在考慮最大輸出功率時,輸人振動的頻率ω和幅度zO是最主要的參數(shù)。這些參數(shù)由振動源產(chǎn)生。接下來,質(zhì)量塊m和機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm必須最大化,因為Pm嘔隨著它們成比例增加。注意到,當(dāng)忽略寄生阻尼的影響時,非物理性結(jié)果可以從式(9.7)中獲得。也就是說,當(dāng)Qm無限大時,輸出功率也是無限大。 OPA2228U在這個案例中,如果違反一些物理約束,例如最大允許位移,式(9.7)將不成立。

   實際上,電機(jī)械換能器不僅可用作單純的耗散元件,而且還表現(xiàn)出一定反應(yīng)性(Ⅱactive)或電感(hductive)行為。此外,它還具有非線性特性。如果不考慮非線性效應(yīng),式(9.7)中給出的表達(dá)式表示可獲得的輸出功率的理論極限。如下一節(jié)所示,達(dá)到這一理論極限需要合理的設(shè)計。

   ・靜電式換能

   靜電式換能是基于一個電容方式,其中一個可動電極通過質(zhì)量塊代替。對于線性負(fù)載的電路,只要電容器由于外部的電壓,�；蛘邇�(nèi)置的電荷Q0(基于器件的電介質(zhì))而產(chǎn)生偏置,可動電極的運動就會產(chǎn)生一個電能量:MEMS靜電能量采集器通常被做在梳齒驅(qū)動結(jié)構(gòu)中,例如圖9.14中描述[37]。允許每個單元質(zhì)量塊的偏移引起大的電容變化。圖9,14顯示的器件用兩片晶圓的堆疊實現(xiàn)。第一個晶圓包括電極化源,由電介質(zhì)組成,換言之,就是一個永磁體的靜電等價物。第二個包含可變電容的晶圓鍵合到第一個晶圓上。當(dāng)前,工藝的不斷發(fā)展來解決剩下的技術(shù)問題,主要是電介質(zhì)的時間穩(wěn)定性�？梢�預(yù)測的是當(dāng)加速度的范圍是101n/s2時,完全成熟的器件產(chǎn)生的輸出功率可以達(dá)到數(shù)十個uW。