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第1章 绪论
1.1微机电系统（MEMS）及微型化革命
微电子技术的巨大成功在许多领域引发了一场微小型化革命，以加工微米／纳米结构和系统为目的的微米／纳米技术（Micro / Nano Technology）在此背景下应运而生。一方面人们利用物理化学方法将原子和分子组装起来，形成具有一定功能的微米／纳米结构；另一方面人们利用精细加工手段加工出微米／纳米级结构。前者导致了纳米生物学、纳米化学等边缘学科的产生，后者则在小型机械制造领域开始了一场新的革命，导致了微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems,MEMS）的诞生。
微电子机械系统是微电子技术的拓宽和延伸，它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合，实现了微电子与机械融为一体的系统。
MEMS技术的发展开辟了的技术一个全新的领域和产业。它们具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
MEMS技术及其产品正在迅速增长，预计到2000年，全世界MEMS的市场将达到120至140亿美元，而带来的与之相关的市场将达到1000亿美元。
MEMS将电子系统和外部世界有机地联系起来，它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界信号，并将这些信号转换成电子系统可以认识的电信号，而且还可以通过电子系统控制这些信号，进而发出指令，控制执行部件完成所需要的操作。
从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS主要包含微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分。
作为输入信号的自然界各种信息首先通过传感器转换成电信号，经过信号处理以后（模拟／数字）再通过微执行器对外部世界发生作用。传感器可以把能量从一种形式转化为另一种形式，从而将现实世界的信号（如热、运动等信号）转化为系统可以处理的信号（如电信号）。执行器根据信号处理电路发出的指令完成人们所需要的操作。信号处理器则可以对信号进行转换、放大和计算等处理。Analog公司已研制成集成微加速度传感器和处理电路的芯片。
MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。ＭＥＭＳ技术开辟了一个全新的领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如尖端直径为5μｍ的微型镊子可以夹起一个红细胞，3ｍｍ大小的能够开动的小汽车，可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。
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