三轴电容式微加速度计接口ASIC设计

基于CSMC0.5um CMOS工艺,给出了一款3轴电容式微加速度计接口ASIC的详细设计方案。利用时分复用技术实现了使用同一电路模块同时检测3个轴向的加速度信号,利用相关双倍采样技术提高了电容电压转换的分辨率,利用Sigma_Delta调制技术对电路噪声进行有效整形。仿真得到系统的分辨率为0.91 a F/Hz1/2,3个轴向的噪声密度分别为43.60μg/Hz1/2、43.60μg/Hz1/2和45.70μg/Hz1/2,3个轴向输出数字脉冲信号占空比的非线性度分别为1.38%、0.91%和1.79%。

力平衡式三轴微加速度计的设计与分析

设计了一种具有单一检测质量的力平衡式三轴微加速度计．采用硅-硅键合工艺形成作为单一检测质量块的硅片组合,利用全差分电容检测法实现对加速度三轴分量的检测．通过提高检测质量的重心,有效增加了X、Y 轴的灵敏度．利用ANSYS仿真软件对该微加速度计进行了模态及静力学分析,提出了优化设计参数．3个检测模态 (1阶、2阶和3阶模态)的频率分别为1．329 kHz、1．345 kHz 和2．174 kHz．通过优化设计,提高了3阶模态和4阶模态的频率差距,降低了其他高阶模态的干扰．在100g(g为重力加速度)的Z向加速度作用下,悬臂梁所受的最大应力为46 MPa,小于单晶硅的弯曲极限值70-200 MPa．静力学分析表明,加速度计的悬臂梁结构参数能够满足加速度计的力学性能要求．

一种大厚度的三轴差分电容式硅微加速度计

介绍了一种新型三轴全差分电容式加速度计的设计和制备。设计的加速度计采用了三个共用同一玻璃衬底的大厚度差分电容式微结构 ,分别用于检测三个垂直方向的加速度。同时 ,对所设计的微结构从理论和数值上进行了详细的分析。用有限元分析工具 ANSYS对器件进行了模拟 ,模拟结果显示出器件设计的合理性。最后 。

一种增大质量块的三轴MEMS加速度计的设计

介绍了一种增大质量块设计的三轴MEMS加速度计。该加速度计基于绝缘体上硅(SOI)硅片,采用双面光刻、干法刻蚀的工艺,利用了部分SOI硅片的底层硅部分来增大加速度计的质量块,设计了基于单一米字形质量块的三轴MEMS电容式微加速度计。根据不同的外界加速度对器件产生的不同位移,研究了在三个轴向的加速度计的灵敏度,同时分析了加速度计的交叉轴耦合的影响。最后结合Ansys仿真结果得出:所设计的微加速度计具有较高的灵敏度、抗干扰能力强、噪声较小的优点,在惯性传感领域有一定的应用前景。

全差分三轴MEMS电容加速度计的设计

采用刻蚀氧化硅牺牲层、沉淀多晶硅、再次刻蚀多晶硅的工艺,设计了基于单一敏感质量块的全差分三轴电容式加速度计。根据外界加速度激励对器件的不同位移作用,详细分析了三轴方向上加速度激励的交叉耦合影响。最后结合仿真结果得出:该器件具备结构简单紧凑、抗干扰能力强、灵敏度高、工艺简单等优点,在电子消费领域有很好的应用前景。