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MEMS器件的动态行为模拟一直是MEMS设计方法学中的一个重要研究课题，其目的是在不经过工艺线流水加工的前提下，让设计者对MEMS器件在实际运用中的各种行为获得最大程度的预知，从而为设计器件的几何结构与确定器件的工艺流程提供可靠的参考依据。传统的以有限元分析为代表的MEMS器件数值模拟方法显然无法适应高效仿真的需要，基于器件级宏模型的节点分析法是目前MEMS器件主要的系统级模拟方法之一，但由于MEMS器件工作原理的复杂性和几何结构的多样性，各类器件级宏模型都存在一些局限，而且节点单元的划分也缺乏普适的依据。这些都在一定程度上阻碍了MEMS器件的设计和运用。本文着眼于机电耦合MEMS器件的物理机理，从受力的角度分析MEMS器件的动态力学行为，直接建立基于力学描述的等效电路，实现静电驱动下MEMS器件的系统级仿真。
论文工作以机电耦合MEMS器件为对象，以基本力学描述为基础，以等效电路为工具，以机电耦合MEMS器件的共性分析方法为核心开展研究。本文首先进行了机电耦合MEMS器件的共性分析，即通过受力分析归纳出机电耦合MEMS器件所共有的力学图像，并依据牛顿运动定律，以信号流程图的形式描述静电驱动下MEMS器件的基本工作原理，初步地提出了基于MEMS器件的力学描述实现系统级仿真的思想。
研究工作以MEMS基本梁结构——悬臂梁、固支梁，以及常见的MEMS器件——梳状谐振器为分析对象，具体研究了建立等效力学描述与等效信号流程图的过程，并在此基础上以集总参数的电路网络作为器件的系统级描述形式，通过机电类比，构建MEMS器件基于力学描述的等效电路。所依据的核心理论是能量原理和牛顿运动定律，所运用的关键技术是利用受控源的反馈机制实现机电耦合作用。
论文对于各MEMS器件建立的基于力学描述的等效电路，采用Spice工具进行了仿真，包括转移特性分析，时域特性分析和频域特性分析。同时与商用软件CoventorWare中的系统级仿真工具——Architect中的Saber进行同类型仿真所得到的相关数据进行对比验证，并对误差进行了分析。
本文所提出的MEMS器件基于力学描述的等效电路模拟分析方法，经过对典型MEMS器件的主要行为与特性的分析、模拟与验证，其作为系统级仿真方法的高效性和普适性已得到了初步的体现，为MEMS器件的动态行为模拟方法的发展提供了新思路。