Design and simulation of electrostatically actuated MEMS cantilever beam switch
Elektriksel olarak aktive olan kiriş tipi MEMS anahtarların tasarımı ve simulasyonu
- Tez No: 349627
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERHAT İKİZOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Science and Technology, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Teknolojinin ilerlemesi ile birlikte nanoteknoloji uygulamaları da hayatımıza girmistir. Son yıllarda mikro elektromekanik sistemler (MEMS) nanoteknoloji alanının önemli calişma basamaklarından biri haline gelmiştir. Özellikle, sağlık, telekominikasyon, otomotiv, savunma, uzay ve havacılık gibi alanlarda geniş çapli uygulamalar bulunmaktadir. MEMS' in tercih sebeplerinin başında ise düşük maliyet, küçük boyutlu ve düşük ağırlıklı olması gelmektedir. Teknolojinin ilerlemesi özellikle kominikasyon sisteminde ki gelişmelere olanak sağlamıştır. Bu nedenle MEMS, RF (radio frekanslari) uygulamalarında tercih edilmeye baslanmıştır. Çünkü düşük maliyetli, düşük güç tüketen, çok fonksiyonlu ve yüksek hızlı bilgi transferi sağlayan komünikasyon sistemlerine olan ihtiyaç oldukça fazla artmaktadır. RF devlerinde yüksek bant genişliğine olanak sağlaması, kırmık dışındaki pasif elemanları ortadan kaldırması, IC üretimine uygun fabrikasyon sağlaması ve ideale çok yakın anahtarlama yapıları ile günümüzde çokça tercih edilmeye başlanmıştır. Bu anahtarlama yapılarından biri olan kiriş tipi anahtar elektriksel kuvvet ile aktive hale gelmektedir. Dolayısıyla kapanma gerilimine uygun olarak, anahtarının boyutları kullanılan malzeme özellikleri hesaplanarak tasarımı yapılmalıdır. Özellikle bu elektriksel kuvvet doğrultusunda sistemde mekanik olarak da titreşim, ani ivmelenme, sönümleme, stres ve bükülmeler meydana gelmektedir. Sadece elektriksel analizler değil mekanik analizlerde önem kazanmaktadır. Paralel plaka kapasitörlerinden yola çıkılarak kiriş tipi anahtarın tasarımı ve simülasyonları yapılmıştır. Ayrıca farklı boyutlar için farklı gerilim değerlerinde kapasite ölçümleri yapılarak, anahtarda baskın parametreleri araştırılacaktır. Böylece sistemde istenilen verileri sağlayabilecek MEMS tasarımı yapılabilmektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years, nanotechnology becomes a major issue in our lifetimes with growing technology. Especially MEMS (Micro Electro Mechanical System) is important searching area for nanotechnology because of its wide range of application such as medical, telecommunication, automotive, defense and aerospace areas. Low-cost, small size and light weight is advantages of the MEMS. As the communication technology evolves day by day, the demands for low cost, low power, multifunctional and higher-speed data communication circuits are increasing enormously. With the potential to enable wide operational bandwidths, eliminate off-chip passive components, make interconnect losses negligible, and produce almost ideal switches and resonators in the context of a planar fabrication process compatible with existing IC processes, micromachining and Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) has emerged to overcome the aforementioned problems of communication circuits. Cantilever beam switch is this kind of MEMS switch which is actuated by electro-statically. For this purpose pull- in voltage is important parameter for cantilever beam design. Pull-in voltage value depends on dimension of the beam, material properties of the beam. Therefore this parameter values is calculated correctly. Cantilever beam switch?s working does not depends on only electrical parameters also mechanical properties such as damping ratio, tip deflection, stress are effect the system. For modeling this kind of switch, parallel plate capacitor parameter is used. Several simulation will be examined for correct analyse. In fabrication part different dimension cantilever beam swithes is used for see how it depence parameter relation. After design, simulation and fabrication, MEMS cantilever beam switch capacitance, voltage values are measured in real time.
Benzer Tezler
- Design and simulation of pull-in phenomenon of MEMS switches
MEMS anahtarlarin kapanma olgusunun tasarim ve simülasyonu
HALİL TEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. LEVENT TRABZON
Y.DOÇ.DR. SERHAT İKİZOĞLU
- Development of novel methodologies for the damage detection in mechanical systems
Mekanik sistemlerde hasar tespiti için özgün metodolojilerin geliştirilmesi
BEHNAM FIROOZI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ POLAT ŞENDUR
- Development of an integrated lab-on-a-chip (LOC) platform for multidrug effect analysis
Çoklu ilaç etkisi analizi için entegre bir çip üstü laboratuvar platformunun geliştirilmesi
ALİ CAN ATİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH
DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM
- MEMS resonant temperature sensing with variable coupling stiffness and improved sensitivity
Yüksek çözünürlüklü, değişken eşlenik yay sabitli titreşim tabanlı MEMS sıcaklık sensörü
ERTUĞ ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KIVANÇ AZGIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE YÜCE
- Design and simulation of microstrip antenna with tuneable notch-band characteristic for uwb applications based on graphene material
Grafen malzemesine dayalı UWB uygulamaları için ayarlanabilir çintik bandı karakteristikli mikro şerit anten tasarımı ve simülasyonu
ZAINAB RAWAN ABDULRAHEEM ALOBAIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEFER KURNAZ