Вибрационный гироскоп LL-типа

Полезная модель относится к области изделий микромеханики, в частности к вибрационным микромеханическим гироскопам (вибрационный ММГ) LL-типа, широко применяемым в микросистемной технике (МСТ) для мониторинга параметров движения перемещающихся объектов.
Известны конструкции вибрационных ММГ, отличающиеся количеством осциллирующих масс, направлением колебаний, структурой и конструкцией возбуждающих и измерительных узлов, технологией изготовления и материалами [AcarC. MEMS Vibratory Gyroscopes Structural Approaches to Improve Robustness/ C. Acar and A. Shkel // –Springer.–2009. – pp. 262.].
Одной из наиболее актуальных задач является увеличение ёмкости электродных групп, при неизменных массогабаритных параметрах. Однако, из-за особенностей технологии изготовления вибрационных ММГ, увеличить значение ёмкости электродной группы становиться невозможным без увеличения количества электродов (т.е. без увеличения занимаемой электродной группой площади).
При плазменном травлении (основном инструменте формообразования в современных технологических маршрутах) существует взаимозависимость между глубиной и площадью области травления [High aspect ratio sub-micron trenches on silicon-on-insulator and bulk silicon / M. Hermersdorf, C. Hibert, D. Grogg, etc. // J. Microelectronic Engineering. – No.88. – 2011. – pp. 2556-2558.]. Достижимое на сегодняшний день аспектное отношение (отношение глубины травления к ширине полости) составляет примерно 30:1. Поэтому для формирования чувствительных вибрационных ММГ, требующих чтобы их высота составляла порядка сотни мкм, приходится увеличивать зазор между электродами гребенчатых структур до 3÷5 мкм, что приводит к уменьшению удельной электроемкости. (Под удельной емкостью понимается отношение ёмкости к объёму воздушного зазора между электродами.)
Известны решения по уменьшению зазора гребенчатых структур, использующие процессы постобработки и активной настройки [Acar С. Structurally decoupled micromachined gyroscope swith post-release capacitance enhancement / Cenk Acar, Andrei M. Shkel // Journal of Micromechanics and Microengineering. – Vol. 15. – 2005. – pp. 1092–1101.]. В случае активной настройки формируется дополнительная механическая структура с собственным приводом (электростатическим или термическим), смещающим и удерживающим структуру в положении с уменьшенным зазором. Постобработка так же использует дополнительную механическую структуру для изменения зазора, но в тоже время предполагает фиксацию данной структуры после перемещения. Указанные способы увеличивают габариты устройства и неприемлемы для серийного производства изделий по групповой технологии.
Среди различных конструкций вибрационных ММГ LL-типа для увеличения удельной ёмкости и электростатической силы было представлено решение с неоднородными по ширине электродами [пат. US8037757В2, G01C 19/56, опубл. 18.10.2011]. Однако данное решение приводит к изменению удельной ёмкости при движении подвижных масс и не позволяет обеспечить увеличение удельной емкости в статическом состоянии, при том же аспектном отношении.
Задача увеличения удельной емкости электродов (путём увеличения аспектного отношения плазменного травления) для компенсации силы Кориолиса и настройки резонансной частоты подвеса второй подвижной массы решена в устройстве, описанном в работе [пат. РФ № 173867, G01C 19/5621, опубл 15.09.2017], которое выбрано в качестве прототипа.
Этот вибрационный гироскоп LL-типа, содержит первую подвижную массу, включающую внешнюю и инерциальную массу, подвешенную на упругих подвесах и систему гребенчатых электродов, вторую подвижную массу, включающую инерциальную массу и измерительный резонатор с первой, второй и третьей группами плоскопараллельных электродов, систему управления положением первой и второй подвижных масс, входы и выходы которой соединены с электродами. Система гребенчатых электродов представляет собой группы встречно-направленных подвижных и неподвижных электродов, средние расстояния между поверхностями каждого подвижного и близлежащих неподвижных электродов равны. Неподвижные электроды закреплены на основании, подвижные закреплены на внешней рамке. Электроды первой и второй группы включают в себя подвижные и неподвижные электроды, у которых среднее расстояние между поверхностями подвижных и близлежащих неподвижных электродов отличаются в два и более раза. Электроды третьей группы включают в себя подвижный электрод, равноудалённый от поверхностей близлежащих неподвижных электродов. Наименьшее расстояние между поверхностями близлежащих подвижных и неподвижных электродов первой, второй и третьей группы изменяется вдоль электрода по гармоническому закону.
Описанное выше решение позволяет обеспечить увеличение удельной емкости в статическом состоянии для электродов первой, второй и третьей групп. Увеличение удельной ёмкости обеспечивается повышением аспектного отношения при сохранении глубины травления. Однако, использование гребенчатых электродов, в которых расстояние между поверхностями близлежащих подвижных и неподвижных электродов изменяется вдоль электрода по гармоническому закону, для систем электродов, в которых подвижные электроды осуществляют движение вдоль неподвижных электродов, приводит к тому, что создаваемая электростатическая сила будет иметь амплитудо-зависимую характеристику, а удельная ёмкость будет иметь нелинейный характер изменения. Поэтому данный подход не применим для увеличения удельной ёмкости системы гребенчатых электродов, т.к. нелинейный характер изменения ёмкости и электростатической силы приводит к необходимости изменения и усложнения системы управления.
Технической проблемой, решаемой предложенной полезной моделью, является создание вибрационного гироскопа LL-типа с повышенной удельной ёмкостью системы гребенчатых электродов при сохранении линейного характера изменения ёмкости и электростатической силы.
Для решения указанной технической проблемы предложен вибрационный гироскоп LL-типа с обратной связью в канале вторичных колебаний, содержащий первую подвижную массу, включающую внешнюю и инерциальную массу, подвешенную на упругих подвесах, и систему гребенчатых электродов, вторую подвижную массу, включающую инерциальную массу и измерительный резонатор с первой, второй и третьей группами плоскопараллельных электродов и систему управления положением первой и второй подвижных масс, входы и выходы которой соединены с электродами. Система гребенчатых электродов состоит из не менее чем одной группы встречно-направленных неподвижных и подвижных электродов, выполненных с возможностью возвратно-поступательного движения подвижных электродов вдоль неподвижных электродов, средние расстояния между поверхностями каждого подвижного и близлежащих неподвижных электродов равны. Проблема решается тем, что расстояние между поверхностями близлежащих подвижного и неподвижного электродов, образующих емкостную пару электродов, имеет переменное, чередующееся по длине электрода значение, описываемое периодической функцией, причем изменение указанного расстояния для каждой последующей пары электродов в группе выполнено со сдвигом фаз вышеуказанной периодической функции, кратным количеству пар электродов в группе.
В частном случае реализации подвижные электроды могут быть выполнены переменной ширины, причем изменение ширины на каждом последующем подвижном электроде в группе выполнено со сдвигом, кратным количеству подвижных электродов в группе.
В частном случае реализации неподвижные электроды могут быть выполнены переменной ширины, причем изменение ширины на каждом последующем неподвижном электроде в группе выполнено со сдвигом, кратным количеству неподвижных электродов в группе.
Технический результат достигается тем, что при изготовлении ММГ в системе гребенчатых электродов чередуются области с высоким и низким аспектным отношением, в результате чего при плазменном травлении облегчается диффузия травящих компонентов плазмы между электродами. Вследствие этого увеличивается удельная электроемкость. При этом, при работе гироскопа возникающие искажения электростатической силы в системе гребенчатых электродов при движении подвижных электродов вдоль неподвижных электродов взаимно компенсируются за счёт сдвига фазы периодической функции, описывающей переменное значение расстояния между электродами, кратного количеству пар электродов в группе.
На Фиг. 1. изображена схема конструкции вибрационного ММГ LL- типа.
На Фиг. 2 изображён фрагмент группы системы гребенчатых электродов (вид на плане).
На Фиг. 3 изображён объёмный фрагмент группы системы гребенчатых электродов.
На Фиг. 4 изображены зависимости емкости C системы гребенчатых электродов от смещения d, для прямых плоскопараллельных электродов (точечная линия), для подвижных электродов с переменным расстоянием между поверхностями близлежащих электродов (пунктирная линия) и для электродов с переменным расстоянием между поверхностями близлежащих электродов и последовательным сдвигом фаз в группе (сплошная линия).
На Фиг. 5 изображены зависимости изменения электростатической силы F системы гребенчатых электродов от смещения d, для прямых плоскопараллельных электродов (точечная линия), для электродов с переменным расстоянием, выполненным в виде синусоиды без сдвига (пунктирная линия) и для электродов с переменным расстоянием между электродами, выполненным в виде синусоиды со сдвигом фаз (сплошная линия).
На Фиг. 6 изображена фотография изготовленной структуры вибрационного ММГ, сделанная на растровом электронном микроскопе.
На Фиг. 7 представлена фотография встречно направленных неподвижного электрода и подвижного электрода, расстояние между поверхностями которых имеет переменное, чередующееся по длине подвижного электрода значение.
Вибрационный гироскоп LL-типа содержит следующие конструктивные элементы:
1 – внешняя рамка;
2 – инерциальная масса;
3 – измерительный резонатор;
4 – упругий подвес первой массы;
5 – упругий подвес измерительного резонатора;
6 – система гребенчатых электродов;
7 – основание;
8 – первая группа плоскопараллельных электродов;
9 – вторая группа плоскопараллельных электродов;
10 – третья группа плоскопараллельных электродов.
Проекция на плоскость OXY трёхмерной электромеханической системы предложенного ММГ LL-типа, сформированной в кремниевой пластине, фиксированной на стеклянном основании в частном случае реализации представлена на фиг.1.
Конструкция вибрационного гироскопа LL-типа представляет систему связанных подвешенных масс: внешняя рамка 1; инерциальная масса 2; измерительный резонатор 3, и внешняя система управления положением первой (образуемой элементами 1, 2) и второй (образуемой элементами 2, 3) подвижных масс, соединенная с системой 6 гребенчатых электродов и группами плоскопараллельных электродов 8 – 10 (фиг. 1). Внешняя система управления на фигурах не показана.
Первая подвижная масса представляет собой резонатор первичных колебаний, подвешенный на упругих подвесах 4, включающий внешнюю рамку 1, инерциальную массу 2, систему 6 гребенчатых электродов. Упругий подвес 4 закреплен на основании 7. Внешняя рамка 1 и инерциальная масса 2 связаны упругим подвесом, аналогичным подвесу 4, направленным вдоль оси OX, что удовлетворяет условию его высокой жёсткости по оси OX и низкой жёсткости по оси OY. Система 6 гребенчатых электродов представляет собой группы встречно направленных подвижных и неподвижных электродов, средние расстояния между поверхностями каждого подвижного и близлежащих неподвижных электродов равны, при этом, расстояние между поверхностями близлежащих подвижных и неподвижных электродов, образующих емкостную пару электродов, имеет переменное, чередующееся по длине электрода значение, описываемое периодической функцией, причем изменение указанного расстояния для каждой последующей пары электродов в группе выполнено со сдвигом фаз, кратным количеству подвижных электродов в группе. Переменное расстояние между электродами обеспечивается формой профиля электродов системы гребенчатых электродов. Для этого в частном случае реализации подвижные электроды системы 6 гребенчатых электродов выполнены с переменной шириной, причем изменение ширины на каждом последующем подвижном электроде в группе выполнено со сдвигом, кратным количеству подвижных электродов в группе. Неподвижные электроды закреплены на основании 7, подвижные закреплены на внешней рамке 1.
Вторая подвижная масса включает инерциальную массу 2 и измерительный резонатор 3 с группами 8 – 10 плоскопараллельных электродов. Инерциальная масса 2 и измерительный резонатор 3 связаны упругим подвесом, аналогичным подвесу 4, направленным вдоль оси OY, что в данном случае удовлетворяет условию низкой жёсткости по оси OX c высокой жёсткости по оси OY. Измерительный резонатор 3 также подвешен на упругий подвес 5 имеющий высокую жёсткость в направление OX и низкую жесткость в направление OY. Электроды первой 8 и второй группы 9 включают в себя подвижные и неподвижные электроды, расстояние между поверхностями подвижных электродов и близлежащих неподвижных отличаются в два и более раз. Электроды третьей группы 10 включают в себя подвижный электрод, равноудалённый от поверхностей близлежащих неподвижных электродов. Подвижные электроды имеют закрепление на измерительном резонаторе 3, неподвижные имеют закрепление на основании 7.
Для подавления синфазных воздействий предложенная схема может быть объединена в систему из двух вибрационных ММГ, упруго связанных между собой. Система из двух ММГ, известная как камертонная или противофазная, позволяет уменьшить чувствительность ММГ к внешним воздействиям.
Внешняя система управления (не показана на фигурах), является внешним устройством, аналогичным использованному в выбранном прототипе, и описанном в [A New Silicon Tuning Fork Gyroscope for Aerospace Applications/ Bernard Chaumet, Bertrand LeVerrier, Claude Rougeot, etal. // Symposium Gyro Technology, Karlsruhe Germany – 2009] или [Результаты испытаний установочной партии гироскопов RR-типа/В.Г. Пешехонов, Я.А. Некрасов, П. Пфлюгер, и др.// Гироскопия и навигация №1(72),2011]. Входы и выходы внешней системы управления соединены с системой 6 гребенчатых электродов и группами 8 - 10 плоскопараллельных электродов.
Для измерения амплитуды вторичных колебаний формируется первая группа плоскопараллельных электродов 8, включающая в себя подвижные и неподвижные электроды, формирующие конденсатор ёмкостью C. Расстояние между поверхностями подвижных электродов и близлежащих неподвижных электродов отличаются в два и более раз (с противоположных сторон каждого электрода).
Для расширения диапазона измеряемых угловых скоростей формируется вторая группа плоскопараллельных электродов 9, включающая в себя подвижные и неподвижные электроды. Расстояние между поверхностями подвижных электродов и близлежащих неподвижных электродов отличаются в два и более раз (с противоположных сторон каждого электрода). Электроды второй группы обеспечивают обратную электростатическую связь, что компенсирует амплитуду вторичных колебаний.
Для настройки частоты собственных колебаний второй массы 2, 3 формируется третья группа плоскопараллельных электродов 10, включающая в себя подвижные электроды, равноудалённые от поверхностей близлежащих неподвижных электродов. Электроды третьей группы 10 формируют “отрицательную жёсткость”, величина которой определяется электростатической силой.
Принцип работы предложенного вибрационного ММГ основан на преобразовании первичных колебаний в ортогональные им вторичные колебания при действующей внешней угловой скорости.
Внешняя система управления (не показана на фигурах) имеет функцию управления положением первой и второй подвижных масс. Внешняя система управления формирует синусоидальное напряжение управления на системе 6 гребенчатых электродов, что приводит к возникновению электростатической силы между подвижными и неподвижными электродами системы 6 гребенчатых электродов. Под действием электростатической силы первая подвижная масса совершает первичные колебания в направлении оси OX. Первичные колебания внешней рамки 1 передаются на инерциальную массу 2 за счёт связи жёсткой вдоль направления первичных колебаний и податливой в ортогональном направлении. Инерциальная масса 2 имеет две степени свободы в направлении осей OX и OY. Инерциальная масса 2 формирует колебания, вызванные силами Кориолиса (при наличии внешней угловой скорости), и передаёт их на измерительный резонатор 3, имеющий одну степень свободны в направлении оси OY. Таким образом, амплитуда колебаний по оси OY второй подвижной массы, образованной инерциальной массой 2 и измерительным резонатором 3, прямо пропорциональна внешней угловой скорости. Подвижные электроды первой, второй и третьей группы 8-10 совершают колебания вместе с измерительным резонатором 3, что приводит к изменению расстояния между электродами и изменению их электрической ёмкости.
При этом внешняя система управления преобразует измеряемое изменение ёмкости первой группы 8 плоскопараллельных электродов в выходное напряжение. Для расширения диапазона измеряемых угловых скоростей внешняя система управления формирует пропорциональный выходному напряжению сигнал обратной электростатической связи. Сигнал обратной электростатической связи возбуждает электростатическую силу второй группы 9 плоскопараллельных электродов, что компенсирует амплитуду вторичных колебаний. Для настройки частоты собственных колебаний второй массы, образованной элементами 2, 3 внешняя система управления формирует постоянное напряжение на третьей группе 10 плоскопараллельных электродов обеспечивающей “отрицательную жёсткость” величина которой определяется электростатической силой.
Амплитуда вторичных колебаний второй подвижной массы, образованной элементами 2, 3 прямо пропорциональна амплитуде первичных колебаний, формируемых электростатической силой между подвижными и неподвижными электродами системы 6 гребенчатых электродов.
Увеличение значения емкости системы 6 гребенчатых электродов возможно при уменьшении расстояния между поверхностями электродов. Такое уменьшение расстояния ограничено технологическими ограничениями. Проблема решается путем использования электродов переменной ширины, что позволяет в несколько раз уменьшить эквивалентное среднее расстояние между подвижными и неподвижными электродами. Наличие сдвига изменения ширины на каждом последующем подвижном или неподвижном электроде в группе, кратного количеству пар подвижных и неподвижных электродов в группе, обеспечивает взаимную компенсацию нелинейности изменения электростатической ёмкости от перемещения.
Увеличение удельной ёмкости системы 6 гребенчатых электродов приводит к увеличению электростатической силы без увеличения занимаемой площади за счёт увеличения крутизны зависимости ёмкости от амплитуды первичных колебаний. Для гребенчатых электродов системы 6 электростатическая ёмкость C и величина электростатической силы F между электродами определяется как:
, (1)
(2),
0
0
0
−12
где ε ≈ 8.85·10 Ф/м - электрическая постоянная, S - площадь перекрытия, определяемая длиной xперекрытия между подвижными и неподвижными электродами и высотой h электродов, y - расстояние между электродами, V – управляющее напряжение и N - общее количество пар электродов (или соответственно подвижных или неподвижных гребенчатых электродов) в системе 6. Высота h электродов определяется технологическим процессом изготовления ММГ и является одинаковой для всех электродов.
На представленной на фиг. 2 проекции фрагмента системы гребенчатых электродов с периодически изменяемым расстоянием между поверхностями электродов, расстояние между поверхностями близлежащих подвижных и неподвижных электродов имеет переменное, чередующееся по длине электрода, значение, описываемое периодической функцией y(x).
Функция y(x) может иметь любую периодическую зависимость и определяется из условия обеспечения требований анизотропного плазменного травления по аспектному отношению, то есть период P вышеуказанной функции изменения расстояния между подвижным и неподвижным электродами больше или равняется минимальному расстоянию между электродами. Примером заявленной конструкции может являться электродная структура, в которой переменное расстояние между поверхностями близлежащих электродов y(x) изменяется по синусоиде.
i
Изменение указанного расстояния между каждым последующим подвижным электродом и неподвижным электродом путем изменения ширины, например, подвижного электрода, выполнено со сдвигом фазы G(N) вышеуказанной периодической функции, кратным количеству пар электродов (соответственно количеству подвижных или неподвижных электродов) в группе:
, (3)
i
где N– номер пары электродов (или соответственно гребенчатого подвижного или неподвижного электрода), отношение N/n – количество пар электродов (или соответственно подвижных или неподвижных гребенчатых электродов), образующих группу, где N – общее количество пар электродов (или соответственно подвижных или неподвижных гребенчатых электродов) в системе 6, а n – число групп в системе 6 гребенчатых электродов.
i
i
Минимальная величина сдвига фазы G(N) ограничена разрешающей способностью процессов фотолитографии и плазмохимического травления. При большом количестве пар N электродов, для повышения величины сдвига фазы G(N), электроды образуют группы числом n. Для случая, когда количество пар N гребенчатых электродов равно 80, а число групп n равно 10, сдвиг фазы соответствует величине π/4, что соответствует величине сдвига P/8 периодической функции.
i
Электростатическая ёмкость C i-ой пары гребенчатых электродов, общая ёмкость С определяются как:
(4)
(5)
0
0
0
i
−12
где ε ≈ 8.85·10 Ф/м - электрическая постоянная, A – амплитуда изменения периодической функции y(x), x – длина перекрытия между электродами, d – перемещение подвижных электродов, h - высота электродов, y - расстояние между электродами, G(N) –фаза и P – период периодической функции. Высота h электродов определяется технологическим процессом изготовления ММГ (глубиной травления) и является одинаковой для всех электродов (Фиг. 3). Электростатическая сила F определяется из формулы (2).
Зависимость изменения электростатической ёмкости С гребенчатых электродов от величины перемещения d подвижных электродов (фиг. 4) позволяет судить об увеличении значения ёмкости и крутизне зависимости изменения ёмкости и линейности зависимости изменения ёмкости от амплитуды колебаний.
0
i
Зависимость, изображённая на Фиг. 4 определялась из формулы (5) для пар гребенчатых электродов количеством N=80 шт., высота электродов: h=100 мкм, расстояние между электродами: y=3,5 мкм, амплитуда изменения периодической функции y(x): A=1,5 мкм, а период P=5 мкм. Фаза G(N) для расстояния между каждым последующим подвижным электродом и неподвижным электродом определялся из формулы (3). При этом число групп n=10, и сдвиг фазы функции y(x) для каждого последующего электрода составляет π/4 (что соответствует величине сдвига периодической функции 0,63 мкм). Данные значения являются характерными для конструкций вибрационных ММГ и удовлетворяют технологическим условиям. Как видно, введение переменного расстояния между электродами (пунктирная линия) приводит к увеличению значения ёмкости по сравнению с плоскопараллельными электродами (точечная линия) более чем в 1,5 раза. Однако при этом на фиг.4 явно виден нелинейный характер зависимости электростатической ёмкости от перемещения. Сдвиг фазы G обеспечивает взаимную компенсацию нелинейности и приводит к линейному характеру изменения электростатической ёмкости от перемещения, сохраняя при этом повышенную величину ёмкости.
Зависимость изменения электростатической силы F(d) гребенчатых электродов от величины перемещения d подвижных электродов (фиг. 5) позволяет судить об увеличении значения электростатической силы и отсутствии зависимости от амплитуды колебаний.
Зависимость, изображённая на Фиг. 5, определялась из формулы (2) для гребенчатых электродов с параметрами, определёнными для Фиг 4 и управляющего напряжения V=10 В. Как видно, введение переменного расстояния между электродами, изменяющегося по периодическому закону (пунктирная линия), приводит к увеличению значения электростатической силы по сравнению с плоскопараллельными электродами (точечная линия) более чем в 1,5 раза. Однако, при этом на фиг. 5 явно видна зависимость силы от перемещений, и её нелинейный характер. Сдвиг фазы G обеспечивает взаимную компенсацию нелинейности и приводит к отсутствию зависимости от перемещения, сохраняя при этом повышенную величину силы. Расчётная максимальная девиация силы составляет 0,1 %. При некратном сдвиге фазы (для примера 3π/2) девиация силы составляет 10 %.
Устройство изготовлено путём глубокого реактивного травления кремния в теле кремниевой пластины (фиг.6, 7). В большинстве случаев это Bosh-процесс, формирующий наиболее вертикальный профиль травления. При формировании вертикального профиля следует учитывать ограничения, накладываемые особенностями технологической операции травления (аспектные соотношения в различных элементах структуры). В ходе травления необходима диффузия компонентов плазмы в вытравливаемые полости между элементами. Уменьшение расстояния между электродами приводит к уменьшению скорости травления вплоть до полной остановки травления.
Расстояние между поверхностями подвижного и неподвижного электродов в широкой части составляет 5 мкм при высоте электродов 100 мкм, а в узкой части существенно меньше (2 мкм). Примером может быть изображенная на Фиг. 7 структура электродов с переменным расстоянием между поверхностями близлежащих электродов, изменяющимся по синусоиде. Период периодической функции должен определяться, исходя из минимального расстояния между электродами для соответствующего аспектного отношения. Иначе говоря, в конструкции гребенчатых электродов системы 6 происходит чередование областей с высоким аспектным отношением и областей с низким аспектным отношением, что позволяет обеспечить большую глубину травления при меньших расстояниях между электродами. Таким образом, возрастает удельное значение ёмкости. В отличие от прототипа, область большего расстояния между электродами обеспечивает диффузию компонентов плазмы в узкую часть структуры. Такие формы расстояния между электродами существенно облегчают изготовление ММГ по технологиям микросистемной техники, а именно – способствует уменьшению диффузионных ограничений на этапе глубокого вертикального плазменного травления кремния.
Достижение цели изобретения подтверждается численным моделированием, представленным на фиг. 4, 5 и экспериментальным исследованием.
В целом, вибрационный гироскоп LL-типа, с системой гребенчатых электродов, состоящей из не менее чем одной группы встречно-направленных неподвижных и подвижных электродов, выполненных с переменным расстоянием между поверхностями близлежащих подвижных и неподвижных, образующих емкостную пару электродов, описываемым периодической функцией, и сдвигом фазы вышеуказанной периодической функции, кратным количеству пар электродов в группе, обеспечивает: высокий уровень величины электростатической силы при сохранении линейной зависимости изменения ёмкости. Увеличение удельной ёмкости системы гребенчатых электродов позволяет увеличить амплитуду первичных колебаний без увеличения управляющего напряжения и снизить требования к системе управления положением первой и второй подвижных масс.