低热机械噪声MEMS-加速度计设计.ppt
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1、低热噪声MEMS加速度计设计主讲人:吕易俗.低热噪声MEMS加速度计加速度计的最小可分辨率是其应用的关键技术要求,为此需要发展低噪声、高灵敏度的MEMS 加速度传感器。噪声是影响加速度传感器应用的关键因素,主要包括热机械噪声和电路部分的电路噪声两部分。加速度计的热机械噪声是传感器的本底噪声,无法通过提高器件灵敏度或电路信号处理的方法降低,是限制加速度计可检测的最小加速度和最小变化量的基本因素。所以,MEMS 加速度计设计在考虑提高灵敏度的同时,还需要同时考虑降低其热机械噪声,尤其是对低噪声、高精度的高端应用。.噪声产生原理MEMS加速度计的热机械噪声主要来源于空气对加速度计的阻尼作用产生的随机
2、噪声。本设计的加速度计采用对称变面积梳齿电容检测方式,其工作过程中产生的阻尼为滑膜阻尼,避免了压膜阻尼导致的噪声,大幅度降低了低热机械噪声。.器件设计传感器的结构主要由质量块、对称双端固支梁、可动垂直梳齿、固定垂直梳齿四部分组成。采用对称分布的双端固支梁连接质量块与固定支撑边缘,这样不仅可以保证器件结构对称,避免扭转运动,同时可以尽量增大不同模态谐振频率之间的间隔。质量块两侧对称均匀分布梳齿状的电容叉指,利用高深宽比硅刻蚀技术制作电容叉指,增大梳齿间的初始电容,从而提高灵敏度。.传感器的制作工艺与实现制作的变面积梳齿式加速度传感器由三层材料组成,由上至下分别为双抛硅片、SOI 片和Pyrex
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