Электростатическое реле

О П И С А Н И Е 314304ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 02,11.1970 ( 1,395318/18-24) МПК Н 03 с 17/52 с присоединением заявкиКомитет по лелам зобретений и открытийнор итет УДК 621,374.33(088 Опубликовано 07.1 Х.1971. Бюллетень27Дата опубликования описания 15.Х 11.1971 и Совете Министров СССРАвторзобретени в: ) 8 А Яу 1 Яч Я":1 ьйттте4,3 йС :6 ф В. В. Чесноков явитель ЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ РЕ оистве полость межд дом и мембраной т ой плоский конденса ектриком, но один из рму клина. Для так гия определяется форе О".Н8 М (йН + 1/я) у управляакже предтор с двуслоев (заой системы мулой: В этом устр ющим электро ставляет соб слойным диэл зор) имеет фо сила притяжесь = де а - величина зазора в 8-. а+(е ма 2 я.м что для ния края лирующий управляюИзобретение относится к электронной технике.Известно электростатическое реле, в котором гибкая мембрана перемещается под действием электростатического притяжения со 5 стороны управляющего электрода. Реле содержит подложку 1, мембрану 2, изолирующий слой диэлектрика 3, зазор 4, контактный выступ 5 и управляющий электрод 6.Полость между управляющим электродом и 1 гибкой мембраной представляет собой плоский конденсатор с двуслойным диэлектриком. Для такой системы сила притяжения, действующая на единицу мембраны, определяется формулой; 1 где У - рабочее напряжение;Н - длина рабочего участка мембраны; 2а - величина зазора;д - толщина изолирующего слоя диэлектрика;е - диэлектрическая проницаемостьтериала изолирующего слоПредлагаемое реле отличается те снижения напряжения срабатыва мембраны закреплены через изо слой диэлектрика на поверхности щего электрода. 3 месте максимального удаления мембраны от поверхности изолятора. При выводе уравнения (2) для простоты предполагалось, что величина зазора от нуля до максимального значения изменяется по линейному закону.Из чисто качественных соображений ясно, что электростатическая сила притяжения мембраны к управляющему электроду наиболее велика там, где зазор 4 сходит на нет, т. е. его величина приближается к нулю. При подаче рабочего напряжения пленка под действием электростатических сил прижимается к слою диэлектрика вначале в углах зазора. При этом точка, где зазор сходит на нет, смещается в сторону от угла, наибольшая сила притяжения теперь действует в точке нового положения угла зазора и т. д.Подобным же образом должно работать устройство обращенное по сравненшо с изосдактор Б от Заказ 3346/3 Изд, М 1412 Тираж 473ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СовеМосква, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписноинистров ССС Типография, пр, Сапунова, 2 браженным па фиг. 2, т. е. такое, когда изолирующий слой диэлектрика 3 нанесен па обращсннуго к уггравляющему электроду сторону мембраны 2 и перемещается вместе с ней, а рабочий зазор образован пространством между этой сложной пленкой и управляющим электродом.Приведем оценочное сравнение рабочих напряжений известной и предлагаемой систем при равенстве сил, действующих на мембра ну, Обозначим через С/г рабочее напряжение прибора па фиг, 1, через У 2 - величину зазора на фиг, 1 к максимальной величине зазора на фиг. 2. Из уравнений 1 и 2 можно получить:15 Для используемых на практике величин;е = 10; Юс = 0,5 мкм;яН = 1 мкмполучаем У,/Уг: 4, б.Значительного дальнейшего снижения рабочего напряжения можно добиться, как оче видно из уравнения (3), применив изолятор с высокой диэлектрической проницаемостью. Использование предлагаемого устройства, например в пленочных электростатических реле, позволит уменьшить напряжение срабатывания этих реле или соответственно увеличить значение коммутирующего напряжения.Снижение рабочего напряжения пленочных реле даст возможность использовать их вместе с интегральными схемами, расширит возможности микроэлектроники.Возможно использование предлагаемого устройства и в других приборах, например пленочных электростатических микрофонах, динамиках и др,Пр ед м е т изо брете ния Электростатическое реле, содержащее подвижную пластину в виде гибкой мембраны, управляющий электрод и контактный выступ, укрепленные на изоляционном основании, причем поверхность пластины отделена от управляющего электрода изолирующим слоем диэлектрика и зазором, отличающееся тем, что, с целью снижения напряжения срабатывания, края мембраны закреплены через изолирующий слой диэлектрика на поверхности управляющего электрода.