磁微執(zhí)行器的動態(tài)Pull-in現(xiàn)象研究.pdf

1、微執(zhí)行器是微電子機(jī)械系統(tǒng)的核心，由信號處理電路及控制電路共同完成相應(yīng)操作。Pull-in現(xiàn)象是微執(zhí)行器的重要特征之一，對該現(xiàn)象的研究以及應(yīng)用在學(xué)術(shù)和工藝中都得到相關(guān)研究者的廣泛重視。在實際應(yīng)用中，利用動態(tài)Pull-in現(xiàn)象可以制作微型開關(guān)，對此現(xiàn)象的合理利用在于確定Pull-in點。磁微執(zhí)行器有許多優(yōu)點，比如，它既能提供引力又能提供斥力；產(chǎn)生的驅(qū)動力比靜電力大；具有與IC兼容的工作電壓等。Pull-in現(xiàn)象作為磁微執(zhí)行器的主要特征，對其

2、進(jìn)行研究顯然很有必要。
　　常見的磁微執(zhí)行器有以下兩種模型：活動板垂直于固定板運動模型以及多級彎曲模型。本文主要對以上兩種模型的動態(tài)Pull-in現(xiàn)象及參數(shù)進(jìn)行研究。
　　針對活動板垂直于固定板運動模型，簡單介紹了它的靜態(tài)Pull-in現(xiàn)象，并使用ANSYS的直接耦合方法對靜態(tài)Pull-in現(xiàn)象進(jìn)行仿真；介紹了動態(tài)Pull-in現(xiàn)象的機(jī)理，然后利用系統(tǒng)能量守恒原理推導(dǎo)了忽略磁芯磁阻、考慮磁芯磁阻以及考慮漏磁阻時的動態(tài)Pull

3、-in參數(shù)；分析了磁芯總長度及初始間距對動態(tài)Pull-in參數(shù)的影響。結(jié)果表明：忽略磁芯磁阻時，磁微執(zhí)行器有著與靜電微執(zhí)行器相似的動態(tài)Pull-in參數(shù)，驗證了忽略磁芯磁阻時電與磁可以類比；考慮磁芯磁阻時，動態(tài)Pull-in參數(shù)與磁芯總長度呈線性關(guān)系；考慮漏磁阻時，初始間距越大其對動態(tài)Pull-in參數(shù)的影響也越大，且與ANSYS仿真得到的動態(tài)參數(shù)結(jié)果比較吻合。
　　對多級彎曲模型，同樣推導(dǎo)與比較了忽略磁芯磁阻、考慮磁芯磁阻及考慮