MEMS諧振器件基座支撐能量損失研究.pdf

1、當(dāng)一個(gè)MEMS諧振器件發(fā)生振動(dòng)時(shí)，在諧振器與基座的連接處會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的力。這些力就相當(dāng)于激勵(lì)源，會(huì)激發(fā)出向基礎(chǔ)內(nèi)傳播的彈性波。它包含僅在基礎(chǔ)表面附近傳播的表面波和會(huì)深入基礎(chǔ)內(nèi)部傳播的體波。這些波在基礎(chǔ)中會(huì)不斷地衰減、耗散，造成振動(dòng)能量的損失，即基座損失(Support loss or Clamping loss)。
　　本文首先對(duì)他人的工作做了詳細(xì)深入的歸納總結(jié)和重新推導(dǎo)。這些工作主要包括：矩形截面梁式諧振器發(fā)生面內(nèi)彎曲時(shí)，基

2、座損失和品質(zhì)因子(QSupport)理論解的求解方法；圓盤式諧振器發(fā)生縱向振動(dòng)時(shí)，基座損失和品質(zhì)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(shí)，基礎(chǔ)上與這些力對(duì)應(yīng)的位移的求解方法等。在理解前人工作思路的基礎(chǔ)上，本文基于二維平面波理論重新推導(dǎo)了：矩形截面梁式諧振器發(fā)生面內(nèi)彎曲時(shí)，基座損失和品質(zhì)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(dòng)時(shí)，基座損失和品質(zhì)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(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，基座損失和品質(zhì)因子(QSupport)理論解的求解方法。
　　基座損失可以通過應(yīng)力與相應(yīng)位移的乘積在基座處的積分來求得。其中的應(yīng)力可以通過求解諧振器件自身的振動(dòng)方程得到，而相應(yīng)的位移可以通過求解基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)的彈性波方程來獲得。在求得基座損失后，代入相應(yīng)公式，就能進(jìn)一步求出系統(tǒng)由于基座損失引起的品質(zhì)因子(QSupport)。
　　文章后半部分用ABAQUS建立了帶有無限元邊