mems电容式方块谐振器的等效模型研究

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2、究成果据ｋ所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发衷或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：Ｖ《年＾月Ｘ扣—＿＿＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可１＾：将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

3、索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。’（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：＿导瓜＿＿导师签名：／和餐日期：名年／月日＾分类号密级注1UDC学位论文MEMS电容式方块谐振器的等效模型研究（题名和副题名）梁冰（作者姓名）指导教师宋亚梅电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电路与系统提交论文日期2016-3-10论文答辩日期2016-4-26学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。Researchof

4、EquivalentCircuitforaMEMSCapacitiveSquareResonatorMasterThesisAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CircuitandSystemAuthor:LiangBingSupervisor:SongYameiSchool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要通过结构的机械振动，射频微机电系统（RF-MEMS）可以实现射频电子器件的选频等功

5、能。MEMS具有Q值高、体积小、插损低、功耗低和与CMOS工艺兼容性好等特点，因此能很好得克服传统选频单元的缺点。但是它还存在诸如动态阻抗过高和可靠性比较低等的问题。另外，缺少有效的理论模型也是制约MEMS器件发展的一个主要因素。本文通过分析RF-MEMS电容式方块谐振器的机械结构和电气特征，给出了一种新的等效电路模型并且该模型通过实验验证。同时，本文还分析了可以用于降低动态阻抗的可动电极结构，并给出了结构的优化方法。主要内容为：（1）使用理论推导和有限元仿真两种方法计算谐振器的模态，并且得到相同的结果。理论计算时使用的分离变量法可以进一步用

6、于分析谐振结构的机电参数。采用解析计算的另一个结果就是可以推导出被广泛使用的方块谐振器的频率公式。（2）分析了常规的RLC谐振器模型和三种用于MEMS器件的模型，总结了它们的优缺点并且提出一种压控电流源模型结构。该模型中还加入了一个压控调谐电容以描述非线性特性。这个电容可以根据理论计算，也可以根据实验结果推出。（3）使用机电等效理论计算出的等效参数与参考文献和软件仿真的结论相同，并且通过实验验证，得到的元件值的偏差最大为18%。推导压控调谐电容是从非线性弹性系数出发，将频率、弹性系数、等效电容电感和振幅联系在一起。从实验结果可以看出调谐电容的

7、变化趋势与非线性频率漂移成负相关。（4）针对可以降低动态阻抗的可动电极结构进行了力学分析。通过推导移动梁受到的静电力（由电极和谐振器体之间的电容产生）和弹性回复力计算出所需的最小偏置电压。在考虑到偏置电压大小、移动梁的加工难度和可靠性等问题的情况下提出一个评估参数FOM，通过该指标可以得到最优的移动梁尺寸。关键词：射频微机电系统，压控电流源模型，压控调谐电容，可动电极IAbstractAbstractRadio-frequencyMicro-electrical-mechanicalsystems(RF-MEMS)canachievemult

8、iplefunctionsoftraditionalRFelectricaldevicesthroughmechanicalvibrating.MEMSdevice