在容量式微机超声传感器中分析崩-快回现象
Chloé Halbach1,2, Veronique Rochus1, Jan Genoe1,2
1Interuniversity Microelectronics Centre, Kapeldreef 75, 3001 Leuven, Belgium.
Micromachines
|March 6, 2025
概括
电容微机超声传感器 (CMUT) 的引入和引出电压受到动态电容的影响,导致电容电压 (C-V) 扫描的峰值. 短暂的膜行为显著影响MEMS设备的特性.
科学领域:
- 微电子机械系统 (MEMS) 是指微电子机械系统.
- 超声波传感器技术 超声波传感器技术
- 电气工程 电气工程 电气工程
背景情况:
- 容量微加工超声传感器 (CMUT) 在超声应用中至关重要.
- 拉进和拉出电压定义了CMUT中的操作模式.
- 电容电压 (C-V) 扫描是描述这些电压的标准.
研究的目的:
- 为了研究动态电容对CMUT中C-V扫描的影响.
- 分析在C-V测量过程中发生的崩回落现象.
- 了解短暂膜行为对MEMS设备特征的影响.
主要方法:
- 在COMSOL Multiphysics®中建模LCR计表操作,用于电容分析.
- 使用激光多普勒振动计 (LDV) 进行实验验证.
- 执行机电模拟来研究膜动力学.
主要成果:
- 在CMUT中测量的电容包括静态和动态组件.
- 动态电容导致有效C-V曲线的峰值.
- 在C-V扫描期间观察到崩快回现象,由LDV和模拟证实.
结论:
- 短暂的膜行为显著改变了静电驱动的MEMS的明显的C-V特性.
- 准确地描述CMUT需要考虑动态电容效应.
- 这项研究为MEMS设备的操作物理提供了更深入的见解.


