Доклады АН ВШ РФ

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Print ISSN: 1727-2769    Online ISSN: 2658-3747
English | Русский

Последний выпуск
№4(65) октябрь - декабрь 2024

Особенности электромеханических взаимодействий в МЭМС с латеральным смещением непараллельных электродов в режиме с контролируемым напряжением

Выпуск № 4 (41) октябрь - декабрь 2018
Авторы:

Синицкий Родион Евгеньевич,
Драгунов Валерий Павлович,
Руденко Игорь Евгеньевич,
Колосков Дмитрий Борисович,
Драгунова Евгения Валерьевна
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2018-4-93-109
Аннотация

В работе представлены результаты исследования влияния непараллельности электродов на электромеханические взаимодействия в МЭМС с латеральным смещением электродов в режиме работы с контролируемым напряжением. Анализ проведен для двух случаев движения подвижного электрода: с увеличением и с уменьшением среднего межэлектродного зазора. Получены выражения для оценки емкостей, потенциальных энергий, электростатических сил, критического напряжения и критического смещения подвижного электрода при различных наклонах электродов.



Установлено, что в МЭМС с латеральным смещением непараллельных электродов, при котором увеличивается средний межэлектродный зазор, контролируемое смещение подвижного электрода возможно при любом приложенном напряжении и взаимном наклоне электродов во всем интервале перекрытия электродов.



Обнаружено, что в МЭМС с латеральным смещением электродов, при котором средний межэлектродный зазор уменьшается, возможно нестабильное состояние системы, приводящее к неконтролируемому движению подвижного электрода, направленному в сторону увеличения площади перекрытия электродов, – критический эффект (аналог эффекта “pull-in instability”). Таким образом, движение подвижного электрода с увеличением среднего межэлектродного зазора является неустойчивым, в отличие от движения с уменьшением межэлектродного зазора. После наступления критического состояния система перестает реагировать на изменения управляющего напряжения. Показано, что данный критический эффект возможен при параметрах системы  и . Установлено, что в данном случае при увеличении взаимного наклона электродов значение критического смещения подвижного электрода уменьшается, а зависимость критического напряжения  от  имеет практически линейную зависимость при .


Ключевые слова: МЭМС, латеральное смещение электродов, режим работы с контролируемым напряжением, микромеханический конденсатор, электрическая сила, контролируемое смещение электрода, критические значения, критический эффект
Для цитирования:

Особенности электромеханических взаимодействий в МЭМС с латеральным смещением непараллельных электродов в режиме с контролируемым напряжением / Р.Е. Синицкий, В.П. Драгунов, И.Е. Руденко, Д.Б. Колосков, Е.В. Драгунова // Доклады АН ВШ РФ. – 2018. – № 4 (41). – C. 7–29. doi: 10.17212/1727-2769-2018-4-7-29

For citation:

Sinitskiy R.E., Dragunov V.P., Rudenko I.E., Koloskov D.B., Dragunova E.V. Osobennosti
elektromekhanicheskikh vzaimodeistvii v MEMS s lateral'nym smeshcheniem neparallel'nykh elektrodov v rezhime s kontroliruemym napryazheniem [Features of electromechanical interactions in MEMS with lateral displacement of non-parallel electrodes in the voltage controlled mode]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii – Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2018, no. 4 (41), pp. 93–109. doi: 10.17212/1727-2769-2018-4-93-109.

Просмотров: 2402