忆阻射频开关在毫米波应用中表现出更好的性能

射频 (RF) 开关是控制不同电路段之间射频信号路由的电子元件，例如打开或关闭信号或重定向信号。这些开关是智能手机、手机信号塔和无线网络等众多通信技术运行的核心。

阿卜杜拉国王科技大学、巴塞罗那自治大学和其他机构的研究人员最近开发出了一种忆阻射频开关，可在 100 GHz 以上的惊人频率下工作。这些开关发表在《自然电子学》杂志上，可能有助于提高现有通信设备的数据传输速率。

研究人员开发的射频开关基于忆阻器，这是一种双端电子设备，在受到精心设计的电应力后，其电阻会发生变化。忆阻器本质上充当开关，可根据需要在关闭状态(即高电阻阻止电流流动)和开启状态(即低电阻允许电流流动)之间切换。

该论文的主要作者 Mario Lanza 告诉 Tech Xplore：“用于毫米波 (mmWave) 应用的射频数据传输开关是覆盖 5G 和 6G 通信频段的现代无线收发器的基本构建模块。”

“其功能概念相当简单：它们在 (i) 阻止来自电路不同部分的高频信号(隔离)和 (ii) 以尽可能少的功率损耗传输信号之间切换。这听起来可能很简单，但实际上非常具有挑战性，特别是当宽带通信标准被推向更高的频率(超过数百 GHz)以​​提高电信数据速率时。”

在 100 GHz 以上的频率下，需要仔细综合考虑非理想性、器件寄生效应和性能，才能获得可接受的性能。这些需求由集成电路 (IC) 内的不同组件来满足，包括微机电系统 (MEMS)、晶体管、二极管或变容二极管等半导体器件，以及最近基于金属-绝缘体过渡材料的忆阻器。

所有这些元件都有其独特的优势。然而，利用它们开发可在 100Gz 以上频率下运行的无线通信解决方案迄今为止极具挑战性。

该研究的第一作者塞巴斯蒂安帕索斯博士说：“忆阻器的结构相对简单，在金属电极(即电容器)之间夹有一层绝缘层或半导体层，能够通过电刺激持续切换其电阻。”

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