電容式微加工超聲傳感器（CMUT）仿真與制造流程.pdf

1、在超聲領(lǐng)域，壓電超聲傳感器是應(yīng)用較為廣泛的一種聲電轉(zhuǎn)換元件。但由于傳統(tǒng)的壓電傳感器存在著空氣與普通的壓電材料之間聲阻抗失配(空氣的聲阻抗約為0.0004MRayl、而壓電材料的聲阻抗為10～20MRayl)因此壓電超聲傳感器在空氣中的發(fā)送與接受效率相當(dāng)?shù)?。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，一種全新的超聲傳感器已經(jīng)出現(xiàn)，它就是電容式微加工超聲傳感器(CMLUT)。由于其采用了表面微加工等微加工工藝，很好地克服了壓電傳感器的許多缺點(diǎn)，其本身體積小、成

2、本低、可以與前端和后端處理電路整合到一塊芯片上，因此能有效的降低電路的寄生電容，提高信噪比，大有取代壓電傳感器之勢。 本文首先提出CMUT的等效電路模型，然后對CMUT的薄膜振動(dòng)情況以及加直流偏壓以后的受力情況進(jìn)行分析，推導(dǎo)出等效電路模型中各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算公式。接下來介紹與驗(yàn)證進(jìn)行CMUT仿真的兩種方法：一種是采用MATLAB與PSPICE結(jié)合的方法，利用MATLAB計(jì)算由推導(dǎo)公式得到等效電路的各項(xiàng)參數(shù)然后通過PSPICE建立電路