基于氮化铝双端固支音叉（AlN DETF）的谐振式传感器具有尺寸小、稳定性和可靠性好、时间响应快等特点。为了提高灵敏度和分辨率，需要分析AlN DETF谐振器的振梁结构参数对灵敏度和信号功率的影响。在有限元仿真软件中建立AlN谐振器的多物理场模型，进行预应力特征频率分析，仿真验证单个振梁结构参数对灵敏度的影响。在振梁厚度保持恒定的情况下，对仿真结果的数据进行后处理，得到信号功率与振梁长度、宽度的关系。结果表明，相对灵敏度、信号功率随振梁长度、宽度的变化趋势相反。因此，需要根据工艺水平和结构强度等因素，综合考虑AlN谐振器的信号功率和相对灵敏度，对两者进行权衡。仿真分析了优化后AlN DETF谐振器的性能，±10 μN范围内的灵敏度为56 Hz/μN，信号功率为6.8×10-4 nW，Q值为958。

微机械谐振式加速度计(MMRA)是通过检测加速度施加前后谐振器谐振频率变化实现对加速度检测的。该传感器具有频率信号输出、稳定性好、灵敏度高、精度高等优点, 己成为MEMS传感器的重要发展方向之一。详细讨论了微机械谐振式加速度计设计中的关键技术, 难点及对应解决方案、发展趋势。其中, 关键技术包括机械结构、激励与检测方式以及谐振器刚度改变方式。分析了谐振器的三种机械结构以及微杠杆工艺误差造成的不对称性; 根据谐振器材料的压电特性, 可将MMRA分为压电MMRA和非压电MMRA, 压电MMRA的激励与检测方式都是压电激励/压电检测, 非压电MMRA主要为静电激励/电容检测; 讨论了轴向应力和静电刚度这两种谐振器刚度改变方式的原理和适用范围。微机械谐振式加速度计主要存在四个技术难点：机械耦合、温度特性、工艺误差、组装与封装, 并针对这四点给出了相应的解决方案。集成, 静电刚度, 新材料, 多轴以及更高的性能指标将是今后微机械谐振式加速度计的主要发展趋势。

一定厚度的低声阻抗支撑层可以在薄膜体声波谐振器(FBAR)与衬底之间形成声学隔离层, 防止声波泄漏到衬底当中。掺碳二氧化硅(CDO)是一种低声阻抗材料, 对FBAR具有较好的温度补偿效果, 可以作为FBAR与衬底之间的声学隔离层, 从而构成一种新型的CDO-FBAR。为了分析CDO-FBAR与通孔型FBAR相比性能是否退化, 以及CDO声学隔离层所需厚度, 采用多物理场耦合仿真软件分析了CDO-FBAR和通孔型FBAR的谐振频率、Q值、有效机电耦合系数和S参数, 并提取了CDO-FBAR纵向振动位移。分析结果表明: CDO-FBAR的谐振频率整体向下漂移; CDO声学隔离层导致S参数的寄生干扰; 由于声学损耗增加, Q值略有降低, 其中并联谐振点处的Q值降幅更大; 有效机电耦合系数略有降低; 声波传播到声学隔离层中9 μm处就完全衰减, 即只需要9 μm厚的CDO声学隔离层就能在FBAR与衬底之间形成有效的声学隔离。由此, 仿真验证了这种新颖的CDO-FBAR结构的可行性。

为了分析基于应力/应变效应的体声波(BAW)力传感器的敏感机理、准确计算其灵敏度, 提出了一种用于BAW力传感器灵敏度分析的微分-综合分析法。该方法借鉴了微积分的原理, 在Mason等效电路模型中将一个完整的BAW谐振器替换为多个谐振器微元的并联, 从而将谐振器有源区面积A上应力/应变场的有限元计算结果与压电薄膜材料的力学特性、谐振器微元的电声学特性关联起来; 最后, 在射频电路仿真软件中进行等效电路的综合, 得到整个BAW谐振器在应力/应变场作用下的阻抗特性曲线及其串/并联谐振频率。当BAW谐振器微元的划分足够细密时, 获得的灵敏度分析结果将足够精确。为了论证该方法的原理, 给出了一个直观的校核案例。以一个嵌入式FBAR结构的四梁BAW加速度计表头为例, 介绍了该方法用于BAW力传感器灵敏度分析的详细过程。虽然案例中只讨论了一种应力/应变型BAW力传感器的单一力敏机理, 但该方法具有普适性。并且, 当谐振器微元小到接近其压电材料晶格的尺度时, 就能与压电薄膜的力-声-电特性的第一性原理计算结果关联起来, 实现从微观材料特性到介观器件物理的多尺度计算。