基于半桥MOSFET芯片铜带夹扣堆叠的电源SiP设计

采用系统级封装（System in Package,SiP）设计是实现电源小型化的有效方式之一。同步BUCK DC-DC变换器中的半桥功率开关MOSFET,通过堆叠工艺利用纵向空间,将芯片的占用面积降低了36%。MOSFET芯片表面做焊锡浸润材料金属化处理,直接与铜带夹扣锡膏烧焊,将电流路径电阻减小了约10倍,同时热传导效率得到了改善。通过多芯片微组装工艺,将电源控制器、MOSFET芯片、电感器及其他必要器件集成在BGA陶瓷封装内。研制的电源SiP样机尺寸为20 mm×18 mm×4.8 mm,可双通道独立输出15 A,或双通道并联输出30 A电流,电源转换效率达93%以上。     

一种适合于电容式气敏传感器的加热膜

覆着气敏层的叉指式电容适于用微电子技术使气体传感器集成化,它们能通过安装在加热膜上而使其温度稳定,但通常都面临着通过该加热膜对大面积传感器的有效温度梯度的问题。介绍了在加热膜上能保证近乎均匀温度分布的加热器配置,用于估计方形膜加热功耗的分析方法和有限元模拟法。试验芯片已被设计和制造,其制作过程完全符合于标准的两极工艺。     

集成加热功能高分子电容式湿度传感器研究

针对高空气象探测领域中温湿度骤变产生水分凝结而影响测量精度问题，开展了集成加热功能的湿度传感器研究，通过仿真手段，优化了加热器结构；通过对感湿膜成膜工艺进行研究，提高了传感器灵敏度、降低了湿滞和响应时间；通过将MEMS工艺与有机薄膜成膜工艺相结合，实现了湿度传感器制作。按照湿度传感器测试方法进行了性能测试，结果表明，该湿度传感器灵敏度> 0.40 pF/%RH、湿滞<1.5%RH、非线性<1.5%、响应时间<2 s；对加热器除湿能力进行了试验，结果表明，启动加热2 s即可有效去除湿度传感器表面的液态水滴。     

一种硅微多传感器集成研究

为满足小体积、多参数测量的要求,利用(100)晶面的各向异性压阻特性与MEMS加工工艺特性,在单芯片上集成制作了三轴加速度、绝对压力以及温度等硅微传感器,在结构和检测电路设计上最大限度地减小各传感器之间的相互干扰影响。三轴加速度、绝对压力传感器利用压阻效应导致的电阻变化测量外界加速度和压力变化量,温度传感器利用掺杂单晶硅电阻率随温度变化的原理来测量外界温度。集成传感器具有较好的工艺兼容性,加速度、压力传感器的压敏电阻和温度传感器的测温电阻采用硼离子掺杂制作,加速度和压力传感器设计成工艺兼容的体硅结构。研制的集成传感器芯片尺寸为4mm×6mm×0.9mm。给出了集成传感器的性能测试结果。     

聚酰亚胺MOSFET湿度传感器研究

将聚酰亚胺(PI)薄膜制作在金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的栅极上,当环境湿度发生变化时,将引起PI吸湿量的变化,电容量改变,据此可制成湿度传感器件,测试结果显示:该湿度传感器具有明显的湿度敏感特性.     

TI高精度、低功耗温湿度传感器HDC1050加入Mouser产品阵营

<正>2015年11月17日-贸泽电子(Mouser Electronics)即日起开始分销Texas Instruments(TI)的HDC1050低功耗数字湿度传感器。HDC1050器件集成了工厂预校准温湿度传感元件,以超低功耗实现高达14位的测量分辨率和出色的精度。Mouser分销的Texas Instruments HDC1050低功耗数字湿度传感器采用3 mm×3 mm PWSON 6引脚DMB封装,在2.7 V-5.5 V电压范围下工作时能够以超低功耗提供出色的精度。此器件拥有±3%的典型!!!!     

微机械陀螺ASIC接口电路设计

在分析微机械陀螺接口电路工作原理的基础上,采用中电集团第24研究所的3μm10 V P-well标准模拟CMOS工艺设计并制作了微机械陀螺ASIC接口电路.电路HSPICE仿真灵敏度为0.252 mV/aF.芯片面积为5.5 mm×4.4 mm,在此工艺流片并进行了芯片测试.结果表明,在10 V电源电压下,其功耗为49.3 mW,输出摆幅为4.85±3.1 V,输出节点的零点偏离为0.15 V.此芯片具有微陀螺驱动及信号检测功能,可实现与微陀螺敏感结构的双片集成.     

一种具有温压补偿功能气体涡轮流量计的设计

设计了基于MSP430单片机的具有温度压力补偿功能的气体涡轮流量计,介绍了该系统的硬件电路和程序设计.以MSP430F149单片机为处理芯片,有效降低了系统的功耗,该系统采用高性能的温度压力传感器进行温度压力补偿,确保了系统的精度,同时温度压力传感器等器件均采用低功耗器件进一步降低了系统功耗.     

一种圆片级硅三层键合的三明治加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅三层键合电容式加速度传感器.采用硅各向异性腐蚀和深反应离子刻蚀技术实现中间梁一质量块结构的制作,通过玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8 mm×5.6 mm×l.26 ITUTI,其中敏感质量块尺寸为3.2 mm×3.2 mm×0.42 mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器灵敏度约4.15 pF/g,品质因子为56,谐振频率为774 Hz.     

基于喷墨打印的可实现敏感材料原位沉积和高温检测的柔性丙酮气体传感器

通过离子交换技术对衬底表面改性,然后喷墨打印掩膜图形,在聚酰亚胺衬底两面分别制备了银叉指电极和加热电阻.通过调节电阻加热器两端的直流偏压,实现25 ℃~280 ℃的控温加热.集成的加热器具有双重功能:纳米ZnO敏感薄膜原位沉积和高温检测.结果表明,该传感器对丙酮气体的灵敏度随温度单调增加(<150 ℃).此外,加热器促进了ZnO敏感薄膜表面丙酮气体分子的解吸,缩短了传感器响应和恢复时间,并减小了初始电阻的漂移.此外,在丙酮检测中,加热器能有效地减少湿度干扰.     

MEMS-based humidity sensor with integrated temperature compensation mechanism

This study applies conventional micro-electro-mechanical systems (MEMS) techniques to develop a novel low-cost humidity sensor comprising a silicon substrate, a freestanding cantilever and an integrated resistive thermal sensor. The cantilever has a composite structure comprising a thin layer of platinum (Pt) deposited on a silicon nitride layer and then covered with a polyimide sensing layer. The cantilever deflected in the upward direction as water molecules absorbed by the polyimide sensing layer. The humidity sensor chip caused a measurable change in the resistance of the platinum layer. By compensating the change in the measured resistance by the ambient temperature, the absolute value of the relative humidity can be directly derived. The experimental results show that the sensor has a time-response of 0.9 s when exposed to a sudden humidity change of 65%RH to 95%RH. The sensitivity of the sensors decreases as the temperature increases. Furthermore, the sensor with the longest Pt resistor has the greatest sensitivity. In additions, the temperature-calibrated resistance signal generated by the sensor varies linearly with the ambient humidity.     

一种用于安全芯片的高性能温度监测传感器设计

基于Global Foundry（GF）0.18μm标准CMOS工艺,设计了用于安全芯片的高性能温度监测传感器。该传感器利用PN结正向偏置电压与温度的近似线性关系监测环境温度变化,其集成度高、可靠性高、功耗低,并且能够在宽温度范围内正常工作。测试结果表明：在一定温度范围（-50-140℃）内,其温度系数为-4.47mV/℃,线性度良好;当电源电压为3.3V时,功耗仅为10.04μW,满足安全芯片的设计要求。     

A low-power micromachined MOSFET gas sensor

This paper reports on the design, fabrication, and characterization of the first low-power consumption MOSFET gas sensor, The novel MOSFET array gas sensor has been fabricated using anisotropic bulk silicon micromachining. A heating resistor, a diode used as temperature sensor, and four MOSFETs are located in a silicon island suspended by a dielectric membrane. The membrane has a low thermal conductivity coefficient and, therefore, thermally isolates the electronic components from the chip frame. This low thermal mass device allows the reduction of the power consumption to a value of 90 mW for an array of four MOSFETs at an operating temperature of 170°C. Three of the MOSFETs have their gate covered with thin catalytic metals and are used as gas sensors. The fourth one has a standard gate covered with nitride and could act as a reference. The sensor was tested under different gaseous atmospheres and has shown good gas sensitivities to hydrogen and ammonia. The low-power MOSFET array gas sensor presented is suitable for applications in portable gas sensor instruments, electronic noses, and automobiles     

基于蓝牙芯片CC2541 的计步器设计

为了实现穿戴式计步器准确计算步伐,本论文设计了一种基于蓝牙芯片CC2541 和六轴传感器MPU6050 的 电子计步器系统。在开发过程中,自主设计了一个简易的电子计步器系统开发板,实现了运动姿态的检测,加速度数据处理和 步数在蓝牙设备终端显示。实验结果表明：在走100 步时,具有较可靠的稳定性及准确性。该电子计步器可设计为15mm× 15mm的小体积仪器,且结构简单、功耗低、抗振动冲击能力强,能够满足较高精度的计步测量要求。     

微结构气体传感器的优化设计

利用SiO2相对于SiNx有更低的热导率,作为膜式微气体传感器的热绝缘和电绝缘层,而单晶Si适合通过各向异性腐蚀形成倒杯状结构来支撑SiO2膜。将膜式微气体传感器中的加热器和信号电极设计在一个平面上,以减小工艺复杂度,获得较高的加热效率。利用有限元分析工具ANSYS分析比较加热器和信号电极在不同宽度与间距时的温度分布。当设定加热器宽度为50μm,信号电极宽度50μm,加热器和信号电极间距为25μm,微气体传感器将获得更低的功耗和比较均匀的中心温度分布,有利于传感器整体性能的提高。     

基于nRF24L01智能环境监测系统设计

本文是基于短距离无线收发nRF24L01芯片,温湿度传感器DHTll以及单片数字照度传感器BH1750模块,以低功耗、通用性强的单片机STC89C52为微控制器,设计的一套满足实际应用需求的无线传感器网络环境监测系统.实践证明,该系统能对室内环境进行实时监测,而且只需对终端节点进行扩展就可应用于不同场合,相对于传统常规有线传感器监测系统和已有的无线传感器网络监测系统具有成本低、易布置、扩展性强、低功耗等优点,具有较高的实用价值.     

基于PR9000的微型可嵌入UHF RFID读写器模块设计

以射频收发芯片PR9000作为核心,设计实现了工作频率为860MHz～960MHz软件可调、支持IS018000—6C／EPC global Gen2协议、小体积、低功耗的可嵌入UHFRFID读写器模块。该模块的PCB面积为20mm×25mm,功耗为120mA@3．3V,在2．5dBi天线下可读写距离为200mm。其对外提供了UART接口和焊盘,方便嵌入到其他PCB板,具有很大的商用价值。     

一种AlN基陶瓷微热板NO2气体传感器研究

针对传统硅基微热板半导体气体传感器存在的热稳定性差,工艺复杂等难点,采用良好热导特性的AlN陶瓷为衬底,利用柔性机械剥离工艺和半导体材料In2O3/Nb2O5/Pt厚膜工艺制备了NO2微热板气体传感器.传感器中间加热区周围采用热隔离结构设计,降低了加热区温度分布梯度,提高了温度效率.利用ANSYS有限元工具进行了热结构仿真分析和响应测试分析,验证了热隔离结构设计的合理性.气敏测试分析表明,传感器在不同加热功率条件下,对5×10-6~100×10-6的NO2气体都具有良好的气敏响应特性,经对比分析,在功率150 mW~200 mW时稳定性最佳,且响应速率小于60 s,恢复时间在100 s左右,可实现5×10-6~100×10-6浓度的NO2气体良好检测功能.     

基于环形微热板的ZnO微气体传感器设计

提出一种新型的设有环形结构微热板的硅基ZnO微气体传感器。利用ANSYS软件,将环形电极结构与传统的蛇形结构进行温度分布的模拟仿真,发现该结构能供给传感器更高的温度且中心温度分布均匀,进而解决了现有传感器功耗大的缺点。通过对RF磁控溅射ZnO薄膜的工艺摸索,得出了适宜作气敏薄膜的制备参数。该传感器在250℃下对（200-1000）×10-6CH4气体有很好的响应。     

新型低功耗CMOS片上温度传感器设计

为了精确的测量超大规模集成电路芯片表面的温度,监控电路工作状态和进行过热保护,采用一种新型CMOS片上温度传感器结构.首先利用两个衬底PNP管的基-射电压差△VBE的PTAT特性来感测温度,然后利用偏置电路镜像过来的PTAT电流来控制一个三阶的环型振荡器,产生频率与温度成正比的振荡信号,再利用测频电路转化为8位数字.利...