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          MEMS加速度計在聲學拾音器中的應用介紹

          作者: 時間:2012-09-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          引言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/148430.htm

            1 (微機電系統(tǒng))利用專為半導體集成電路所開發(fā)的制造工藝設(shè)施實現(xiàn)生產(chǎn)制造。微機電結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方法是通過在半導體基片上刻蝕特定的圖形,來實現(xiàn)傳感器單元或者可以移動零點幾微米的機械執(zhí)行器。壓力傳感器是第一類批量的產(chǎn)品,如今用于負責監(jiān)測數(shù)以億計的發(fā)動機歧管和輪胎的壓力;而則用于安全氣囊、翻滾檢測以及汽車報警系統(tǒng),時間也已超過15年之久。

            MEMS 2 還用于消費電子領(lǐng)域里的運動感應,如視頻游戲與手機。MEMS微鏡光學執(zhí)行器用于投影儀、HDTV以及數(shù)字影院。近幾年,MEMS麥克風3也開始進入廣闊的消費市場,包括手機、藍牙耳機、個人計算機以及數(shù)碼相機等。

            本文將討論MEMS產(chǎn)品中所采用的一些關(guān)鍵技術(shù),并討論這些技術(shù)如何為傳感器帶來新。

            MEMS加速度計技術(shù)

            典型的MEMS加速度計的核心單元是一個由兩組指狀柵條組成的可移動條形結(jié)構(gòu):其中一組固定到基片上一個實體地平面上;而另一組則連接到一個安裝到一組彈簧上的質(zhì)量塊上,該彈簧能夠根據(jù)所施加的加速度產(chǎn)生移動。所施加的加速度(圖1)將改變固定和移動柵條之間的電容。4

            

          MEMS加速度計結(jié)構(gòu) www.elecfans.com


            圖1:MEMS加速度計結(jié)構(gòu)。

            

          ADXL50 MEMS加速度計結(jié)構(gòu) www.elecfans.com

            圖2:ADXL50 MEMS加速度計結(jié)構(gòu)。

            這些MEMS結(jié)構(gòu)的尺寸為微米量級(圖2),故需要精度極高的半導體光刻和蝕刻工藝技術(shù)。MEMS結(jié)構(gòu)通常采用單晶硅形成,或者采用以極高的溫度沉積到單晶硅晶圓表面上的多晶硅。采用這一靈活的技術(shù)可以形成機械特性差異很大的結(jié)構(gòu)。其中一個可以控制和可改變的機械參數(shù)是彈簧剛度。設(shè)計中還可以改變傳感單元的質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)阻尼。傳感器可以實現(xiàn)從零點幾個g到數(shù)百個g加速度的感應,其帶寬高達20kHz。

            

          ADXL202 ±2 g加速度計 www.elecfans.com

            圖3:ADXL202 ±2 g加速度計。

            MEMS傳感單元可以被連接到位于同一芯片(圖3)或者不同芯片(圖4)上的信號調(diào)理電路。對于單芯片解決方案,傳感單元的電容可以低至每g 1-2毫微微法拉,這相當于10-18F的測量分辨率! 而在雙芯片架構(gòu)中,MEMS單元的電容必須足夠高,以克服MEMS和ASIC調(diào)理電路之間連接線的寄生電容影響。5

            

            圖4:典型的雙芯片加速度計的截面圖。

          加速度計相關(guān)文章:加速度計原理

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          關(guān)鍵詞: 介紹 應用 聲學 加速度計 MEMS

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