微機械電子系統(tǒng)及期應(yīng)用（第2版）

第1章微機電系統(tǒng)的組成和應(yīng)用1
1.1引言1
1.2微機電系統(tǒng)的特征2
1.3微機電系統(tǒng)的材料和制造技術(shù)3
1.4微機電系統(tǒng)的測量技術(shù)4
1.5微機電系統(tǒng)的應(yīng)用5
1.5.1在航空航天方面的應(yīng)用6
1.5.2在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用8
1.5.3在微流量系統(tǒng)方面的應(yīng)用10
1.5.4在掃描探針顯微術(shù)方面的應(yīng)用11
1.5.5在信息科學(xué)方面的應(yīng)用12
1.5.6在微光學(xué)方面的應(yīng)用12
1.6結(jié)語15
思 考 題15
第2章微機電系統(tǒng)材料16
2.1概述16
2.2硅及其化合物材料17
2.2.1單晶硅17
2.2.2多晶硅19
2.2.3硅藍(lán)寶石23
2.2.4碳化硅24
2.2.5氧化硅和氮化硅25
2.3化合物半導(dǎo)體材料25
2.4光導(dǎo)纖維26
2.5熔凝石英27
2.6金剛石材料27
2.7壓電材料28
2.7.1壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)）28
2.7.2壓電石英晶體28
2.7.3壓電陶瓷30
2.7.4聚偏二氟乙烯薄膜31
2.7.5ZnO壓電薄膜33
2.7.6壓電自感知驅(qū)動器34
2.8磁致伸縮材料35
2.9形狀記憶合金36
2.10膨脹合金37
2.10.1鐵鎳低膨脹系數(shù)合金（4J36）37
2.10.2鐵、鎳、鈷玻璃封接合金（4J29）37
2.10.3鐵、鎳、鈷瓷封合金（4J33）37
2.11幾種通用金屬材料38
2.12超導(dǎo)材料38
2.13納米相材料39
思 考 題40
第3章微機械制造技術(shù)41
3.1概述41
3.2硅微機械制造技術(shù)41
3.2.1表面微加工技術(shù)42
3.2.2體型微加工技術(shù)53
3.3LIGA技術(shù)和SLIGA技術(shù)65
3.3.1LIGA技術(shù)65
3.3.2SLIGA技術(shù)66
3.4固相鍵合技術(shù)67
3.4.1技術(shù)要求67
3.4.2鍵合方法71
3.5特種加工技術(shù)77
3.5.1激光加工技術(shù)77
3.5.2電子束加工技術(shù)78
3.6納米結(jié)構(gòu)（器件）制造工藝方法簡述78
3.6.1引言78
3.6.2納米結(jié)構(gòu)新工藝技術(shù)探討78
思 考 題80
第4章微機械執(zhí)行器81
4.1概述81
4.2微電機81
4.2.1靜電力驅(qū)動變電容式微電機81
4.2.2靜電驅(qū)動諧波式微電機86
4.2.3電懸浮微電機87
4.3微泵和微閥91
4.3.1微流量控制系統(tǒng)91
4.3.2微型泵91
4.4梳狀微諧振器107
4.4.1梳狀微諧振器的結(jié)構(gòu)和工作原理107
4.4.2諧振梳彈性系統(tǒng)的固有頻率109
思 考 題111
第5章微機械硅電容式傳感器114
5.1概述114
5.2集成式硅電容壓力傳感器115
5.2.1原理結(jié)構(gòu)115
5.2.2方膜片的小撓度近似計算116
5.2.3檢測電路117
5.2.4硅電容式集成壓力傳感器的接口電路118
5.3力平衡式硅電容加速度傳感器124
5.3.1擺式結(jié)構(gòu)脈寬調(diào)制靜電力平衡式加速度傳感器124
5.3.2梳齒結(jié)構(gòu)靜電力平衡式加速度傳感器126
5.4電子隧道效應(yīng)加速度傳感器128
5.4.1電子隧道效應(yīng)128
5.4.2力平衡式隧道加速度傳感器129
思 考 題136
第6章微機械硅諧振式傳感器138
6.1概述138
6.2硅諧振式傳感器的物理機制139
6.2.1測量原理139
6.2.2品質(zhì)因數(shù)140
6.2.3諧振梁的微分方程144
6.3激勵和檢測機制146
6.3.1靜電激勵與電容檢測146
6.3.2電熱激勵與壓敏電阻檢測148
6.3.3光熱激勵與光纖檢測149
6.3.4電磁激勵與檢測149
6.3.5壓電激勵與檢測149
6.4硅諧振式傳感器151
6.4.1硅諧振梁式壓力傳感器151
6.4.2硅諧振式加速度傳感器158
6.4.3硅諧振式角速率傳感器162
6.4.4諧振式碳納米管質(zhì)量傳感器171
思 考 題174
第7章微機械弱信號檢測與處理175
7.1概述175
7.2微弱信號檢測技術(shù)176
7.2.1濾波技術(shù)176
7.2.2開關(guān)電容技術(shù)180
7.2.3頻域信號的相關(guān)檢測技術(shù)181
7.2.4鎖相環(huán)理論185
7.2.5時域信號的取樣平均技術(shù)193
7.2.6抗干擾的技術(shù)措施194
思 考 題195
參考文獻196