摘    要：近几年MEMS（Micro-Electron-Mechanical Systems，微电子机械系统）麦克风获得了异常迅速的发展，在高端电子产品中广泛地应用了MEMS麦克风，并产生了极大的市场。在对MEMS微型麦克风的工作原理进行详细的分析与研究后，利用等效电路法对MEMS麦克风进行理论建模，通过 PSpice进行模拟仿真分析，分析所得结果并结合市场要求，获取最优的麦克风设计参数。在设计过程中着重对振膜进行了研究，利用ANSYS软件对振膜进行模态分析并结合谐响应分析对三种不同厚度和三种不同应力的两种振膜进行对比，最终得出10MPa应力，5um厚度的振膜以及1.0*1.0*0.4mm尺寸的麦克风。

关键词：微电子机械系统；麦克风；等效电路法；有限元

目   录

摘   要

ABSTRACT

第一章  MEMS微型麦克风概述-1

1.1 MEMS微型麦克风的背景和研究意义-1

1.2 MEMS微麦克风的发展历程-2

1.3 MEMS微型麦克风的研究思路-3

第二章  MEMS微型麦克风原理-5

2.1 MEMS微型麦克风介绍-5

2.2 电容式麦克风的工作原理-6

2.3 本章小结-10

第三章  MEMS微型麦克风建模-11

3.1 等效电路原理-11

3.1.1 机械部件-12

3.1.2 声部件-14

3.1.3 振膜辐射阻抗-14

3.2 等效电路模型的建立-15

3.3 本章小结-19

第四章  MEMS芯片的仿真分析与优化设计-20

4.1 等效电路图的频率响应分析与设计优化-20

4.2 ANSYS软件的介绍-23

4.3 吸膜电压的分析与研究-24

4.4 振膜有限元的模拟仿真分析-27

4.5 本章小结-31

第五章  麦克风设计结论-32

参考文献-34

致  谢-35

附  录-36