微系統(tǒng)設(shè)計

前言

　　2001年7月間，電子工業(yè)出版社的領(lǐng)導(dǎo)同志邀請各高校十幾位通信領(lǐng)域方面的老師，商量引進國外教材問題。與會同志對出版社提出的計劃十分贊同，大家認為，這對我國通信事業(yè)、特別是對高等院校通信學(xué)科的教學(xué)工作會很有好處。　　教材建設(shè)是高校教學(xué)建設(shè)的主要內(nèi)容之一。編寫、出版一本好的教材，意味著開設(shè)了一門好的課程，甚至可能預(yù)示著一個嶄新學(xué)科的誕生。20世紀40年代MIT林肯實驗室出版的一套28本雷達叢書，對近代電子學(xué)科、特別是對雷達技術(shù)的推動作用，就是一個很好的例子?！　∥覈I(lǐng)導(dǎo)部門對教材建設(shè)一直非常重視。20世紀80年代，在原教委教材編審委員會的領(lǐng)導(dǎo)下，匯集了高等院校幾百位富有教學(xué)經(jīng)驗的專家，編寫、出版了一大批教材；很多院校還根據(jù)學(xué)校的特點和需要，陸續(xù)編寫了大量的講義和參考書。這些教材對高校的教學(xué)工作發(fā)揮了極好的作用。近年來，隨著教學(xué)改革不斷深入和科學(xué)技術(shù)的飛速進步，有的教材內(nèi)容已比較陳舊、落后，難以適應(yīng)教學(xué)的要求，特別是在電子學(xué)和通信技術(shù)發(fā)展神速、可以講是日新月異的今天，如何適應(yīng)這種情況，更是一個必須認真考慮的問題。解決這個問題，除了依靠高校的老師和專家撰寫新的符合要求的教科書外，引進和出版一些國外優(yōu)秀電子與通信教材，尤其是有選擇地引進一批英文原版教材，是會有好處的?！　∫荒甓鄟?，電子工業(yè)出版社為此做了很多工作。他們成立了一個“國外電子與通信教材系列”項目組，選派了富有經(jīng)驗的業(yè)務(wù)骨干負責有關(guān)工作，收集了230余種通信教材和參考書的詳細資料，調(diào)來了100余種原版教材樣書，依靠由20余位專家組成的出版委員會，從中精選了40多種，內(nèi)容豐富，覆蓋了電路理論與應(yīng)用、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、微電子、通信系統(tǒng)、電磁場與微波等方面，既可作為通信專業(yè)本科生和研究生的教學(xué)用書，也可作為有關(guān)專業(yè)人員的參考材料。此外，這批教材，有的翻譯為中文，還有部分教材直接影印出版，以供教師用英語直接授課。希望這些教材的引進和出版對高校通信教學(xué)和教材改革能起一定作用?！　≡谶@里，我還要感謝參加工作的各位教授、專家、老師與參加翻譯、編輯和出版的同志們。各位專家認真負責、嚴謹細致、不辭辛勞、不怕瑣碎和精益求精的態(tài)度，充分體現(xiàn)了中國教育工作者和出版工作者的良好美德?！　‰S著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，對高校教學(xué)工作會不斷提出新的要求和希望。我想，無論如何，要做好引進國外教材的工作，一定要聯(lián)系我國的實際。教材和學(xué)術(shù)專著不同，既要注意科學(xué)性、學(xué)術(shù)性，也要重視可讀性，要深入淺出，便于讀者自學(xué)；引進的教材要適應(yīng)高校教學(xué)改革的需要，針對目前一些教材內(nèi)容較為陳舊的問題，有目的地引進一些先進的和正在發(fā)展中的交叉學(xué)科的參考書；要與國內(nèi)出版的教材相配套，安排好出版英文原版教材和翻譯教材的比例。我們努力使這套教材能盡量滿足上述要求，希望它們能放在學(xué)生們的課桌上，發(fā)揮一定的作用。　　最后，預(yù)祝“國外電子與通信教材系列”項目取得成功，為我國電子與通信教學(xué)和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培土施肥。也懇切希望讀者能對這些書籍的不足之處、特別是翻譯中存在的問題，提出意見和建議，以便再版時更正。

內(nèi)容概要

　　 本書是美國麻省理工學(xué)院（MIT）Senturia 教授根據(jù)自己在MIT電子工程系所講授的課程的基礎(chǔ)上進行擴展而編寫的研究生教材，已經(jīng)被美國10多所大學(xué)采用（包括斯坦福等著名大學(xué)）。本書系統(tǒng)全面地介紹了涉及微機電系統(tǒng)（MEMS）設(shè)計的方法、理論和技術(shù)，包括MEMS制作工藝和封裝技術(shù)、MEMS器件的建模和模擬、相關(guān)電子線路與系統(tǒng)。全書詳細地介紹了利用集總參數(shù)方法、彈性力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)方法、能量分析法對MEMS器件進行建模、模擬和分析的方法；同時對微系統(tǒng)設(shè)計所涉及的能量耗散問題和流體力學(xué)系統(tǒng)、電路、噪聲和封裝問題等進行了分析和介紹。通過應(yīng)用實例研究，詳細介紹了壓阻式壓力傳感器、電容式加速度計、靜電投影顯示器、壓電速率陀螺儀、DNA擴增芯片和氣體傳感器等器件和系統(tǒng)的設(shè)計和制作。    全書結(jié)構(gòu)新穎、特點鮮明、內(nèi)容豐富，能滿足來自不同專業(yè)面向MEMS研究領(lǐng)域的研究生的需要。同時，對于相關(guān)領(lǐng)域的科研、工程技術(shù)人員和教師來說，也不失為一本很有價值的參考書。

書籍目錄

第一部分  基礎(chǔ)知識  第1章  引言  第2章  MEMS設(shè)計方法  第3章  微制造技術(shù)  第4章  工藝集成第二部分  建模策略  第5章  集總參數(shù)建模  第6章  能量守恒換能器  第7章  動力學(xué)第三部分  特定領(lǐng)域的細節(jié)  第8章  彈性力學(xué)  第9章  結(jié)構(gòu)  第10章  能量法  第11章  耗散系統(tǒng)和熱能域  第12章  集總建模和耗散過程  第13章  流體第四部分  電路與系統(tǒng)問題  第14章  電子學(xué)  第15章  反饋系統(tǒng)  第16章  噪聲第五部分  實例研究  第17章  封裝  第18章  壓阻式壓力傳感器  第19章  電容式加速度計  第20章  靜電投影顯示器  第21章  壓電速率陀螺儀  第22章  用于DNA擴增的微系統(tǒng)  第23章  微橋氣體傳感器附錄A  參數(shù)符號表附錄B  電磁場附錄C  立方材料的彈性常數(shù)參考文獻

編輯推薦

　　《微系統(tǒng)設(shè)計》將多學(xué)科的基礎(chǔ)知識有機聯(lián)系起來，帶領(lǐng)大家進入微系統(tǒng)設(shè)計世界。這些知識是工作在MEMS領(lǐng)域的工程師所必不可少的?！　∪珪婕暗闹黝}范圍廣泛，包括：微加工技術(shù)、機械學(xué)、熱流理論、電子學(xué)、噪聲、帶反饋或不帶反饋的系統(tǒng)動力學(xué)等。因為很難簡要地闡明“優(yōu)良”設(shè)計的基本原理，《微系統(tǒng)設(shè)計》以提供一組實例研究的方式進行組織，這些實例研究或者基于真實的產(chǎn)品，或者基于已發(fā)表在文獻中的產(chǎn)品原型?！　嵗芯康倪x擇范圍是那些具有多方面代表性的范例：不同的加工制作方法，不同的應(yīng)用領(lǐng)域，在換能方式上運用不同的物理效應(yīng)。實例研究的主要對象是下列器件的設(shè)計與封裝：壓阻式壓力傳感器、電容式加速度計、利用石項壓電驅(qū)動與感測的陀螺儀、兩種靜電致動光投影顯示器、兩種DNA擴增微系統(tǒng)以及一種用于可烯氣體測量的催化傳感器?！　　段⑾到y(tǒng)設(shè)計》是麻省理工學(xué)院研究生課程“微機電系統(tǒng)設(shè)計與制作”的教材，適合高年級本科生和研究生學(xué)習MEMS使用，也可作為MEMS專業(yè)人士的參考書?！　〉谝徽露己屑彝プ鳂I(yè)和相關(guān)閱讀文獻作為教材的補充?！段⑾到y(tǒng)設(shè)計》還有一個專門的Web網(wǎng)站對其提供支持，其上放有更多的家庭作業(yè)、練習和一些推薦的設(shè)計習題，以及一些有關(guān)《微系統(tǒng)設(shè)計》例題、家庭作業(yè)習題方面的教學(xué)資料。

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