微电子机械系统器件大信号等效电路宏模型的建立方法

摘要

微电子机械系统器件大信号等效电路宏模型的建立方法是一种微电子机械系统(MEMS)器件大信号等效电路宏模型的建立方法，采用力与电压或力与电流类比的方法建立相应的等效电路，即将梳状谐振器中的单对叉指极板表示为一对相对横向运动的耦合双极板，而将等效电路宏模型表示为由左边是电源部分(A)、中间为辅助部分(B)、右边是输出部分(C)组成的等效电路，其中可动的上电极板(101)与固定的下电极板(102)之间的距离d、电压Uc、极板宽度h、与横向运动的力Fe之间的转换关系为：Fe=-εhU_c²/2d，该大信号等效电路宏模型能适用于大信号作用下的系统级模拟，同时也适合于小信号的分析。

主权项

1、一种微电子机械系统器件大信号等效电路宏模型的建立方法，其特征在于采用力与电压或力与电流类比的方法建立相应的等效电路，即将梳状谐振器中的单对叉指极板表示为一对相对横向运动的耦合双极板，而将等效电路宏模型表示为由左边是电源部分(A)、中间为辅助部分(B)、右边是输出部分(C)组成的等效电路，其中可动的上电极板(101)与固定的下电极板(102)之间的距离d、电压Uc、极板宽度h、与横向运动的力Fe之间的转换关系为：$F_e=-\frac{\mathrm{ϵh}}{2d}{U}_c^2,$ 该部分等效为电路宏模型等效电路的输出部分(C)，即电压控制电流源(G3)；可移动的上电极板(101)与固定的下电极板(102)之间的距离d、电压Uc、两电极板的重合面长度Lo、极板宽度h、横向运动关系x(t)与等效电路电源部分(A)的电流i(t)之间的转换关系为$i\left(t\right)=\frac{\mathrm{ϵh}{l}_0}{d}{\stackrel{·}{U}}_c\left(t\right)-\frac{\mathrm{ϵh}}{d}x\left(t\right){\stackrel{·}{U}}_c\left(t\right)-\frac{\mathrm{ϵh}}{d}v\left(t\right)U_c\left(t\right),$ 其中第一部分$\frac{ϵ{\mathrm{hl}}_0}{d}{\stackrel{·}{U}}_c\left(t\right)$ 等效为等效电路中的电容(C1)，第二部分$\frac{\mathrm{ϵh}}{d}x\left(t\right){\stackrel{·}{U}}_c\left(t\right)$ 等效为等效电路中的电压控制电流源(G1)、电流控制电流源(F1)、电压控制电流源(G4)，第三部分$\frac{\mathrm{ϵh}}{c}v\left(t\right)U_c\left(t\right)$ 等效为等效电路中的电压控制电流源(G2)，从而得到由电源部分(A)、辅助部分(B)、输出部分(C)组成的等效电路。