一个完整的MEMS系统包含传感器、执行器以及相应的信号处理电路,这样可以提高系统性能和可靠性。为缩短设计周期、降低成本,迫切需要有相应的CAD工具进行系统级设计。但MEMS器件大多是非线性的,且包含了多个能量域的耦合(电、机械、热、磁和光等),直接利用数值的方法(如有限元法、边界元法),相当费时,不适合系统级设计。因此,为提高计算速度,应在不显著降低精度的前提下,减少系统的自由度,建立MEMS器件的宏模型。由于静电驱动的MEMS器件在工艺上容易与IC集成,而且在实际中有着广泛的应用,所以本文选择这类MEMS器件作为研究对象,分别研究了集总参数和分布参数系统的建模方法以及相应的VHDL-AMS语言描述方法。首先以静电驱动梳状谐振器为例,利用集总参数方法,即把谐振子的动态质量折算到振子上,建立了用常微分方程和代数方程(DAEs)描述的宏模型,并给出了用VHDL-AMS语言描述的具体方法。接着,根据模态叠加法建立了分布参数的静电驱动固支梁的宏模型:在利用有限元分析工具Coventor对其进行模态分析的基础上,得到相应的模态参数,通过曲线拟合的方式得到描述器件动态特性的解析表达式,用VHDL-AMS语言描述后,在系统级仿真软件SystemVision中进行了模拟。利用建立的固支梁宏模型,不仅可以进行小信号分析,而且可以进行吸合电压分析、接触现象的模拟等,同时,可以将其接入系统级仿真软件中,和数字电路、模拟电路等一起进行模拟和优化。