[发明专利]MEMS谐振器阵列结构和操作与使用该MEMS谐振器阵列结构的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2007年12月18日提交的题为“MEMS RESONATOR ARRAY STRUCTURE AND METHOD OF OPERATING AND USING SAME”的美国申请No.12/002,894的优先权，在此通过引用将其全文并入。

背景技术

本发明涉及微机电或纳米机电谐振器结构以及与谐振器结构相关使用的方法。

通常，高品质(“Q”)因数的微机电谐振器被认为是参考频率和滤波器的有希望选择。然而，为了实现更高的频率，这种谐振器的尺度正在越缩越小。更小的尺度导致驱动和/或感测电容变小，这可能进一步对谐振器的信号强度、稳定性和/或“Q”因数造成不利影响。

需要一种有助于克服上述一个、一些或所有缺点的谐振器结构。

发明内容

这里描述和例示了很多发明以及这些发明的很多方面和实施例。本发明内容论述这里所述和主张的发明中的一些。但本发明的这一发明内容绝不是本发明范围的穷举。

在一个方面中，本发明包括一种MEMS阵列结构，其中该MEMS阵列结构包括包含第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；以及至少一个谐振器耦合部分，包括设置于所述第一体模式谐振器和所述第二体模式谐振器之间的第一谐振器耦合部分，以机械耦合所述第一体模式谐振器和所述第二体模式谐振器。

在一个实施例中，所述第一体模式谐振器包括节点，所述第二体模式谐振器包括节点，且所述第一谐振器耦合部分设置于所述第一体模式谐振器的所述节点和所述第二体模式谐振器的所述节点之间。

在另一实施例中，所述第一体模式谐振器和所述第二体模式谐振器耦合到公共基底锚(anchor)。

在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括至少一个锚耦合部分，包括设置于所述至少一个谐振器耦合部分和所述基底锚之间的第一锚耦合部分。

在另一实施例中，所述第一锚耦合部分包括至少一个应力/应变释放机构。

在另一实施例中，所述第一锚耦合部分包括弹簧。

在另一实施例中，所述多个体模式谐振器具有第一振动状态，其中，所述第一体模式谐振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一个方向收缩并且至少部分沿第三方向和第四方向中的至少一个方向膨胀，并且其中所述第二体模式谐振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一个方向收缩，其中所述第二方向与所述第一方向相反，所述第四方向和所述第三方向相反。

在另一实施例中，所述第三方向和所述第四方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

在另一实施例中，所述多个体模式谐振器具有第二振动状态，其中，所述第一体模式谐振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一个方向收缩，并且其中所述第二体模式谐振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向收缩并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一个方向膨胀。

在另一实施例中，所述第一体模式谐振器的振动诱发所述第二体模式谐振器的振动。

在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括多个感测电极，以提供表示所述多个体模式谐振器中的至少一个的振动的感测信号。

在另一实施例中，所述感测信号包括差分感测信号。

在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括感测电路，以接收所述感测信号并且响应于所述感测信号提供输出信号。

在另一实施例中，所述输出信号包括差分输出信号。

在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括多个驱动电极，以接收驱动信号，诱使所述多个体模式谐振器中的至少一个振动。

在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括驱动电路，以接收所述输出信号并且响应于所述输出信号提供驱动信号。

在另一实施例中，所述驱动信号包括差分驱动信号。

在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括第一多个电极和第二多个电极，所述第一多个电极与所述第一体模式谐振器并排设置，所述第二多个电极与所述第二体模式谐振器并排设置。

在另一实施例中，所述第一多个电极包括至少一个电极以感测所述第一体模式谐振器的振动。

在另一实施例中，所述第二多个电极包括至少一个电极以接收驱动信号，诱发所述第二体模式谐振器的振动。

在另一实施例中，所述第一多个电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，所述第二多个电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电极。