面的两根或更 多的信号线，以便可把相同的信号馈送到多根线上。开关的特殊形状和结构还 可与示于图1A-1C的形状和结构不同。例如，可把在所示的横梁被压住端的 诸如凸缘14和34的接触凸缘可与横梁本身是整体的，或在某些实施例中可省 略掉。
在图2A示出用于维持诸如图1A的那些开关性能的电路实施例的方块图。 在这个实施例中，把传感电路系统52耦合在一对信号线节点54之间。分别把 节点54可操作地耦合到第一和第二信号线，与开关联系在一起来维持性能。 在本文中所用的“可操作地耦合”指的是在所涉及的电路在工作的时候耦合。 虽然未在图2A中示出信号线结点，但在工作期间的这个耦合是由从节点54延 伸的虚线来指出。第一和第二信号线可以是诸如在图1A-1C中所示的那些线。 较佳的是，第一和第二信号线是当开关导通时耦合在一起的线。这种线可包括， 例如，在图1A中的线24和22，以及在图1B中的线30和32。因为传感电路 系统52适于传感开关的性能参数值，所以该电路应在被传感的值不被传感电 路的连接而改变的这种方式下耦合到信号线。在一个实施例中，把节点54耦 合到有关的信号凸缘，而这凸缘通过高值电阻与各自的第一和第二信号线分 开。换一种方法或者另外还有，传感电路系统52可包括由节点54看的高输入 电阻。
传感电路系统52适于传感开关的一个或多个性能参数。在一个实施例中， 性能参数是在节点54之间的电阻。当开关导通时，在耦合到节点54的信号线 之间的电阻可表现出由开关造成的电接触的质量。例如，电阻的升高可表示出 接触表面的退化或污染。在某些实施例中，传感电路系统52可适于传感在节 点54之间的电容。当开关断开时，在耦合到节点54的信号线之间的电容可表 现出开关的位置，诸如开关是否正常地断开，或是返回到正确的初始位置。传 感电路系统52还可在某些实施例中耦合到控制节点56，此处控制节点56可操 作地耦合到开关的控制元件(如从节点56延伸的虚线所提供的)。
在图2A的实施例中，传感电路系统52通过控制电路系统58耦合到控制 节点56。在这样一个实施例中，传感电路系统52可适于传感到加这开关作为 时间的函数的控制电压。把这电压信号与作为对跨越开关的电阻和/或电容的信 号结合起来，可使能传感诸如导通开关所需的控制元件电压或导通开关所必需 的时间的性能参数。控制电路系统58适于评估由传感电路系统52传感的性能 参数值，且如果开关的性能低于在预定水平时，启动校正操作。
在一个实施例中，控制电路系统58适于把被传感的性能参数值与存储着 的阀值60作比较，以便评估这被传感的性能参数值。存储着的阀值60根据被 传感的性能参数可包括，例如，电阻电容或者断开或导通开关的时间可接受的 值。阀值60可采用诸如存储元件或记录器的各种存储元件来存储。控制电路 系统58可在某些实施例中耦合到系统控制电路系统62，此处电路系统62控制 包含开关的较大系统。这个连接在图2A中用虚线示出。由控制电路系统58启 动的校正操作可在某些实施例中包括把专用的电压序列加到控制节点56，此处 该电压序列采用信号发生或调整电路系统64，即改变工作电压来产生。这校正 操作，可作另外可替代的方法或另外还有，包括用另外的控制节点66驱动另 一开关，此处节点66被可操作地耦合到另一开关的控制元件。
在某些实施例中，用于维持开关性能的电路可包括电压变换电路系统68。 电压变换电路系统68可用于把在传感，控制和信号发生电路系统中使用的电 压电平变换到用于驱动开关的电压电平。在一实施例中，其传感，控制和信号 发生电路系统是采用以硅为基的集成电路来实现的，例如，由这些电路使用的 逻辑电平可以在OV左右和在3V左右。另一方面，为驱动MEMS开关所需电 压可在几十伏的数量级。虽然据信在低电压下来实现尽可能多的电路是有利 的，可把电压变换电路系统68在某些实施例中配置在离控制节点56和66较 远的地方，使得某些信号发生或控制电路系统在适合于开关驱动的电压下实 现。
用另外的方法或者另外还有，该电路可包括静电放电(ESD)保护电路系 统70。在图2A的实施例中，把电路系统70耦合在控制节点56和外部端点72 之间，电路系统可进主控制节点56，从而进入开关的控制元件。静电放电电路 系统可帮助防止把原本不想要的静电电荷加到开关的栅极上。在开关具有多栅 极的实施例中，可为各个栅极提供ESD保护。同样，在诸如图2A包括对应于 另一开关的另一节点的实施例中，可对另一开关提供ESD保护，或者用另外的 方法或另外还有在节点56/66上的ESD保护，ESD保护不仅可应用于另外一个 或更多所示出的端点上，而且还可应用到节点54。
在图2A和在出现于本文所有的其它方块图中，这些方块是要代表功能度 而不是专门的结构。在图2A中，并不明显地示出诸如电源供给的某些实施的 细节。在本文描述的“电路”和“电路系统”可在适合的硬件和/或软件中实现。 例如，传感，控制，信号发生/调整，或电压变换电路系统中的任何或全部可包 括微处理机。实现采用电路系统和/或软件的代表电路可涉及把多个方块组合成 单一的电路或把多个电路组合以获得方块的功能。此外，在本文描述的系统和 方法可采用硬件和/或软件的各种组合，并在硬件和/或软件的一个或多个各种 不同的水平上来实现。图2A中电路的硬件内容可用从包括单一集成电路的到 具有分立元件电路的电路，甚至是半敞开部件的集合的各种方法来实现。
除了在上面描述的电路之外，在本文也考虑了微机电开关模件，此处，该 模件是一种开关和维持或控制它的电路的组合。图2B示出这种开关模件的示 范性实施例。示出连接到一对MEMS开关74的诸如参考图2A作描述的那种 电路。例如，示出耦合到开关78的控制元件76的控制节点56，而把另一控制 节点66耦合到另一开关82的控制元件80。在这里以示意的方式示出带有单一 控制元件的开关78和82。如在上面图1A讨论中注意到的，可形成各式各样的 MEMS开关。对带有多个控制元件的开关，图2A和2B的电路将包括对应的 多个控制节点。在图2B的实施例中，把传感电路系统52耦合到两组节点54a 和54b。把每个信号节点组中的一个连接到信号线86，而把另一个连接到信号 线84。两组传感节点在完成电阻测量时是有用的，例如，可用节点中的一组施 加电压，而用另一组施加最后测量的电流。把线84和86耦合到开关78和82 的两个端点，以便导通开关中的一个而把信号线连接在一起。不论是使用开关 78或是开关82，这要取决于控制元件80和76哪个被激励。
图2B的开关配置仅是示范性的。例如，可采用诸如示于图1B中的信号线 的其它结构。图2A的开关模件包括某些示范性的外部端点72，它可被用来， 例如，把信号提供到信号线和/或与开关有联系的控制栅。还可包括其它未示出 的诸如电源供给端的其它端点。另外，并不是所有示于图2B的端点72在某些 实施例中是必需的。例如，通过ESD电路系统70，耦合到控制节点56和另一 控制节点66的外部端点可被分别用来把信号加到开关78和82的控制元件76 和80。但是，在另外的实施例中，把外部信号加到这些控制元件是通过控制电 路系统58来进行的，以致按照在本文描述的方法，可改变用来维持开关性能 的任何所加的信号。
在图3A中示出说明用于驱动微机电开关或调整开关接触面的电路实施例 的方块图。图3A的实施例包括通过信号发生即调整电路系统64和电压变换电 路系统68耦合到控制电路系统58的控制节点56。可把ESD电路系统70耦合 在控制节点和外部端点72之间。如在图2A和2B中这些元件的情况下，电压 变换电路系统68和ESD电路系统70可在其它的实施例中省略掉。在图3A的 电路被用于驱动微机电开关的实施例中，信号发生/调整电路系统68适于把包 括至少两个非零电压电位的电压分布加到控制节点56。
在该电路用于调整开关的接触面的实施例中，信号发生/调整电路系统适于 在每次开关已导通时把随时间变化的电压提供到控制节点。在诸如这些可被提 供的电压分布的方法中包括由电路系统68的分布的产生或由控制电路系统58 提供的、或从外部提供的由电路系统68的分布的调整。在下面图4和5的描 述中，讨论可提供的特殊电压分布的示例。控制电路系统58适于启动对由信 号发生电路系统提供的电压分布的控制节点的施加。控制电路系统在某些实施 例中适于启动根据性能参数的评估来启动施加特殊电压分布，如在上面图2描 述的讨论中。
或者，控制电路58在某个特定时间或开关周期特定数已消逝之后可适于 启动分布的施加尤其是在电路是用于调整开关接触的实施例中。控制电路系统 还可以根据来自诸如图1A中电路系统62的系统控制电路的指令或根据某个其 它外部指令来启动电压分布的施加。
在图3B中示出结合图3A中电路的开关模件的方块图。在图3B的实施例 中，把控制节点56耦合到开关78的控制元件76，此处开关78的导通把信号 线86和84耦合在一起。如在上面图2B的描述中注意到的，在诸如图3B的模 件中，开关，信号线和外部端点的许多结构是可能的并已作过考虑。诸如图2B 或3B中的模件可单独代替开关而适用于较大的系统中。这模件可到较高性能 开关的作用，此处，在这个情况下所添加的性能是辅助电路系统提供的，而不 是只由MEMS开关的性质独自提供的。
图4A和4B示出可施加到开关的控制元件来清洁开关接触表面的示范性电 压波形图。图4A和4B画出示范性调整过程的电压对时间的曲线图。各图示出 施加到控制元件从“断开”值88(此处均为零伏)到非零的“驱通”值90的 电压，该“导通”电压大于开关导通的“驱动”值92。对电压是处在或高于驱 动值92的时间(忽略某些瞬变时间)是当开关被导通期间的时间。在某些例 子中，在电压加到导通之后，它可化开关几十到几百微秒的时间。一般来说， 当所加电压超过导通该开关所需的电压时，因为MEMS开关的横梁水平地移动 到某个程度，所以当开关导通时随时间变化的电压的施加可致使横梁的接触表 面相对于在下面的接触凸缘的接触表面的摩擦操作。这个摩擦操作可改善在两 个表面之间的接触，如由图4C和4D的电阻对电压的曲线图所图示说明的。图 4C的迹线94示出当所加电压超过驱动电压(在这情况下约42伏)时，在跨越 开关接触的电阻有一迅速的下降，表明了开关的导通。当电压增加到约65伏 的“导通”值时，电阻继续逐步下降。图4D的放大视图示出当电压在约69伏 和约59.5伏之间重复变化时，电阻进一步下降。
较佳的是，电压的变化使得在整个调整周期期间，所加的电压保留在驱动 电压之上，如图4A-4D中所示的。但是，在某些实施例中，即使开关的横梁 在电压变化中的一部分期间中，从接触凸缘搬开时，摩擦作用仍可以是有效的。 换句话说，在某些情况下，在图4A中正弦曲线的最低部分下降到低于驱动电 压92的调整过程，可能还是有效的。随时间变化的电压可以是如图4A的正弦 曲线，如图4B的三角形波，或者诸如方波的某些随时间变化的形状。虽然容 易产生周期性的波形，但随时间变化的电压不一定需要是周期性的或具有等幅 的摆幅。随时间变化的电压分布可在整个开关导通时段中施加，如在图4A中 的，或在这时段中的只有部分时段中施加，如在图4B中的。
图5A-5D示出可施加到开关控制元件以驱动这开关的示范性电压分布的 图例。在图5A-5D中的分布，各个分布都包含至少两个所施加电压的非零值。 在图5A的分布中，并不把“断开”电压88设置在零伏，而是在低于驱动电压 92的非零值。这个非零的“断开”值可减少导通开关所需的时间，或至少使导 通时间可更具有重复性。在某些实施例中，在横梁和在下面接触凸缘或控制栅 之间电容的测量可被用来确定横梁的位置，并通过调节这非零的“断开”值， 来控制这位置。在图5A的分布上的变化中，可在导通开关之前(改变到“导 通”电压)施加非零的断开电压，但所加电压可被返回到零以便再断开这开关。 一直下降到零值来断开这开关可保证这开关完全断开，并减少粘住的机会。
在图5B的分布中，取所加的电压到高于最后的“导通”值90之上的值达 一个时段to。这个在开关导通期间的“过冲量”可改善开关的导通速度或克服 诸如示于图1C的“摇摆”开关已经导通一侧的粘住。对把电压保持在升高值 的时间to，较佳的是，被保持得比开关的横梁在根据电压的施加与在它下面的 接触凸缘接触所需的时间短。
换句话说，较佳的是，所加的电压在导通开关实际接触之前被降低到稳态 的“导通”值90。这可防止开关以免随着一个将损害接触或在断开后就更可能 会粘住的力而导通。
在某些实施例中，图5B的初始的超量转换可与图5A的非零断开态的方案 组合。一般来说，断路电压是在示于图5A-5D的“断开”电压和“驱动”电 压之间的某处。而且，尽管图5B示出的量值是在大于驱动电压的电压电平之 上，但是在时期to之后的在图5B所示被降低的电压程度可以或者是大于，或 者是小于驱动电压。所有的问题在于通过电压被“逆转”的量值，仍是高于断 开电压(它可小于驱动电压)。
图5C示出在其重新断开之后能帮助减少已导通开关的粘住的另一种施加 的电压分布。在图5C的分布中，通过在初始时仅施加略高于驱动电压的电压， 然后把所加电压增高到稳态“导通”值90来导通开关。这种分布可为开关横 梁在接触凸缘上提供“软着陆”，减少可能发生的接触损伤和/或随后的粘住。 这种分布类型可在某些实施例中与图5A的非零断开电压方案相组合。图5D的 分布，除了开关的导通由于电压是缓慢地通过激励电压向上倾斜而更为平缓之 外，其余与5C的分布类似。斜坡变化还可替代在上面描述的任何电压分布的 任何一种或全部的剧烈电压摆幅或下降的电压态。
图6示出用于维持开关性能方法的实施例的流程图。这流程图从测量开关 的性能参数开始(框格94)。这个测量可由诸如图2A的传感电路系统52的电 路系统，可能在诸如图2A控制电路系统58的电路系统的指导下完成。或者在 由个人来实现图6的方法的实施例中，这测量可由个人采用有特征的硬件和/ 或软件来进行。如果开关的性能低于预定水平(判定框格96)，就启动校正操 作的尝试(框格100)。如果性能不需要校正操作，则开关的性能参数在等待 或者是预定时段，或者是直到催促地某个时段后再次被检测(框格98，框格 94)。再检测可通过，好比说，个人的判定催促再一次检测，或在包含开关的 总系统的工作中的有效时间来催促。至于在一实施例中是否需要校正操作的判 定可通过诸如图2A的电路来作出，例如通过与图2A的控制电路系统58有联 系的微处理机。或者，判定可通过完成这方法的个人来作出。如果判定由电路 来作出，它可能涉及为了性能参数，把测量到的性能参数值与预定阀值作比较。 这预定值在某些实施例中可通过开关使用人是可设定的，且可改变的，以及可 存储在与电路有联系的存储位置中。
校正操作的启动(或至少要想校正操作)可涉及各种根据被校正的开关性 能的特殊方面的工作。例如，如果开关的接触电阻太高，则可启动接触调整或 者形成或调整过程。这种过程可包括在开关已导通时，把诸如在上面图4中描 述的那些讨论的随时间变化的电压分布加到开关的控制元件。作为另一示例， 如果在断开时的开关电容在较佳的范围外面，则可调节在断开时加到开关的电 压。如果开关断开或导通所需的时间是在较佳的范围外面，或者横梁显出会太 严厉地打击接触凸缘，则可对用于驱动开关的电压分布作出调节。在上面图5 中给出可采用的分布变化类型的示例。如果校正操作解决了问题(判定框格 102)，就不采取进一步的操作，直到再一次检测性能参数值时为止(框格98)。 如果想要校正操作无效，则采取进一步的校正操作(框格104)。这附加的校 正操作可简单地就是前面操作的重复(正如可在接触调整过程的情况下进行 的)，或者可以是涉及对前面采取的操作的一种更迭(例如，对用于驱动开关 的电压分布前面的变化是无效的)。
诸如在图6说明的并在本文中描述的那些执行方法的程序指令在载体介质 上传播或存储。载体介质可以是诸如金属丝，电线，或无线传输线路，或沿这 种金属丝，电线，线路传输的信号的传输介质。载体介质还可以是诸如非永久 性或永久性存储器(例如，只读存储器或随机存取存储器)，磁盘或光盘，或 磁带的存储介质。
在本技术领域中的技术人员将会理解，对具有本披露内容优点的本发明提 供用于维持MEMS开关的性能，用于驱动MEMS开关，以及用于调整MEMS 开关接触表面的线路和方法是可信的。用于完成调整过程的激励源可以由或者 是电(电压或电流)，磁，或者是热源产生的。在本技术领域中的技术人员鉴 于本描述对本发明各方面的进一步修改和另外可替换的实施例来说是理解的。 想说的是，应把下面的权利要求解释为包括所有这种修改和变化，以及，因而 本说明书和附图应被看作是说明性的而不是限制性的意义。