通过充分调研和详细分析目前国内外硅微机械陀螺的研究状况，当前绝大多数硅微机械陀螺仪采用电容式传感器检测陀螺仪输出信号，随着陀螺仪表结构尺寸极大缩小，传统电容检测技术的灵敏度和分辨率也大大降低，达到了检测的极限状态，检测输出信号的信噪比非常低，信号检测电路和处理电路极为复杂。针对此现象，本论文提出了利用电极间的隧道效应敏感陀螺输出位移的微小变化，该陀螺采用正交式悬臂梁结构，有效地抑制了机械耦合对器件造成的不良影响，其驱动、检测模态谐振频率的精确匹配保证了陀螺较高的灵敏度。 论文首先介绍了隧道式微机械陀螺的设计理论基础，给出了微机械振动式陀螺的动力学方程，分析了陀螺的检测灵敏度和工作带宽，对微机械陀螺设计中所涉及的静电驱动和隧道电流检测给予了简单的介绍，对微机械运动中受到的空气阻尼问题进行了分析，并讨论了微机械陀螺中的寄生Coriolis力和轴向加速度对角速度检测的干扰等问题。 提出了一种新型基于隧道电流检测的正交梁式陀螺仪结构，对陀螺的结构和工作原理进行了的分析，并系统分析了隧道陀螺的机械性能、结构阻尼、静电驱动力和机械耦合误差。通过理论计算和仿真分析提出了隧道式硅微机械陀螺的结构参数，最终得到具有较高灵敏度的隧道式硅微机械陀螺仪结构。 本文结合加工单位的工艺特点，设计了切实可行的工艺流程，并进行版图设计，正在进行隧道陀螺仪的加工。 最后，对隧道式硅微机械陀螺的反馈控制方法进行了研究，分析了目前常见的几种隧道电流检测反馈控制电路，并在此基础上对隧道电流检测方法进行了初步的研究。