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MEMS技术传感器对集成电路功能要求怎么样?

发布时间:2023-07-25 14:45:13点击量:

 MEMS是微机电系统的缩写。它是一种与传感器、换能器、执行器、齿轮、泵、开关等微型设备制造相关的技术。MEMS是一种微观集成设备,它是电子、电气和机械元件的组合,所有这些元件使用一种称为微系统技术(MST)的技术协同工作以满足单一功能要求。

MEMS技术传感器对集成电路功能要求怎么样?(图1)

 MEMS技术被认为是传统集成电路(IC)制造的延伸形式。传统IC制造技术(VLSI)和MEMS之间的主要区别在于,使用MEMS不仅可以制造电容器和电感器等电气元件,还可以制造齿轮、弹簧、梁等机械元件。使用传统IC技术,只能制造导体、绝缘体、二极管和晶体管。


 这些基于MEMS的设备的尺寸通常为几微米(1至100微米)。另一个需要记住的要点是,MEMS是借助先进的IC制造技术将有源和无源元件集成到单个硅基板中。有源组件是传感器和执行器,而无源组件是无源电子系统和无源机械系统。由放大器、ADC、滤波器等信号处理电路组成的电子系统采用IC制造工艺设计,而由齿轮、曲柄、轴承等组成的机械系统采用微加工工艺设计。


 传感器的现代定义有时令人困惑,但简单来说,传感器是一种包含基本传感元件的设备,可感知温度或湿度等物理量并将其转换为电信号。传感器还包含信号处理单元,例如放大器、滤波器或ADC或这些元件的组合。说到MEMS传感器,如果传感器是使用MEMS技术设计和制造的,那么它就被称为微机械微传感器或简称为MEMS传感器。


 不同类型的MEMS传感器


 MEMS技术的主要实施者之一是汽车行业。现代汽车使用大量传感器,其中大多数是基于MEMS的设备。以下是现代汽车中使用的MEMS传感器列表。


 ·加速度计——用于电子稳定性控制和安全气囊部署。

 ·惯性测量单元或IMU(它们是MEMS加速计和MEMS陀螺仪的组合)——用于测量自动驾驶的偏航、俯仰和滚动。

 ·磁力计——用于导航中使用的方向。

 ·压力和惯性传感器——用于制动控制。

 ·压力传感器——轮胎压力监测系统。

 ·气流传感器——进气监测。

 ·燃油传感器——燃油液位指示器。

 ·碰撞和碰撞传感器——碰撞检测和安全气囊部署。

 ·MEMS麦克风——用于通信和降噪。

 ·温度传感器——用于自动气候控制和发动机温度监测。


 还有许多其他基于MEMS的设备可用于各种应用。


 MEMS传感器已被用于各种应用,例如控制和搬运设备、管理机器人、汽车、夹具等。您可以在现代喷墨打印机、彩色投影仪、显示系统、时钟和扫描设备中找到这些传感器。


 MEMS技术用于制造不同的传感器,如压力、温度、振动和化学传感器。加速度计、陀螺仪、电子罗盘等是汽车、直升机、飞机、无人机和船舶中常用的MEMS传感器。

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