盤結(jié)構(gòu)振動的MEMS諧振器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、微機械系統(tǒng)（MEMS）是一個發(fā)展迅速、而且應(yīng)用也越來越廣泛的技術(shù)。而MEMS器件中的諧振器憑借其靈敏度高、Q值高、可靠性好以及低功耗等優(yōu)良特性在各行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)都發(fā)揮了越來越重要的作用，包括汽車電子、生物醫(yī)學(xué)、定位導(dǎo)航系統(tǒng)以及軍事等領(lǐng)域。
　　本文首先對射頻MEMS進(jìn)行了簡單的介紹，然后介紹了MEMS諧振器，給出了諧振器的定義、特點以及其在通信系統(tǒng)和振蕩器中的應(yīng)用，得出了研究MEMS諧振器的必要性。然后介紹了幾種諧振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對

2、參數(shù)中的品質(zhì)因數(shù)進(jìn)行了重點介紹，接著給出了MEMS諧振器的分類和幾種典型的產(chǎn)品。
　　根據(jù)以上分析，重點研究了單個圓盤諧振器受到動態(tài)信號作用時的可靠工作范圍。首先對忽略圓盤本身形變的情況進(jìn)行了理論計算，計算分為三種情況：靜態(tài)信號作用、階躍信號作用以及脈沖信號作用。接下來，又對這三種情況下考慮圓盤本身形變時的工作范圍進(jìn)行了理論計算，并把計算所得的結(jié)果和忽略形變時的結(jié)果進(jìn)行了對比。對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤本身的形變?yōu)楸P與電極間距的1％時，考慮

3、形變時諧振器的精度可以提高10%。
　　為了驗證上面計算的正確性，運用ANSYS軟件對單個圓盤諧振器進(jìn)行了仿真。仿真的第一步是先對諧振器建模，然后進(jìn)行模態(tài)分析，從模態(tài)分析中我們可以得出，形變對諧振器工作范圍的影響是很小的。接下來分別對MEMS盤諧振器在靜態(tài)信號、階躍信號和脈沖信號作用下的電壓V和慣性加速度a進(jìn)行了仿真，并由仿真的電壓和慣性加速度得出了表征它們的P和q的值。最后把仿真得出的結(jié)果和理論計算的結(jié)果進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)仿真的結(jié)