Temperature Compensation and Performance Enhancement Techniques for Lamé Mode MEMS Resonators

Résumé

L’importance des résonateurs micro-usinés ne cesse de croître à mesure qu’ils s’imposent dans un large éventail d’applications, des dispositifs portables aux applications plus complexes telles que les communications sans fil et les applications aérospatiales. En raison de cette demande accrue, les universitaires et l’industrie développent des oscillateurs plus performants et plus stables tout en se concentrant sur la réduction des coûts. Bien que de nombreuses architectures de résonateurs et de circuits électriques pour piloter les résonateurs ont été étudiés depuis de nombreuses années, le problème de la production d’un résonateur entièrement compensé qui fonctionne indépendamment de la température ambiante reste non résolu. Ce travail présente un modèle analytique pour prédire la performance de résonateurs de type Lamé avec différents degrés de rotation, et géométries. L’adaptabilité du modèle analytique proposé a été démontrée, et la polyvalence du modèle a été validée expérimentalement en fabriquant plusieurs variantes de résonateurs et en analysant leurs réponses en fréquence et leur comportement en température. Ensuite, un nouveau résonateur électrostatique en mode Lamé utilisant un actuateur thermique en forme de chevron est proposé, celui-ci permet de diminuer les pertes d’insertion réduisant ainsi la résistance parasitaire et surmontant une des limitation du processus de micro-fabrication. Il est démontré que la combinaison des éléments chauffants et du résonateur dans une petite zone peut permettre une stabilité de la fréquence en fonction de la température.

Date	22 déc. 2022
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Frédéric Nabki (Directeur(-trice))