MEMS-Varaktoren

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MEMS-Varaktor-Array auf PCB für einen parametrischen Verstärker.

Die industrielle Entwicklung wird durch kognitive Systeme vorangetrieben, die künstliche Intelligenz mit fortschrittlichen Sensoren kombinieren. Die wachsende Nachfrage nach solcher Sensortechnologie entspricht den steigenden Anforderungen an Präzision, Effizienz, Vielfalt und Langzeitstabilität in verschiedenen Branchen. Selbst die bereits auf dem Markt erhältlichen Sensorsysteme können von der Integration eines intelligenten Varaktor-Tuners erheblich profitieren.

 

Innovation des Fraunhofer IPMS

Fraunhofer IPMS entwickelt innovative und hochintegrierbare MEMS-Varaktoren mit großer Durchstimmbarkeit der Bauelementkapazität für verschiedene Anwendungen. Dank der adaptiven Anpassung von Impedanz und Frequenz durch die MEMS-Varaktoren gewinnen bestehende Sensorlösungen neue Vorteile, wie z. B. die Kompensation von Störsignalen oder Störungen, die Durchführung von Inline-Kalibrierungen oder die Erweiterung von Messbereichen. Unsere Varaktor-Tuner bieten außerdem große Dynamikbereiche und eine hervorragende Integrierbarkeit in verschiedene Systeme.

Funktionsweise und Spezifikation

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3D-Aufnahme eines Varaktorchips mittels Laser-Scanner-Mikroskops.

Unsere MEMS-Varaktoren sind elektrostatisch angetrieben und verfügen typischerweise über drei Elektroden, wodurch die kapazitive Last gezielt gesteuert werden kann. Wichtige Vorteile sind:

  • In-Situ Signalmodifikation/-kompensation
  • Kontinuierliche Anpassung von Impedanz und Frequenz
  • Große Dynamikbereiche
  • Volle CMOS-Kompatibilität
  • Einfache Integrierbarkeit

Je nach Design können verschieden Parameter eingestellt werden. Die wichtigsten sind:

Parameter min max
Signalfrequenzen / GHz DC (Gleichstrom) 20
Kapazitäts-Abstimmverhältnis 5 15
Kapazitäts-Änderungsrate / MHz DC (Gleichstrom) 1
Baugröße (Footprint) / mm² 0,7 × 0,7 3 × 3
Gütefaktor 80 100
Ansteuerspannung / V 5 50
Signalleitungswiderstand / µΩ·cm 2,7 2,7
Absolute Kapazität / pF 0,2 10

Angebot und Kooperationsmodelle

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Drei Varaktorchips im Chipblock als Größenvergleich.

Wir begleiten Sie von der Idee bis zur Pilotfertigung – flexibel kombinierbar:

  • Machbarkeitsstudie & Spezifikationsentwicklung
  • Demonstrator- und Prototypenentwicklung inkl. Test und Validierung im Labor
  • Ramp-up und Pilotfertigung der Sensorelemente in unserem 200mm MEMS-Reinraum
  • Lizenzierung der Basis-Technologie und gemeinsame IP-Strategie
  • Auftragsforschung und Co-Funding durch Förderprogramme

Ihr Mehrwert:

  • Früher Zugang zu einer MEMS-Sensorplattform mit Alleinstellungsmerkmalen
  • Maßgeschneiderte Sensorlösungen statt Standardkomponenten
  • Langjährige Entwicklungskompetenz und Infrastruktur des Fraunhofer IPMS

Weitere Informationen: Wie Sie mit uns zusammenarbeiten können

Beispiele für Anwendungen mit MEMS-Varaktoren

Anwendung

Mess- und Sensortechnik

  • Inline-Kalibrierung
  • Anpassung von Messbereichen
  • Auflösungsanpassung

Anwendung

Kommunikationstechnik

  • 5G- und 6G-einstellbarer Filter
  • Anpassung der Antennenimpedanz

Anwendung

Industrie und Automatisierung

  • Inline-Kalibrierung
  • Driftkorrektur
  • Überwachungssysteme

Aktuelle Projekte

 

Projekt

MEMS-ParAmps

MEMS-basierte parametrische Verstärker für Reichweitenoptimierung drahtloser Sensornetze

 

Projekt

HF-Sensors MEMS-Varaktor

in Zusammenarbeit mit iCampus