微电子机械系统(MEMS)是一个发展十分迅速、应用日渐广泛的领域,而MEMS传感器是应用最为广泛的MEMS器件,其中的MEMS谐振式传感器具有高灵敏度、高Q值、高稳定性、低噪声性能、低功耗等优良特性,在汽车电子、消费电子、生物医学和定位导航等领域中发挥十分重要的作用。本文主要是对动态下MEMS酒杯式谐振器的性能进行研究,而品质因数是MEMS谐振器性能指标中最重要的参数,因此首先介绍了品质因数的物理意义,讨论了影响品质因数的四个因素,并在此基础上分析了对MEMS谐振器品质因数影响最显著的空气阻尼损耗。接着讨论了空气阻尼的形成原因,说明了压膜阻尼是影响MEMS谐振器性能的主要因素之一。采用ANSYS软件,利用有限元分析法,分别对双端固支梁式、圆形酒杯式、方形角支撑式三种典型的MEMS谐振器进行建模和仿真,得出动态下三种MEMS谐振器的偏移量,并讨论谐振器尺寸对偏移量的影响。结果表明,动态下双端固支梁式与方形角支撑式谐振器的偏移量较小,对谐振器性能影响几乎可以忽略不计；而圆形酒杯式谐振器的偏移量较大,对谐振器性能影响显然不可忽略。根据上述的分析,重点研究动态下MEMS圆形酒杯式谐振器的性能情况。首先建立圆盘—电极模型,推导出MEMS圆形酒杯式谐振器Q值的具体计算公式,并利用该公式研究动态下谐振器性能影响情况,分析结果表明当谐振器在动态环境下当偏置电压为4V时,偏移量为50%的Q值比无偏移量的减小了35.3%；接着探讨与分析了锚点位置的选择,给出了一种谐振器结构改进的构想,可用于提高谐振器Q值；同时分析了工作时圆盘所受阻尼情况,推导出了MEMS圆形酒杯式谐振器圆盘间隙内部空气压膜阻尼系数的计算公式,公式表明减小圆盘半径和厚度、增大圆盘与电极间的距离都可以减小压膜阻尼系数,提高谐振器品质因数。利用数值计算方法,对MEMS圆形酒杯式谐振器圆盘间隙内部空气的雷诺方程进行求解,通过MATLAB仿真得到相应的间隙内部真实的气压分布,进而分析由其引起的空气阻尼以及对谐振器品质因数的影响。分析发现谐振器圆盘厚度和半径对气压分布只有轻微影响,可忽略不计；而圆盘与电极间隙的间距对气压分布的影响较为明显,研究表明当圆盘振幅超过间距的70%时,间隙内气压变化尤为显著,呈指数增加之势,此时由空气引起的阻尼也开始增加,品质因数相应减小。