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1、研究生课程考试成绩单（试卷封面）院系专业学生姓名学号课程名称微电子机械系统授课时间2013年3月至2013年6月周学时2学分2简要评语考核论题［微电子机械系统］作业总评成绩（含平时成绩）备注任课教师签名：日期：注：1.以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。“简要评语”栏缺填无效。2.任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。3.学位课总评成绩以百分制计分。习题1.6查出两种压力传感器的产品性能表；一种基于MEMS技术，一种基于研究生课程考试成绩单（试卷封面）院系专业学生姓名学号课程名称微电子机
2、械系统授课时间2013年3月至2013年6月周学时2学分2简要评语考核论题［微电子机械系统］作业总评成绩（含平时成绩）备注任课教师签名：日期：注：1.以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。“简要评语”栏缺填无效。2.任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。3.学位课总评成绩以百分制计分。习题1.6查出两种压力传感器的产品性能表；一种基于MEMS技术，一种基于非MEMS技术。根据本书1.3.2所列的标准，总结这两种产品的性能。答：下表是艾克威特智能科技有限公司的陶瓷电容压力待感器CPS312和
3、freescale的mcms压力传感器MPX10的性能表CP312MPX10灵敏度3.5mV/kPa线性度±0.1%VFSS-1.0〜1.0%Vfss量程7kPa〜2MPa75kPa响应时间<10mslms漂移±o.oi%Fsrc±15gV/°C工作温度-40〜+120°C-40〜+120'C从以上性能表来看，基于MEMS技术的压力传感器的响应时间短，漂移小，但是其量程小,适合测量压力较小的精确测量，而非MEMS技术的压力传感器适合大压力的压力测量习题2.4画出本章讨论的压力传感器制造过程（图2-6）。扩展教材中的
4、流程图使其包含光刻步骤等所有的步骤。这个练习的目的是认识、学习并熟悉画图软件。试描绘出几何形状，包括诸如侧壁和斜坡的覆盖层等一些细节。答：1）衬底准备2）生长二氣化硅3）涂光刻胶4）显影8）上层岡片键合11）注入孔光刻12）掺杂区浊入习题3.25证明中心点加力的双端固支梁的力常数可以看成两个简支的并联梁,并且横截面积不变，长度变为原来的一半。解：设双端固支梁的长为1，宽为W,厚t，则可得其屮点最大位移为：FI3192£7F192£7wt3所以其力常数为：k=^-=^-^-,其中/=一^cldl312设简支的悬臂梁的
5、长为f=由于其截面积和双端固支梁相同，所以转动惯量不变，2F12FZQ6FZ则可得其力常数为：===ddl'3dl3两个悬臂梁并联后的力常数为：t=2kf=k因而得证以上结论习题3.26用单晶硅制造宽为20,的单端固支悬臂梁，使得力常数为10N/m、谐振频率为lOKHz。求悬臂梁要求的长度和厚度。硅的杨氏模量为12GPa。硅材料的密度为2330kg/m3。从下面的选项中选出正确的答案并给出理由。1）长=6.4mm、宽=351pm2）长=2.9mm、宽=75.7pm3）长=143mm、宽=3.65mm解：同支悬臂梁的
6、力常数为.•々二Ewt~4P其中，w=20//m,£=120xl09Ptz又知其谐振频率为/'=其屮仍=p=2330kg/mI=—27rvcol12由以上式子可以得出/=2.97mm,t=75.78//m所以选择2)习题4.4由四个硅梁支撑的平行板电容器如下所示，上极板面积为ImmX1mm,四根支撑梁都是500
7、im长、5pm宽、0.3pm厚。平行板电容器受到的力常数km是多少？（注意：图并未按尺寸比例画）。硅的杨氏模量取120Gpa。1）0.1N/m；2）0.4N/m；3）0.00013N/m；4）0.0005
8、2N/m；5）0.00003N/m。解：单个简支悬忾梁的力常数为:Ewt3,F2EIK=——=———=ddl3所以平行板电容器受到的力常数力<=从=5.2104所以选择4）习题4.5如果习题4.4中的支撑梁变为0.25mm（也就是原长的一半），以下哪个表述是正确的？3）吸合点处的静电力常数（ZQ将增加到8倍；4）器件的谐振频率将会减小。解：由题可知，支撑梁的长度减小一半1）吸合电压的表达式为,其中p3p.5C0I位移为60gm,位移力49jjm，位移为49gm,位移为60pm,所以卩广展，因此长度变为原来一半，
9、吸合电压应该增加为2^倍。所以1）错。2）吸合位置与长度无关，所以仍在人/3时发生吸合，所以2）错。3）在吸合点处
10、t
11、=
12、/:w
13、,当长度缩短为原来一半时，静电力常数增加到8倍，所以3）正确4）谐振频率为乂,,所以长度缩短，频率增加，所以4）错习题5.4对于1mm长的金-硅复合梁（固定端-自由端），当梁的温度被加热到高于室温10°时，梁顶端的垂直位移是2（
