MEMS隧道加速度计的系统分析与设计

主要论述了一种新型体硅工艺MEMS隧道加速度计的系统分析与设计,对加速度计敏感头与伺服反馈电路组成的系统进行系统建模,其中包含了结构的模型和反馈控制电路的模型.以系统模型作为基础,分析了器件工作所必须的条件,对器件的结构参数和反馈控制电路的参数进行了设计,并给出了系统的静态与动态输出.另外,本文提出了参数敏感度因子的概念及其计算方法,利用这种方法可以对每一个参数计算其对应的敏感因子,从而为参数容差设计提供了依据.     

MEMS隧道加速度计的系统分析与设计

主要论述了一种新型体硅工艺MEMS隧道加速度计的系统分析与设计，对加速度计敏感头与伺服反馈电路组成的系统进行系统建模，其中包含了结构的模型和反馈控制电路的模型。以系统模型作为基础，分析了器件工作所必须的条件，对器件的结构参数和反馈控制电路的参数进行了设计，并给出了系统的静态与动态输出。另外，本文提出了参数敏感度因子的概念及其计算方法，利用这种方法可以对每一个参数计算其对应的敏感因子，从而为参数容差设计提供了依据。     

加速度计与MEMS明日之星

微机电系统（MEMS）在发展了近四十年后,近来因为游戏机（Wii、PS3）、手机（iPhone）、MP3（iPod touch）等消费性电子产品的应用,终于划下时代性的一刻,成功打入产量最大的消费性市场。这对于微机电产业来说无疑是值得庆贺的时刻,因为有太多的研发心力已投入这项将微机械与微电子工程融合的微机电设计诉求之上,如今总算看到令人欣慰的一些成果。     

力平衡MEMS加速度计的系统级建模与仿真

利用两种不同方法完成力平衡加速度计的系统级仿真.系统级模型参数在已完成的硅基力平衡MEMS加速度计结构上提取,数学模犁和仿真分别采用VHDL-AMS和SIMULINK TM来实现.对仿真结果进行比较,两者之间有细微的差别.利用VHDL-AMS进行仿真更灵活、准确,模型可重复再用,但是过程中要消耗更多时间.而使用SIMULINK可以方便、快捷地建立模型.     

侵彻武器用MEMS大G值加速度计

侵彻武器用大G值加速度计，不仅需要有较宽的加速度测量范围，还有较强的抗冲击能力。介绍利用MEMS技术研制出的可满足侵彻武器应用需求的集成大G值加速度计，通过分析工作原理、机械结构、信号处理线路的设计，针对实验结果提出了在实际工程应用中还需进一步解决的问题。     

力平衡MEMS加速度计的系统级建模与仿真

利用两种不同方法完成力平衡加速度计的系统级仿真．系统级模型参数在已完成的硅基力平衡MEMS加速度计结构上提取,数学模型和仿真分别采用VHDL—AMS和SIMULINK TM来实现．对仿真结果进行比较,两者之间有细微的差别．利用VHDL-AMS进行仿真更灵活、准确,模型可重复再用,但是过程中要消耗更多时间．而使用SIMULINK可以方便、快捷地建立模型．     

隧道加速度计的发展概况

利用隧道电流对于位移的敏感性，可以制作高分辨率的加速度计。本文介绍了隧道加速度计的工作原理，特点及发展趋势。     

叉指式微硅加速度计的参数化设计

详细阐述了微硅加速度计的原理,根据材料力学以及结构动力学原理,分析了叉指式驱动/检测结构的动力学模型,推导了等效质量、等效阻尼、等效刚度等关键参数模型,分析了灵敏度、横向干扰等和结构参数的关系,为微硅加速度计的优化设计与改进提供了理论指导,实现了最优化设计和仿真.     

一种新型谐振式微加速度计设计和分析

为提高谐振式加速度计的灵敏度,设计了基于两级微杠杆机构和DETF谐振器的新型谐振式微加速度计结构;用解析法分析了加速度计灵敏度和结构各参数之间的关系,并以此对结构参数进行了优化设计.理论计算表明,所设计的加速度计灵敏度约为56 Hz/g;由有限元仿真分析也得出了相似的结论.     

叉指式微硅加速度计的参数化设计

详细阐述了微硅加速度计的原理 ,根据材料力学以及结构动力学原理 ,分析了叉指式驱动 /检测结构的动力学模型 ,推导了等效质量、等效阻尼、等效刚度等关键参数模型 ,分析了灵敏度、横向干扰等和结构参数的关系 ,为微硅加速度计的优化设计与改进提供了理论指导 ,实现了最优化设计和仿真     

新型硅基MEMS集成光波导加速度传感器

本文设计了一种新型硅基ＭＥＭＳ集成光强调制型光波导加速度传感器，在同一 集成了分束器、悬臂梁、质量块、光波导、光探测器等元件，解决了光纤传感器向微型化发展时遇到的装配困难及长期稳定性差等问题，讨论了利用现有工艺在硅基片上实现ＭＥＭＳ集成光波导加速度传感器的可行性。     

一种压阻式单片集成MEMS三轴加速度传感器

An integrated MEMS accelerometer has been designed and fabricated.The device,which is based on the piezoresistive effect,accomplishes the detection of three components of acceleration by using piezoresistors to compose three Wheatstone bridges that are sensitive to the only given orientation.The fabrication of the accelerometer is described,and the theory behind its operation developed.Experimental results on sensitivity,crossaxis-coupling degree,and linearity are presented.The sensitivity of X,Y and Z were 5.49 mV/g,5.12 mV/g and 4.82 mV/g,respectively;the nonlinearity of X,Y and Z were 0.01%,0.04% and 0.01%,respectively;the crossaxis-coupling factor of X axis to Y axis and Z axis are 0.119% and 2.26%;the cross-axis-coupling factor of Y axis to X axis and Z axis are 0.157%and 4.12%;the cross-axis-coupling factor of Z axis to X axis and Y axis are 0.511% and 0.938%.The measured performance indexes attain accurate vector-detection in practical applications, and even at a navigation level.In conclusion,the accelerometer is a highly integrated sensor.     

新型双向电容式MEMS加速度计特性分析

文章研究了一新型的栅形条电容MEMS加速度计,通过新型结构设计降低了传感器的机械噪声和电子噪声。用软件ANSOFT-Maxwell对栅形条电容的宽度、厚度及叠加宽度对检测电容的影响进行了分析。用深度离子刻蚀工艺和硅-玻璃键合工艺制作了传感器,初步测试结果表明其在X和Y方向的灵敏度分别为0.53pF/g 、0.49pF/g。制作的栅形条谐振子在大气下的品质因子达到514,说明栅形条结构可大大降低机械噪声。     

Characteristics of a novel biaxial capacitive MEMS accelerometer

A novel MEMS accelerometer with grid strip capacitors is developed.The mechanical and electrical noise can be reduced greatly for the novel structure design.ANSOFT-Maxwell software was used to analyze the fringing electric field of the grid strip structure and its effects on the designed accelerometer.The effects of the width,thickness and overlapping width of the grid strip on the sensing capacitance are analyzed by using the ANSOFT-Maxwell software.The results show that the parameters have little effect on the characteristics of the presented accelerometer.The designed accelerometer was fabricated based on deep RIE and silicon-glass bonding processes.The preliminary tested sensitivities are 0.53 pF/g and 0.49 pF/g in the x and y axis directions,respectively.A resonator with grid strip structure was also fabricated whose tested quality factor is 514 in air,which proves that the grid strip structure can reduce mechanical noise.     

微机械热对流加速度传感器可靠性研究

介绍了一种新型的微机械加速度计———热对流加速度计的工作原理及加工制造工艺。由于加速度计由单晶硅腔体、加热器和两只在加热器两侧并与加热器等距的温度传感器构成 ,其本身没有活动部件 ,因此这种加速度计的抗冲击能力几乎达到材料本身的强度。本文通过实验的方法验证了这种加速度计能适应各种恶劣环境 ,为器件的实用化奠定了基础     

基于阳极键合干法刻蚀技术的MEMS隧道加速度计的加工及测试

提出了一种基于北京大学硅玻璃键合深刻蚀释放工艺的扩展工艺,用来加工微型隧道加速度计.采用HP4145B半导体分析仪在大气环境下对所加工的器件进行了开环测试,验证了隧道电流的存在以及隧道间隙与隧道电流之间的指数关系.实验结果外推出的隧道势垒的范围为1.182～2.177eV.大部分器件的开启电压在14～16V之间.在-1,0和+1g三种状态下对开启电压分别进行了测试,得到加速度计的灵敏度约为87mV/g.     

MEMS加速度计静态温度模型的辨识

在研究了当前国内外各种温度补偿方法的基础上,提出了逐步线性回归分析的方法,将零位和比例因子拟合,得到了MEMS加速度计静态温度模型系数随温度变化的规律,建立了全温范围内加速度计的分段温度模型。应用该模型进行温度补偿后,使模型辨识精度得到很大的提高。     

一种用于MEMS电容式加速度计的116dB动态范围CMOS读出电路

A high stability in-circuit reprogrammable technique control system for a capacitive MEMS accelerometer is presented. Modulation and demodulation are used to separate the signal from the low frequency noise. A low-noise low-offset charge integrator is employed in this circuit to implement a capacitance-to-voltage converter and minimize the noise and offset. The application-specific integrated circuit （ASIC） is fabricated in a 0.5 /μm one-ploy three-metal CMOS process. The measured results of the proposed circuit show that the noise floor of the ASIC is -116 dBV, the sensitivity of the accelerometer is 66 mV/g with a nonlinearity of 0.5%. The chip occupies 3.5×2.5 mm2 and the current is 3.5 mA.     

EMC材料特性对MEMS加速度计封装可靠性的影响

采用有限元法分析了EMC(环氧模塑封材料)材料特性对MEMS(微电子机械系统)加速度计封装可靠性的影响.使用有限元软件ANSYS分别模拟了加速度计的输出电压、悬臂梁的挠度以及加速度计芯片的等效应力在温度循环载荷下的变化情况.结果发现,EMC的材料模式不同,MEMS加速度计的性能有明显差异.在使用EMC温度相关弹性模式和...