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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃俊宏
研究生(外文):Chun-Hung Huang
論文名稱:應用於電壓控制振盪器之三層多晶矽可變電容設計
論文名稱(外文):The Design of Three-layer Polysilicon Capacitor Applied to Voltage-Controlled Oscillator
指導教授:邱俊誠邱俊誠引用關係
指導教授(外文):Jin-Chern Chiou
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電機與控制工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:微機電系統可變電容電壓控制振盪器
外文關鍵詞:MEMStunable capacitorvoltage-controlled oscillator
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本論文主要在以三層多晶矽表面微加工製程之架構下,以微機電技術設計一靜電式可變電容,以期能取代應用於通訊系統中之傳統可變電抗器,藉由微機電技術提高被動元件的品質因子,因而提昇電路的效能。本論文首先介紹三層多晶矽表面微加工製程,及光罩設計時須注意的一些設計規範,其次敘述微機電靜電式可變電容的運作原理及元件設計考量,並且應用微機電模擬軟體IntelliSuite來輔助設計及分析元件特性。接著介紹振盪器的理論,並將此微機電靜電式可變電容用於取代以柯比茲振盪器為架構所設計的電壓控制振盪器電路,完成電壓控制振盪器之設計。最後針對實驗結果與理論分析之間的差異提出解釋,並討論可能造成可變電容品質因子降低之原因,以及如何改善並提高元件之性能,以期能對未來相關之研究有所幫助。
The thesis demonstrates a micromachined electro-mechanically tunable capacitor based on three-layer polysilicon surface micromachining process. The performance of voltage-controlled oscillator was improved by replacing the convention varactor with high quality tunable capacitor implemented by micromachining technology. We firstly introduce the three-layer polysilicon surface micromachining process and the specification of mask design. Secondly, we utilize finite element analysis software, IntelliSuite, to assist the design and characterize the device. With the simulation results, we are able to complete the oscillation theory using Colpitts oscillator to accomplish the voltage-controlled oscillator with MEMS tunable capacitor. Finally we discuss the difference between experiment result and theory. Here, the possible reason for the tunable capacitor to posses low quality factor is presented. Furthermore, the methods to improve the performance of tunable capacitor were presented at the final conclusion.
中文摘要
英文摘要
誌謝
目錄
表目錄
圖目錄
第一章、緒論
1.1、發展背景與研究近況
1.2、研究動機與目的
1.3、論文架構
第二章、製程及設計規範
2.1 、三層多晶矽製程介紹
2.2 、設計規範
2.3 、總結
第三章、可變電容操作原理與設計
3.1、可變電容運作方式
3.2、微機電可變電容操作原理
3.3、微機電可變電容設計
3.3.1、可變電容設計
3.3.2、懸臂樑設計
3.4、靜電式可變電容之有限元素分析
3.4.1、兩層平板之可變電容
3.4.2、三層平板之可變電容
3.5、總結
第四章、電壓控制振盪器理論
4.1、振盪器基本原理
4.1.1、振盪器迴授迴路模型
4.1.2、巴克豪森振盪準則
4.1.3、計算迴路增益
4.2、電壓控制振盪器
4.2.1、電感電容振盪器基本組態
4.2.2、柯比茲振盪器
4.3、結論
第五章、實驗結果與驗證
5.1、可變電容之量測結果
5.1.1、電容值量測
5.1.2、品質因子量測
5.2、電壓控制振盪器實驗結果
5.3、實驗結果討論
5.4、總結
第六章、結論
6.1、結論
6.2、未來展望
參考文獻
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