MEMS諧振器件基座支撐能量損失研究.pdf

1、當一個MEMS諧振器件發(fā)生振動時，在諧振器與基座的連接處會產生隨時間變化的力。這些力就相當于激勵源，會激發(fā)出向基礎內傳播的彈性波。它包含僅在基礎表面附近傳播的表面波和會深入基礎內部傳播的體波。這些波在基礎中會不斷地衰減、耗散，造成振動能量的損失，即基座損失(Support loss or Clamping loss)。
　　本文首先對他人的工作做了詳細深入的歸納總結和重新推導。這些工作主要包括：矩形截面梁式諧振器發(fā)生面內彎曲時，基

2、座損失和品質因子(QSupport)理論解的求解方法；圓盤式諧振器發(fā)生縱向振動時，基座損失和品質因子(QSupport)理論解的求解方法；半無窮大平面上作用各種形式的分布力時，基礎上與這些力對應的位移的求解方法等。在理解前人工作思路的基礎上，本文基于二維平面波理論重新推導了：矩形截面梁式諧振器發(fā)生面內彎曲時，基座損失和品質因子(QSupport)理論解的求解方法；矩形截面梁式諧振器發(fā)生縱向振動時，基座損失和品質因子(QSupport)理

3、論解的求解方法。并整理了圓形截面梁式諧振器發(fā)生扭轉振動時，基座損失和品質因子(QSupport)理論解的求解方法。
　　基座損失可以通過應力與相應位移的乘積在基座處的積分來求得。其中的應力可以通過求解諧振器件自身的振動方程得到，而相應的位移可以通過求解基礎運動的彈性波方程來獲得。在求得基座損失后，代入相應公式，就能進一步求出系統由于基座損失引起的品質因子(QSupport)。
　　文章后半部分用ABAQUS建立了帶有無限元邊