Optimization of the gain-bandwidth product of capacitive micromachined ultrasonic transducers

ÖZET KAPASİTİF MİKRO-İŞLENMİŞ ULTRASONİK ÇEVİRGEÇLERİN KAZANÇ-BAND GENİŞLİĞİ ÇARPIMLARININ OPTİMİZASYONU Selim Olcum Elektrik Elektronik Mühendisliği, Yüksek Lisans Tez Yöneticisi: Prof Dr. Abdullah Atalar Ocak, 2005 Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çeviriciler (kMUÇ) geniş bantlı üretilebilmelerine rağmen, düşük çevrim verimliliğine sahiplerdir. Bu çalışmada, kMUÇ cihazları için yeni bir başarım ölçüsü, kazanç-bant genişliği çarpımı olarak tanımlanmıştır. Bu başarım ölçüsünü en yüksek değere çıkarmak için gereken ölçütler araştırılmıştır. Üretim parametrelerini en iyileştirmek amacıyla Mason'm eşdeğer devre modeli kullanılmış ve bu modelden elde edilen sonuçlar sonlu eleman metodu kullanılarak düzeltilmiştir. kMUÇ cihazları, iletici, almaç ve darbe-yankı modlarında çalıştırılırken, farklı başarım ölçütleri tanımlanmalıdır. kMUÇ cihazlarının temel parametreleri bu üç çalışma modu için en iyileştirilmiştir. Bu çalışmada, su içerisinde çalışan, silikon nitrat bir zara sahip kMUÇ cihazları için en iyi üretim değerleri saptanmıştır. Elektriksel bir eşleştirme devresinin etkileri incelenmiştir. Özellikle bir paralel endüktansm kazanç-bant genişliği çarpımına olan etkisi incelenmiştir. İstenilen özelliklere sahip bir kMUÇ cihazı üretebilmek için gereken tasarım gereçleri sunulmuştur. Anahtar sözcükler: Kapasitif Mikro-işlenmiş Ultrasonik Çevirici (kMUÇ), çevirici kazancı, bant genişliği. iv