[发明专利]抗静摩擦的MEMS器件及其操作方法

摘要

本发明涉及抗静摩擦的MEMS器件及其操作方法。MEMS器件（20）包括通过有弹簧常数（104）的弹簧构件(34)悬挂在衬底（22）之上的可移动元件（20）。弹簧软化电压（58）在上电模式期间（100）被施加于面对可移动元件（20）的电极（24、26）以减小弹簧构件(34)的刚度，并且从而增加可移动元件（32）对输入刺激（46）的灵敏度。一旦检测到静摩擦条件（112），弹簧软化电压（58）被有效地移除以从静摩擦条件（112）恢复可移动元件（32）。较高的机械弹簧常数（104）在未上电模式（96）期间产生有较大恢复力（122）的硬弹簧（34）以从静摩擦条件（112）恢复。反馈电压（56）可以被施加于面对可移动元件（32）的反馈电极（28、30）以提供电阻尼。

主权项

一种微机电系统MEMS器件，包括：衬底；以间隔开的关系被放置在所述衬底的表面之上的可移动元件；将所述可移动元件和所述衬底互连的至少一个弹簧构件，所述至少一个弹簧构件使得所述可移动元件能够移动，以及所述至少一个弹簧构件呈现第一刚度；面对所述可移动元件的至少一个电极；面对所述可移动元件的至少一个力反馈电极；与所述至少一个电极互通的电压源，所述电压源被配置为将弹簧软化电压施加于所述至少一个电极以将所述弹簧构件的刚度从所述第一刚度转换到第二刚度，所述第二刚度小于所述第一刚度；与所述至少一个电极电互通的感测电路，用于响应于施加在所述可移动元件上的输入刺激而生成电输出信号；插入在所述感测电路和所述至少一个力反馈电极之间的静电力反馈电路，用于基于所述电输出信号控制施加于所述至少一个力反馈电极的反馈电压；与所述至少一个电极电互通的检测电路，所述检测电路被配置为响应于来自所述至少一个电极的输出信号而检测所述可移动元件的静摩擦条件；以及与所述至少一个电极、所述至少一个力反馈电极以及所述可移动元件互通的多路转换器电路，所述多路转换器电路被配置为将所述至少一个电极、所述至少一个力反馈电极以及所述可移动元件中的每一个设置到相等的电压电势，以便响应于所述静摩擦条件而有效地移除所述弹簧软化电压。