Menlo Micro suporta baixo

Apr 18, 2024

Sistemas microeletromecânicos (MEMS) são uma tecnologia que vem crescendo em importância, principalmente nos últimos anos. Consistindo em componentes mecânicos e eletromecânicos miniaturizados que podem ser fabricados em microescala, os MEMS se tornaram uma ferramenta importante em muitas aplicações de baixa potência.

Apesar de seu uso em aplicações de baixa potência, projetar com MEMS pode ser um desafio devido à dependência de circuitos de energia de alta tensão para operação adequada. Na semana passada, a empresa MEMS Menlo Micro lançou o MM101, uma nova solução de driver de baixa potência e alta tensão baseada em bomba de carga para interruptores MEMS.

O dispositivo pretende ser um complemento dos produtos Ideal Switch da Menlo Micro. Em 2022, a empresa lançou uma série de dispositivos baseados na tecnologia, incluindo um dispositivo para comutação de RF e outro para distribuição de alta potência. Neste artigo daremos uma olhada nos circuitos de bomba de carga, seu valor em aplicações MEMS e o novo produto da Menlo Micro.

Um problema no projeto de circuitos MEMS é que esses sistemas geralmente dependem de tensão de polarização relativamente alta e variável para operação adequada. Justaponha isso com o fato de que os dispositivos MEMS são frequentemente usados ​​em aplicações de baixa potência e baixa tensão, e fica claro que o verdadeiro desafio reside em gerar as altas tensões necessárias a partir de uma fonte de baixa tensão, mantendo ao mesmo tempo o baixo consumo de energia.

Para fazer isso, um circuito popular é a bomba de carga. Um circuito de bomba de carga, ou regulador de bomba de carga, é um tipo de conversor DC-DC que geralmente consiste em nada além de capacitores e interruptores (em outras palavras, transistores) e funciona cronometrando e controlando cuidadosamente esses interruptores para explorar as características de transferência de carga de capacitores. Através de carga e descarga alternativa de capacitores, uma bomba de carga pode aumentar ou diminuir uma determinada tensão de entrada até o nível desejado.

Mais eficiente que um regulador de dropout linear (LDO), mas menos eficiente que um conversor boost, o conversor de bomba de carga é uma solução relativamente eficiente para aumentar tensões. Embora não seja a opção mais eficiente disponível, o verdadeiro ponto forte das bombas de carga é a sua pequena área.

Contando apenas com capacitores e transistores, ambos fáceis de fabricar em processos micro CMOS padrão, os circuitos de bomba de carga oferecem uma solução muito mais eficiente em termos de espaço do que um conversor boost.

No contexto dos circuitos MEMS, as bombas de carga são uma escolha ideal por uma série de razões, mas é principalmente a combinação única de alta eficiência energética e baixa área que as torna tão desejáveis. Onde os circuitos MEMS pretendem ser pequenos e eficientes em termos de energia, a bomba de carga é uma ótima solução para criar as grandes tensões necessárias para polarização de MEMS.

O novo produto da Menlo Micro, o MM101, foi projetado principalmente com aplicações MEMS em mente. Para este fim, ele aproveita o circuito da bomba de carga para obter tensões de entrada de baixa potência e convertê-las em saídas de alta tensão. Especificamente, este dispositivo foi projetado para receber uma tensão de entrada de 5 V e pode produzir tensões de saída de 10 V a 100 V, dependendo do circuito externo.

Com esta saída de alta tensão, o MM101 oferece 8 saídas push-pull de alta tensão, cada uma capaz de emitir até 72 µA de corrente nas saídas de alta tensão. Além disso, o chip, que vem em um pequeno pacote QFN de 5 mm × 5 mm e 32 pinos, suporta SPI de 32 MHz para um esquema simples de comunicação e controle. Mais informações podem ser encontradas na ficha técnica do MM101.