MEMS節(jié)點(diǎn)分析法基本單元庫(kù)的建模方法研究.pdf

1、隨著MEMSCAD技術(shù)的發(fā)展，節(jié)點(diǎn)分析法作為一種層次化和參數(shù)化的方法，已廣泛應(yīng)用于MEMS設(shè)計(jì)。課題組前期的研究工作已經(jīng)完成版圖到節(jié)點(diǎn)單元的解析方法研究，以及導(dǎo)出初始網(wǎng)表的工作，因此，研究MEMS節(jié)點(diǎn)單元庫(kù)建模方法以及MEMS節(jié)點(diǎn)單元庫(kù)與軟件接口就有了工作基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)意義。 論文研究工作的重點(diǎn)在于如何建立符合系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)與仿真要求的MEMS節(jié)點(diǎn)單元庫(kù)。主要工作包括了單元內(nèi)部格式與外部描述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，庫(kù)單元管理，以及調(diào)用接口技術(shù)研究。

2、 論文首先以二維熱-電-機(jī)械耦合梁?jiǎn)卧獮檠芯繉?duì)象，闡述了MEMS節(jié)點(diǎn)單元從數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為電路模型再轉(zhuǎn)換為庫(kù)文件的方法。 針對(duì)傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)單元過(guò)于細(xì)化、信號(hào)關(guān)系不明確的問(wèn)題，論文根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要并結(jié)合MEMS器件信號(hào)關(guān)系，首次提出非標(biāo)準(zhǔn)單元的概念，開(kāi)發(fā)了非標(biāo)準(zhǔn)單元的構(gòu)建方法與技術(shù)，并將該非標(biāo)準(zhǔn)單元的建立技術(shù)成功地應(yīng)用于梳狀諧振器。實(shí)現(xiàn)了非標(biāo)準(zhǔn)單元的建立、管理與調(diào)用。 論文建立了MEMS節(jié)點(diǎn)單元庫(kù)，并可以方便地對(duì)現(xiàn)有M

3、EMS節(jié)點(diǎn)單元進(jìn)行管理，設(shè)計(jì)完成節(jié)點(diǎn)單元庫(kù)與仿真軟件的接口，實(shí)現(xiàn)了從版圖到最終網(wǎng)表再到仿真文件的轉(zhuǎn)換。 調(diào)用MEMS節(jié)點(diǎn)單元庫(kù)中的熱-電-力耦合單元，對(duì)相對(duì)式微熱執(zhí)行器和平行式微熱執(zhí)行器進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)模型自動(dòng)構(gòu)建，采用HSPICE進(jìn)行了靜態(tài)與瞬態(tài)性能仿真，利用ANSYS對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了精度驗(yàn)證，對(duì)比結(jié)果表明，系統(tǒng)級(jí)和有限元仿真的誤差均小于8％。同時(shí)也驗(yàn)證MEMS庫(kù)單元對(duì)不同器件結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)可重構(gòu)性。 最后在MUMPS工藝下設(shè)計(jì)