超声手术刀是20世纪90年代后在生物医学领域兴起的一种新型手术器械,而MEMS技术在超声手术刀制造中的引入，又促使其进一步发展。本文以国家863计划所支持的“基于MEMS技术的微型超声手术刀”项目课题为背景，对其薄片变幅杆刀体做出了理论分析，对其整体的等效网络进行了建模与分析，并设计了其压电驱动电源。论文的主要贡献与具体创新点主要如下：　　 1．首次对三角型与指数型复合薄片变幅杆进行了理论推导，得出了表征其特性的各种重要函数与方程，并在此基础上结合样品的尺寸参数进行了分析、优化与测试。分析测试结果表明：薄片变幅杆与其压电振片从波节面处结合时具有最佳的力耦合效果，其在PZT双驱结构下可实现两倍于PZT单驱的刀头位移量。另外，三角型复合变幅杆具有不随长度尺寸改变的稳定放大率，而指数型杆具有更高的放大率，并可通过提高指数部分的宽度比来进一步提升其放大率，在相同长度尺寸下，经优化可达三角型杆放大率的2.1倍。　　 2．建立了微型超声手术的等效阻抗网络模型，在此基础上根据软件仿真与实际测试而提出了一种高频应用条件下PZT的简化负载模型。　　 3．基于微型术刀的负载模型及实际应用要求，设计了一种针对高频应用的复合压电驱动电源，并详述了其电路原理及设计细节。最后，对电源系统进行实际搭建与调测，测试结果表明，该复合电源驱动系统折衷了纯分立器件系统与纯集成芯片系统的优点，具有高速低耗、高稳定、小体积、小成本的优点，其拥有294KHz的工作频宽及40Vp-p、1A的大功率交流输出能力，并在线性放大精度、动态响应及稳定性方面的表现与专用商用电源相当，能稳定驱动三角型超声手术刀实现最大4.89um的刀头振动位移量。