Электростатическое реле

Авторы патента:

H01H59 - Электростатические реле; реле, основанные на явлении электростатического прилипания (муфты, основанные на использовании эффекта Джонсона-Раабека H02N 13/00)

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для построения коммутирукхцих цепей s автоматике , вычислительной и измери: тельной технике, телеметрии, телефонии и т.п. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение зависимости характеристик переключения реле от температуры, Электростатичес кое реле содержит верхний J и ниж НИИ 2 неподвижные управлякнцие электроды , диэлектрическую пластину 4, установленную между неподвижными электродами . Пластина 4 свободно закреплена с помощью тонких перемычек. На Пластину 4 с двух сторон нанесена металлизация в виде областей 7 и 8, которые не перекрываются между собой. Наличие этих металлизированных областей позволяет осуществлять фиксацию пластины в любом положении Включено или Выключено, На пластине 4 расположен подвижный контакт 9, над которым установлен неподвижный кон такт 10, 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYSfNH (51) 4 Н 01 Н 59/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4118716/24-07 (22) 26.06.86 (46) 15,06.88, Бюл. 11 22 (72) И,Н,Грошев (53): 621.318,51(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 462228, кл, Н Ol Н 59/00, 1973, Авторское свидетельство СССР

У 618808, кл, Н 01 Н 59/00, 1972, (54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для построения коммутирующих цепей в автоматике, вычислительной и измерительной технике, телеметрии, телефонии и т.п. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение зави„„SU„„1403141 A 1 симости характеристик переключения реле от температуры, Электростатичес кое реле содержит верхний 1 и ниж.. ний 2 неподвижные управляющие элект" роды, диэлектрическую пластину 4, установленную между неподвижными электродами. Пластина 4 свободно закреплена с помощью тонких перемычек. Не пластину 4 с двух сторон нанесена металлизация в виде областей 7 и 8, которые не перекрываются между собой, Наличие этих металлизированных областей позволяет осуществлять фиксацию пластины в любом положении пВключено или "Выключено". На пластине 4 расположен подвижный контакт 9, над. которым установлен неподвижный кон такт 10. 4 ил.

1403141

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения коммутирующих цепей в вычислительной технике, автоматике,. 5 телефонии и т.д.

Цель изобретения вЂ” увеличение быстродействия электростатического реле, расширение температурного диапазона работы. 10

На фиг.1 изображено реле, продоль. ный разрез; на фиг. 2 вЂ” то же, вид сверху; на фиг.3 вЂ” разрез А-А на фиг.1 (конструкция подвижной пластины); на фиг,4 вЂ” ход потенциала на, неподвижных управляющих электродах

: в зависимости от времени в процессе переключения реле, Устройство содержит верхний неподвижный управляющий элемент 1, ниж- 20 ний неподвижный электрод 2, диэлектрическую прокладку 3 между электро дом 1 и диэлектрической пластиной 4, диэлектрическую прокладку 5 между нижними управляющими электродом 2 25 и пластиной 4, Диэлектрическая пластина 4 представляет собой тонкую пленку, обпадающую хорошими упругими, свойствами,, например, из окиси кремния SiO, толщиной 0,4 мкм, Пласти на 4 свободно закреплена с помощью тонких перемычек 6, На пластину 4 с двух сторон нанесена металлизация в виде областей 7 и 8 из хрома толщио . ной 300-500 А. Металлизованные области 7 и 8 перекрываются между собой, На пластине 4 расположен подвижный контакт 9, например, из золота, толщиной 1- 2 мкм. Над контактом 9 40 с зазором в несколько микрон расположен неподвижный контакт 10 из золота толщиной 10-30 мкм.

Устройство работает следующим образом. 45

На любой из электродов, например

1,подается положительный потенциал, При этом электрод 2 заземлен.Подвижная пластина 4, все металлизированные области 7 и 8 которой также имеют потенциал земли, притягивается к электроду 1.

В процессе переключений пластина 4 оказывается притянутой к электроду 2, Область 7 на пластине 4 имеет потенциал электрода 1(+), а область 8вЂ” потенциал электрода 2(-), Таким образом, область 7 и электрод 2 имеют разные потенциалы и притягиваются.

Сила электростатического притяженйя прижимает пластину 4 к электроду 2.

В этом положении контакты 9 и 10 разомкнуты. Для замыкания контактов изменяются знаки потенциалов на электродах 1 и 2, т,е. потенциал электрода 1 делают отрицательным, а электрода 2 вЂ” положительным. Потенциал областей 8 становится при этом положительным и равным потенциалу областей 7. Области 7 и 8 с положительным потенцйалом пластины 4 начинают притягиваться к отрицательному электроду 1, При соприкосновении с электродом 1 области 7 принимают его потенциал, но пластина 4 продолжает прижиматься к электроду 1 эа счет положительного потенциала областей 8, которые не экранируют областями 7. Контакты 9 и 10 замыкаются. Для размыкания контактов 9 и 10 необходимо снова поменять знаки потенциалов на управляющих электродах 1 и 2, На фиг,4 потенциал электрода 1 в зависимости от времени при переключении реле показан сплошной линией, а электрода 2 вЂ” пунктирной. Перемещение пластины 4 во всех режимах работы происходит только за счет сил электростатического притяжения,так как пластина 4 подвешена свободно..

Это позволяет реализовать максимально возможное быстродействие электростатического реле при заданной массе подвижной пластины.

Параметры переключения предлагаемого реле слабо зависят от темпера туры вследствие неучастия сил упругости в процессах переключения. Предлагаемое реле отличается стабильностью величины его емкости в выключенном состоянии и в процессе переключений, Это важно при использовании реле в высокочастотных схемах, где большое значение имеет стабильность его реактивных параметров.

Формула изобретения

Электростатическое реле, содержащее неподвижные управляющие электроды, установленную между ними подвижную пластину с расположенным на ней подвижным контактом и неподвижный контакт, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения температурчого диапазона работы, подвижная пластина

14031 ф7иГ 2

А-А

7 В 6

Фи,г.3 выполнена в виде свободно закрепленной упругой диэлектрической пленки, на обеих поверхностях которой дискретвЂ” но нанесены металлизированные облас5 ти таким образом, что металлизирован41

4 ные области, расположенные с одной стороны диэлектрической пленки, не перекрывают металлизированные облас ти, расположенные с другой стороны диэлектрической пленки.

1403141

Составитель С.Хромов

Техред М.яндык Корректор Л;Патай

Редактор И.Касарда

Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35 Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2868/44

Производственно-пощ графическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,

Похожие патенты:

Электростатическое реле // 1363323

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутирования электрических цепей в аппаратуре автоматики, сигнализации и связи в различных областях народного хозяйства

Электростатическое реле // 1159084

Электростатическое реле // 1001219

Высоковольтный прерыватель // 764002

Электрод электростатического реле // 738009

Электростатическое реле и способ управления им // 653642

Электростатическое реле // 632005

Электростатическое реле // 618808

Способ управления электростатическим реле // 607293

Способ управления электростатическим реле // 607292

Миниатюрное реле и соответствующие варианты его использования // 2325722

Радиочастотный микроэлектромеханический переключатель (рч мэмс-переключатель) с гибкой и свободной мембраной переключателя // 2433499

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиочастотных коммуникационных системах

Электростатическое реле // 1418823

Электростатическое реле // 1575249

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электростатическим реле

Микромеханическая система // 2522878

Изобретение относится к микросистемной технике для создания электростатически управляемых микромеханических резонаторов для датчикопреобразующей аппаратуры и микрореле для коммутации СВЧ и НЧ аналоговых электрических цепей. Система содержит микромеханический исполнительный элемент, микроэлектронный преобразователь постоянного тока, вибрирующий элемент в виде миниатюрного пьезоэлектрического резонатора, автоколебательную резонансную схему, обратную связь, фазовращатель, емкость (конденсатор), интегральные логические КМОП-элементы, жесткую пластину и упругие подвесы. Технический результат заключается в создании микромеханической системы, отличающейся простотой конструкции и устойчивыми воспроизводимыми эксплуатационными характеристиками. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Способ изготовления электростатического силового мэмс ключа // 2527942

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления электростатического силового микроэлектромеханического ключа, в котором формируется плоскопараллельное соединение поверхности кремниевого кристалла и печатной платы за счет сформированного микрорельефа на соединяемой поверхности кремниевого кристалла с использованием проводящего клеевого соединения. Обеспечение заданного зазора между подвижной структурой кремниевого кристалла и печатной платой и создание за счет этого оптимального соотношения между величиной управляющего напряжения и жесткостью подвижной структуры кремниевого кристалла является техническим результатом изобретения. Способ изготовления микромеханического элемента включает формирование на подложке кремния (1) технологической мембраны (2), выступов (3), рабочей мембраны (5), микрорельефа (4), приповерхностного высоколегированного n+ слоя (6) и изоляции (7) фотолитографией, формирование металлического шунта (8) путем напыления золота на подслой вольфрама и формирование подвижного электрода в виде консоли с гибкими поддерживающими балками сквозным плазмохимическим травлением щелевидных отверстий (9) в рабочей мембране, а также изготовление металлической печатной платы (10), силовых шин (11), нижнего электрода (12) и рамки для верхнего электрода (13), с последующим соединением микромеханического элемента и металлической печатной платы при помощи проводящего клея. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Переключатель и коммутатор // 2532684

Изобретение касается переключателя или коммутатора, содержащего хотя бы один такой переключатель, который содержит бистабильный элемент в МЭМС-исполнении, средства переключения и коммутационный узел. В качестве коммутационного узла использован МДП-транзистор, подвижным затвором которого служит подвижная подпружиненная мембрана с хотя бы одним проводящим элементом над областью канала МДП-транзистора и с включением из магнитного материала. Магнитное включение на мембране может быть выполнено из магнитомягкого или магнитотвердого материала. Для перевода мембраны из одного стабильного состояния в другое на магнитное включение на мембране воздействуют внешним (внешними) или выполненным (выполненными) заодно с переключателем одним или несколькими источниками магнитного поля. Технический результат - создание обладающего высокой надежностью простого в изготовлении и универсального в применении МЭМС-переключателя с фиксированными состояниями, с сохранением состояния в отсутствие питания, не требующего больших напряжений для переключения и не имеющего магнитных контактов. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.