MEMS器件系統(tǒng)級(jí)仿真技術(shù)研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展,有限元分析越來越不能適應(yīng)復(fù)雜器件設(shè)計(jì)的要求,系統(tǒng)級(jí)的模擬和分析對(duì)器件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化起著越來越重要的作用.系統(tǒng)級(jí)模擬的關(guān)鍵技術(shù)之一是建立MEMS器件的宏模型.該論文采用等效電路的方法建立了基本MEMS器件的宏模型,在建模過程中主要利用了SPICE中的多項(xiàng)式受控源來建立和簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu).文章首先研究了集總參數(shù)的平行板機(jī)電換能器.介紹了橫向運(yùn)動(dòng)和縱向運(yùn)動(dòng)的兩類平行板結(jié)構(gòu),由能量法推導(dǎo)得到機(jī)電耦合部分的特性方程,并以梳狀諧振

2、器和理想電耦合力傳感器為例,建立了器件的大信號(hào)等效電路宏模型,并進(jìn)行了理論上的驗(yàn)證.提出了建立集總參數(shù)MEMS器件的大信號(hào)等效電路宏模型的思想.梁和膜結(jié)構(gòu)機(jī)電換能器是分布參數(shù)MEMS器件中常見的結(jié)構(gòu).針對(duì)懸臂梁和固支梁兩種結(jié)構(gòu),采用受控源分別建立了它們的F-V類比和F-I類比的多模態(tài)小信號(hào)等效電路宏模型.對(duì)四邊固定的矩形膜,首次建立了F-I類比的二維電路陣列小信號(hào)等效電路宏模型.對(duì)上述宏模型都進(jìn)行了SPICE的系統(tǒng)級(jí)模擬與Covento