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随着MEMS产业从单个的MEMS器件向MEMS系统的转移以及集成制造工艺及测试方法的深入研究,要求MEMS CAD能够对MEMS整体行为进行快速建模和仿真分析,而结构化设计思想的形成则使MEMS的设计技术得到了长足的发展。针对MEMS具有多物理场能量域耦合的特点,应用基于MEMS宏模型技术的系统级设计工具来获得整个系统的行为特性已成为研究热点。本文针对MEMS的系统级建模与仿真的快速性要求和MEMS固有的多能量域耦合的特点,研究了基于Krylov子空间投影法获取MEMS CAD中器件宏模型的方法,通过基于有限元分析软件ANSYS建立MEMS器件的初始数学模型,利用Krylov子空间降阶算法对其进行降阶获取其宏模型,最后插入到系统级仿真器里进行仿真,实现了利用数值法建立任意器件模型并进行系统仿真的过程,丰富了MEMS CAD结构化设计思想。分析了利用有限元建立器件模型进行系统级仿真存在的固有不足,提出了通过获取器件级宏模型来弥补其不足,并分析了基于解析法和数值法来获取宏模型的方法,通过比较选择了基于数值法Krylov子空间投影法提取MEMS降阶宏模型。根据MEMS CAD结构化的思想,提出并开发了MEMS DUT系统级仿真平台。整个过程以VC++6.0编译器为平台,通过对有限元软件ANSYS的开发来建立有限元器件模型,利用封装后MATLAB语言降阶算法动态链接库对MEMS器件进行降阶,获取器件宏模型,通过嵌入到系统级仿真平台仿真器Simulink对获取的宏模型进行系统级仿真,来模拟分析整个系统的动态特性。最后结合典型的单物理场结构微梁、多物理场静电耦合双端固支梁、任意器件单元的宏模型提取和硅机械特性片内集成测试结构的系统级仿真为例来说明本平台系统级仿真分析的整个流程以及在准确性和效率等方面的性能。并对降阶算法的进一步改进以及系统级仿真平台MEMS DUT进一步开发等方面问题提出了若干建议。