体声波力传感器灵敏度的微分-综合分析法

• 作者: 赵俊武 赵坤丽 高杨
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 体声波 谐振器 力传感器 灵敏度 有限元 等效电路
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 微纳技术
• 页码范围: 064101-1-064101-7
• 页数: 1页
• 分类号: TB934
• 字数: 3581字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB201628.064101

摘要

为了分析基于应力/应变效应的体声波(BAW)力传感器的敏感机理、准确计算其灵敏度，提出了一种用于 BAW 力传感器灵敏度分析的微分-综合分析法。该方法借鉴了微积分的原理，在 Mason 等效电路模型中将一个完整的 BAW 谐振器替换为多个谐振器微元的并联，从而将谐振器有源区面积 A 上应力/应变场的有限元计算结果与压电薄膜材料的力学特性、谐振器微元的电声学特性关联起来；最后，在射频电路仿真软件中进行等效电路的综合，得到整个 BAW 谐振器在应力/应变场作用下的阻抗特性曲线及其串/并联谐振频率。当 BAW 谐振器微元的划分足够细密时，获得的灵敏度分析结果将足够精确。为了论证该方法的原理，给出了一个直观的校核案例。以一个嵌入式 FBAR 结构的四梁 BAW 加速度计表头为例，介绍了该方法用于BAW 力传感器灵敏度分析的详细过程。虽然案例中只讨论了一种应力/应变型 BAW 力传感器的单一力敏机理，但该方法具有普适性。并且，当谐振器微元小到接近其压电材料晶格的尺度时，就能与压电薄膜的力-声-电特性的第一性原理计算结果关联起来，实现从微观材料特性到介观器件物理的多尺度计算。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	高杨	中国工程物理研究院电子工程研究所	150	833	13.0	19.0
2	赵坤丽	西南科技大学信息工程学院	3	9	2.0	3.0
3	赵俊武	西南科技大学信息工程学院	5	23	3.0	4.0