Mems Resonator Hatalarının Elektriksel Analizi

Abstract

Bu tez, silikon tabanlı mikroelektromekanik cihazlarının temelinde kullanılan MEMS resonator MEMS resonatorun bir üretimini anlatmaktadır. Bunun yanında MEMS Resonatorun DC polarizasyon voltaji ile birlikte elektriksel eşdeğerini içermektedir. Burada anlatılan resonatorler, micro-flap ve bridge yapısal özelliklere sahip MEMS resonatorlerdir. Bu tezde, Silisyum yüzeyde meydana gelen parazitik etkinin ana resonator modelden ayrı olarak iyi bir şekilde belli parametreler ile modellenmesi anlatılmıştır. Simülasyon frekansı, deney sonuçularındaki frekans ile aynıdır. Bu sonuçlar analiz edilince, parazitik kapasitansın devrenin frekans cevabını etkilediği belirlenmiştir. Parazitik etkiler resonator frekansını azalttığı anlaşılmaktadır. Resonatorlerin modellenmesi, osilator devreli filtreler için çok önemlidir. Bundan sonra elde edilen formüllerle ideal resonator devresinin değerleri ortaya çıkarılmıştır. Son adım olarakta model de tanımlanan değerlerinin belli aralıklarla değiştirilmesi ile ideal resonator devresinin meydana gelen degişimler gözlemlendi. Daha sonra bu değerleri, Öklid, Canberra ve Karesel uzaklık fonksiyonları ile analizi yapılarak bu değerler tablo olarak sunulmuştur. Burada yapılan analiz yöntemi, herhangi bir MEMS Resonator arızasının tesbiti konusunda yeni bir bakış sunmaktadır.

In this thesis, we work for resonators in silicon-based Micro Electro-Mechanical Systems(MEMS) which is fabricated by Tanaka et al[12]. Electrical equivalent circuit modeling of the resonators with DC polarization voltage is demonstrated. The fabricated resonators have micro-flap type and bridge type structures. Embedded parasitic components in Si-substrate are well modeled separately from intrinsic resonator model parameters. A simulation of frequency response using extracted model parameters is agreed with experimental result. It is shown that parallel parasitic capacitance deeply affects to frequency response, and reducing such effect would improve resonator performance. Accurate electrical equivalent circuit modeling of total system is very important for circuit design application such as oscillator circuits.. This analysis include many parameters and each of MEMS Bridge resonator electrical equivalent parameters effect frequency amplitude graphs. Using Distance Methods as Euclidian Distance Method, Canberra Distance Method, Square Distance Method, we can define that problem at the MEMS resonator. If MEMS resonator has fault we also define which parameters have problems using equivalent circuit modelling. This analysis presents new view of defining MEMS Resonator faults.