微型发电机是MEMS(Micro Electromechanical System)领域的一个重要研究方向。随着电子系统的尺寸不断减小，研制体积小、重量轻、能量密度高并且能够持续供能的微能源系统将对传感器系统及电子设备具有重要的意义。驻极体式MEMS发电机是从外界拾取振动能量转化成电能，由于无需要消耗燃料具有更长的寿命，易于微型化，功率密度高，并与IC工艺兼容等优点，正引起越来越广泛的关注。　　 现有研究工作主要集中在由悬臂梁-质量块组成共振系统的MEMS发电机，其工作频率高、宽带窄、间隙大、移动位移小。针对环境中广泛存在的低频振动能量特点，本论文提出一种新型基于微型球支撑的驻极体式微发电机，利用TMAH各向异性腐蚀方法制作具有(111)晶面侧壁的单晶硅V型槽，其侧壁光滑，槽宽精确可控；微型球沿槽侧壁滑动拾取动能；并选用PECVD SiO2/Si3N4双层驻极体。该发电机不仅工作频率低，带宽大，位移大，灵敏度高，而且微加工兼容性强，除最终器件组装外各部分均可批量制备。　　 首先，本论文简要介绍了环境能量拾取式微型发电机各种能量转换机制、代表性的器件及其主要测试结果，并重点系统地讨论了驻极体式MEMS发电机研究进展和热点问题。其次，基于驻极体式微型发电机的振动拾取、动能--电能转换机制及工作原理，理论推导了本论文MEMS发电机的匹配电阻和最大输出功率，在此基础上完成其结构和版图设计。然后，本论文利用微加工工艺制作收集电极层、驻极体结构层及保护结构层，实验研究TMAH湿法腐蚀工艺及其对驻极体PECVD Si3N4的厚度影响，建立了工艺流程和工艺参数，摸索微型球与三层结构的组装方法，并实现基于微型球支撑的MEMS发电机。最后，开发了基于微型球支撑的MEMS发电机性能测试方法，系统测量和分析该发电机基本输出特性，并讨论超周期长度时的输出特性。结果显示在匹配电阻627kΩ，振动频率为20Hz，振动加速为0.7g时，该发电机输出功率为5.93μW，输出功率密度为2.3μW cm-3；其工作频率低至1Hz，带宽至少为1～100Hz，并可拾取加速度低至0.05g的微弱振动。初步探索一简单应用-人体手臂摆动动能拾取，当手臂摆动频率为1Hz时，该发电机输出功率为2.67nW。