Resumen

Se ha desarrollado un nuevo modelo de cálculo de la capacitancia de forma cerrada altamente preciso para calcular la capacitancia de los transductores ultrasónicos micromecanizados capacitivos (CMUT) construidos con diafragmas cuadrados. El modelo se ha desarrollado utilizando una función polinómica bidimensional que predice con mayor precisión la curva de deflexión de un diafragma cuadrado deformado bajo la influencia de una presión externa uniforme y también tiene en cuenta las capacitancias del campo de franja. El modelo se ha verificado comparando los perfiles de deflexión y los valores de capacitancia predichos por el modelo con resultados experimentales publicados en otros lugares y con análisis de elementos finitos (FEA) realizados por los autores para diferentes propiedades de los materiales, especificaciones geométricas y condiciones de carga. Los nuevos valores de capacitancia calculados con el modelo concuerdan perfectamente con los resultados experimentales publicados, con una desviación máxima del 1,7%, y se ha observado una desviación máxima del 1,5% al compararlos con los resultados del AEF. El modelo puede ayudar a mejorar la precisión de la metodología de diseño de dispositivos CMUT y otros sensores de tipo capacitivo basados en MEMS construidos con diafragmas cuadrados.

• Materias:Nanoestructuras Redes de sensores Sensores electroquímicos Biosensores Sensores piezoeléctricos
• Subjects:Nanostructures Sensor networks Electrochemical sensors Biosensors Piezoelectric sensors
• Palabras claves:modelo, valores de capacitancia, resultados experimentales, desviación máxima, diafragmas cuadrados, transductores ultrasónicos micromecanizados capacitivos, modelo de cálculo de capacitancia de forma, sensores de tipo capacitivo, diferentes propiedades de los materiales, función polinómica dimensional
• Keywords:model, capacitance values, experimental results, maximum deviation, square diaphragms, capacitive micromachined ultrasonic transducers, form capacitance calculation model, capacitive type sensors, different material properties, dimensional polynomial function