MEMS压电式水听器需要使用模拟前端对产生的信号进行预处理,但当前水听器的模拟前端大都基于板级方案,检测性能、集成度和适用范围有待提高,需要设计一款模拟前端专用芯片实现MEMS压电式水听器系统的微型化、阵列化。首先根据MEMS压电...MEMS压电式水听器需要使用模拟前端对产生的信号进行预处理,但当前水听器的模拟前端大都基于板级方案,检测性能、集成度和适用范围有待提高,需要设计一款模拟前端专用芯片实现MEMS压电式水听器系统的微型化、阵列化。首先根据MEMS压电式水听器的特点和需求,确定了芯片的系统架构;其次设计了自动增益控制环路、可编程增益放大器和频带可变低通滤波器,拓宽了芯片的适用范围;最后将斩波结合自调零的降噪技术用于芯片,以满足水听器低噪声测量的要求。基于0.18μm CMOS工艺对模拟前端芯片进行设计,后仿真结果显示所设计电路在1 k Hz时等效输入噪声功率谱密度为59 n V/√Hz,输入电荷量与输出电压的非线性误差小于1.26%。验证了模拟前端专用芯片可以对MEMS压电式水听器产生的低频微弱信号实现低噪声放大。展开更多
基于绝缘体上硅(Silicon On Insulator,SOI)工艺的静电驱动微镜普遍存在工艺步骤复杂、制造成本高及设计自由度受限等挑战。为此,提出一种基于硅-玻璃键合(Spin On Glass,SOG)不等高工艺的小型化MEMS静电驱动微镜。该设计采用双层掩膜...基于绝缘体上硅(Silicon On Insulator,SOI)工艺的静电驱动微镜普遍存在工艺步骤复杂、制造成本高及设计自由度受限等挑战。为此,提出一种基于硅-玻璃键合(Spin On Glass,SOG)不等高工艺的小型化MEMS静电驱动微镜。该设计采用双层掩膜与分步刻蚀技术,制备出具有高度差的垂直梳齿结构,实现了有效的垂直方向静电驱动。所研制的微镜芯片尺寸仅为1.7 mm×1.7 mm,反射镜面直径为0.82 mm,厚度为450μm,结构紧凑且工艺兼容性好。实验测试表明,在10 V驱动电压下,微镜可实现0.52°的机械偏转角,响应时间约为14 ms。所采用的硅-玻璃键合不等高工艺在显著简化制造流程、降低生产成本的同时,仍能保证器件性能,为严格限制功耗与尺寸的光通信系统提供了一种高效的技术方案。展开更多
文摘MEMS压电式水听器需要使用模拟前端对产生的信号进行预处理,但当前水听器的模拟前端大都基于板级方案,检测性能、集成度和适用范围有待提高,需要设计一款模拟前端专用芯片实现MEMS压电式水听器系统的微型化、阵列化。首先根据MEMS压电式水听器的特点和需求,确定了芯片的系统架构;其次设计了自动增益控制环路、可编程增益放大器和频带可变低通滤波器,拓宽了芯片的适用范围;最后将斩波结合自调零的降噪技术用于芯片,以满足水听器低噪声测量的要求。基于0.18μm CMOS工艺对模拟前端芯片进行设计,后仿真结果显示所设计电路在1 k Hz时等效输入噪声功率谱密度为59 n V/√Hz,输入电荷量与输出电压的非线性误差小于1.26%。验证了模拟前端专用芯片可以对MEMS压电式水听器产生的低频微弱信号实现低噪声放大。
文摘基于绝缘体上硅(Silicon On Insulator,SOI)工艺的静电驱动微镜普遍存在工艺步骤复杂、制造成本高及设计自由度受限等挑战。为此,提出一种基于硅-玻璃键合(Spin On Glass,SOG)不等高工艺的小型化MEMS静电驱动微镜。该设计采用双层掩膜与分步刻蚀技术,制备出具有高度差的垂直梳齿结构,实现了有效的垂直方向静电驱动。所研制的微镜芯片尺寸仅为1.7 mm×1.7 mm,反射镜面直径为0.82 mm,厚度为450μm,结构紧凑且工艺兼容性好。实验测试表明,在10 V驱动电压下,微镜可实现0.52°的机械偏转角,响应时间约为14 ms。所采用的硅-玻璃键合不等高工艺在显著简化制造流程、降低生产成本的同时,仍能保证器件性能,为严格限制功耗与尺寸的光通信系统提供了一种高效的技术方案。
