用于气体传感的电容式微机械超声阵列设计

• 作者: 卓文军 吴丽翔 王俊力 王高峰 陈曦
• 来源期刊: 压电与声光
• 学科: 工学
• 关键词: 电容式微机械超声阵列 灵敏度 共振频率 塌陷电压 有限元分析
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 页码范围: 896-900
• 页数: 5页
• 分类号: TM23|O321
• 字数: 3779字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2018.06.001

摘要

电容式微机械超声阵列(CMUT)是微机电系统(MEMS)气体传感器的常用结构之一.为了在尽可能降低功耗的前提下,提高气体传感器的灵敏度,对电容式微机械超声阵列尺寸进行优化.首先基于一阶集总电机械振动模型进行理论分析,发现其灵敏度与塌陷电压成正相关,并主要受振膜厚度、电极间距和电极半径影响,以此为依据设计符合要求的参数.然后使用COMSOL多物理场仿真软件,综合结构特点、空气阻尼、外接电路、弹性软化等因素的影响,提出一种更接近实际的有限元模型.将理论分析结果代入,对尺寸参数进行进一步优化,得到塌陷电压11.3V,灵敏度-3.253×1017 Hz/kg,共振频率4.858MHz,品质因数121.45的电容式微机械超声阵列.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈曦	武汉大学计算机学院	110	840	11.0	26.0
2	王高峰	杭州电子科技大学电子信息学院	11	30	3.0	5.0
3	卓文军	武汉大学计算机学院	1	2	1.0	1.0
4	吴丽翔	杭州电子科技大学电子信息学院	1	2	1.0	1.0
5	王俊力	武汉大学计算机学院	3	4	2.0	2.0