硅微压电换能器及换能器阵列具有体积小、重量轻、性能一致性好及易于大批量制造等优点，具有广阔的应用前景，而工作频率较高的MHz级硅微压电超声换能器及阵列已经成为超声三维成像方面的研究热点。本文开展了硅微压电传声器、百KHz和MHz级硅微压电超声换能器的理论和实验研究。　　 本文推导了硅微压电传声器的接收响应，并根据分析结果进行了硅微压电传声器的优化设计。设计并制备了方形振动膜、圆形振动膜及基于聚酰亚胺振动膜的硅微压电传声器芯片。优化设计后的硅微压电传声器在1KHz的接收灵敏度达到-59dB(ref1V/Pa)。在此基础上研制了硅微压电水听器并进行了初步测量。　　 本文推导了方形多层复合振动膜的谐振频率，分析了薄膜残余应力对换能器谐振频率及振幅分布的影响。设计并制作了中心频率为40KHz～200KHz的低频硅微压电超声换能器，测量了换能器的谐振频率，其结果与理论分析较为符合。测量了换能器的导纳频响曲线，拟合得到71KHz换能器的等效电路，测得换能器机械品质因数Qm约为171。对换能器进行了超声信号的收发实验，测得谐振频率为71KHz的低频硅微压电超声换能器的接收灵敏度约为-201.6dB(ref1V/μPa)，发射电压响应约为137dB(ref1μPa·m/V)。　　 本文设计了一种新型的基于牺牲层工艺的多单元并联式硅微压电超声换能器。推导了圆形振动膜换能器的谐振频率，计算了薄膜残余应力对谐振频率的影响。推导了硅微压电超声换能器的受迫振动位移、机械耦合能及等效电路。计算了换能器的发射声场。设计并制备了谐振频率为1MHz的硅微压电超声换能器并研究了牺牲层释放工艺在换能器制备中的应用。测量了换能器的导纳频响曲线，测得换能器的谐振频率为1.14MHz，与理论分析结果基本一致。拟合得到换能器的等效电路，测得换能器机械品质因数Qm约为343。初步进行了换能器的收发实验，测量得到换能器的在1MHz的接收灵敏度约为-255dB(ref1V/μPa)，发射电压响应为131.2dB(1μPa·m/V)，-3dB带宽约为68％。