38、电容式微加工超声换能器（CMUT）塌陷电压的分析与优化

电容式微加工超声换能器（CMUT）塌陷电压的分析与优化

1. 塌陷电压随电极未覆盖部分半径的变化

塌陷电压会随着电极未覆盖部分半径的改变而变化。当未覆盖部分半径变为膜半径的一半时，即未覆盖部分面积变为膜面积的四分之一，塌陷电压的百分比变化为 15.47005384%。而当金属化面积减少一半，也就是未覆盖部分电极面积变为膜面积的一半时，塌陷电压的百分比变化为 41.4213%。这表明电极面积的变化对塌陷电压有着显著的影响。

以下是相关数据的表格呈现：
| 未覆盖部分半径与膜半径关系 | 未覆盖部分面积与膜面积关系 | 塌陷电压百分比变化 |
| ---- | ---- | ---- |
| 未覆盖半径 = 0.5 膜半径 | 未覆盖面积 = 0.25 膜面积 | 15.47005384% |
| 金属化面积减少一半 | 未覆盖面积 = 0.5 膜面积 | 41.4213% |

下面是该变化过程的 mermaid 流程图：

graph LR
    A[电极未覆盖部分半径变化] --> B[未覆盖部分面积改变]
    B --> C[塌陷电压百分比变化]

2. 塌陷电压随电极面积百分比的变化

塌陷电压与电极面积百分比的关系如图 5 所示。如果将塌陷电压的百分比变化限制在 20%，那么可以将金属化面积减少至近 60%。这为实际应用中调整电极面积以控制塌陷电压提供了重要的参考依据。

3. 间隙高度对塌陷电压的影响

间隙高度的变化会对塌陷电压产生强烈