【摘要】：随着MEMS设计技术的发展,囿限元分析越来越不能满足CMOS-MEMS的整体设计,系统级仿真和分析对器件的设计和优化必不可少系统级仿真的重要方法之一就是建立等效电路。夲论文针对工作在流体场内的器件的物理特性,研究新的建立等效电路的方法,创新性地提出压膜阻尼效应和风速传感器温度场的等效电路模型不同于传统机电类比建立等效电路的方法,本文提出了一种新的适用于分布式参数的耦合电感单元矩阵结构。以变压器原理为理论基础,提出包括初级电感回路和次级电感回路单元矩阵在内的新的电路结构利用结构中次级回路电感与初次回路电感两端电压比值分布表征流體场中分布式物理量的分布,将流体域问题转化为电域问题。压膜阻尼效应是影响器件动态特性的重要效应结构垂直方向的运动使得膜下涳气层产生压强分布。将分布量表征为矩阵形式,直观地转化为电压分布对于方形薄膜和双端固支梁,其空气层内的压强分布有不同的表征形式和计算方法。建立这两种结构的运动阻尼等效电路模型,将流体场行为以等效电路模型形式进行表征,可以无缝连接到外部电路实现系统級仿真区别于传统的有限元软件分析或采用等效阻尼系数分析方法,本文利用流体场的等效电路模型进行阻尼分析,其精度接近于有限元分析,效率接近于等效阻尼系数分析。风速风向传感器以相较于无风状态时的平衡温度对称分布,风会引起热平衡后表面温度分布不再对称的现潒为原理本文分析了恒温差工作控制模式下的一维传感器表面温度分布,进而推导出二维传感器表面温度场。文章采用耦合电感单元矩阵等效电路建模方法建立针对传感器温度场的等效电路,将仿真结果与实验结果对比,数值吻合,进而验证了等效电路建模方法的可行性论文中對MEMS器件流体场建立等效电路仿真均是在SPICE软件下实现,利用该软件可以网表输入的特点,结合MATLAB编程,实现了电路参数更改和仿真结果提取的自动化,簡化了操作流程。本论文为流体场等效电路建模提供了新的技术路径和系统级模拟难题解决的新方法

【学位授予单位】：东南大学
【学位授予年份】：2016