基于宏模型技术的MEMS系统级仿真研究

发布时间：2024-04-01 02:35

　　随着微纳加工技术与集成电路制造工艺的不断发展与兼容,出现了CMOS-MEMS等多种新型集成制造工艺,使得MEMS产业从早期生产单个的MEMS器件发展到目前以片上系统(System on Chip, SOC)或者片内封装系统(System in Package, SiP)为代表性的,能实现MEMS功能结构器件与集成电路混合信号处理单元集成的复杂系统。MEMS中元器件的高集成度与系统功能的多样化要求面向MEMS的计算机辅助设计工具能够对MEMS整体行为进行快速建模和仿真分析。结构化设计思想的形成则使面向MEMS的系统级设计技术得到了长足的发展,目前应用基于MEMS宏模型技术的系统级设计工具来获得整个系统的行为特性已成为研究热点。本文结合目前MEMS系统中结构与电路单元的高度集成化与功能日趋复杂化的发展现状,重点针对MEMS多能量域耦合等非线性特点,主要做了以下研究工作： 基于结构力学等基本理论,利用解析法建立了线性梁、非线性梁、刚性平板、弹性平板、静电间隙、静电梳齿、“V”形驱动器等常用MEMS规则结构的解析宏模型。将自建宏模型利用MAST硬件语言描述,可放入到CoventorWare软件...

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2超越摩尔定律一国际半导体技术发展路线图〔8〕Fig.1.2MorethanMoore一internationalteehnolo留roadmaPforsemieonduetors

度高灵敏度等技术优势，使得其在汽车电子、消费电子、自动控制、信息、无线物联网、环境监控、航空航天、国防军工等应用领域都取得了丰硕世界上代表性的MEMS商业产品有AnalogDeviees公司生产的用于汽车的集成惯性传感器，TexaSInstrumentS公司用于投影显示的数字微镜....

图1.3三轴加速度计版图!223F19.1.3DiePhotograPhofthree一axisaecelerometer

而该矩阵中非对角项，即不同能量场之间的祸合项的微分常常不易显式表示，目前已出现了多级牛顿法等改进方法[2’]。此外，在例如图1.3所示的三轴加速度计[22]的设计中，不仅需要对结构质量块、支撑梁的刚度、静电梳齿间隙以及质量块与基底之间的气体阻尼进行分析从而确定加速度计的工作范围与....

图1.4M印5eAD的功能和层次〔23」Fig.1.4ThefunetionsandlevelsofMEMSCADtool

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图1.6弹簧质量块机电转换结构与等效电路图〔32]

得到原系统的等效电路，然后利用成熟的电路网络分析软件对等效电路进行仿真分析。这种方法被称为等效电路法，比利时Kathoheke大学的TilmanS教授对此方法做了系统论述。例如图1.6中典型二阶弹簧一质量一阻尼系统中的质量、阻尼和刚度系数可分别等效成RLC振荡电路中的电容、电导和....

本文编号：3944869