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《微小電容檢測電路設計畢業(yè)設計(論文)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要摘要基于微機械加工技術的傳感器是一類很重要的傳感器。實現(xiàn)IC兼容工藝后,可以將微機械傳感器敏感芯片與相應的接口電路集成在同一個硅片上,降低制造成本,重復性與一致性好,具有高的靈敏度和分辨率。電容式傳感器是將被測的非電量變化轉換為電容量變化的一類傳感器,它廣泛應用在壓力、濕度、溫度和加速度等測量中,具有功耗低、靈敏度高、受溫度的影響小等優(yōu)點。MEMS電容傳感器結合了電容傳感器和MEMS傳感器的優(yōu)點,成為現(xiàn)在傳感器領域一個研究熱點。隨著MEMS工藝的逐漸提高,傳感電容越來越小,外界物理量引起的傳感電容的變化更是微小,這樣檢測電路就變的相對復雜。傳感器的檢測精度很大部分被檢
2、測電路所限制。本文設計了一種低噪聲電容檢測ASIC。本論文的主要的研究工作和成果如下:(1)研究MEMS電容傳感器工作原理,確定等效模型,根據(jù)傳感器工作范圍、精度要求等確定檢測ASIC性能指標。(2)根據(jù)性能指標,查閱文獻,確定檢測方法,確定電路原理圖。(3)設計檢測ASIC需要的低噪聲放大器,時序控制電路等,完成整體電路晶體管級設計。(4)完成整體電路的版圖設計,對版圖進行檢查和后仿真,確定最終電路形式。送交代工廠流片。(5)對電路進行深入分析,總結不足,提出進一步研究的方向。關鍵詞:MEMS;電容式微傳感器;CMOS運算放大器;低噪聲;ASIC;IABSTRACTAB
3、STRACTMicro-machinedsensorsbasedontheMEMStechnologyareveryimportantsensors.Thesesensorscanbefabricatedtogetherwiththeirinterfacecircuitonthesamesiliconsubstrate.Asaresult,thecostcanbeloweredwhilethesensitivityandtheresolutioncanbeimproved.Acapacitivesensorincludesavariablecapacitortransdu
4、cerwhichvariesitscapacitanceaccordingtotheenvironmentalparameter.Theyarewidelyusedintheapplicationsofparametermeasurementsuchaspressure,humidity,temperatureandacceleration,etc,comparingwithothersensors,thecapacitivesensorsconsumelesspower,havelesstemperaturecoefficientandhighersensitivity
5、.MEMScapacitivesensorsarestudiedactivelysincetheyowntheadvantagesofbothMEMSsensorsandcapacitivesensors.WiththefastdevelopmentofthedesignandmanufacturinglevelofMEMS,thechangeofthesensorcapacitancebecomesmuchsmalleralongwiththesensorcapacitor,complicatingthedesignofreadoutcircuit.Sincethese
6、nsitivityofthesensorhighlydependsonthereadoutcircuit,weproposeaASICformulti-dimensionacceleratorwithlownoiseinthispaper.Themainworkandachievementareasfollows:1CarefullystudytheworkingprincipleoftheMEMScapacitivesensors,anddeterminetheequivalentmodel.DeterminethespecificationoftheASICbyinp
7、utrangeandresolutionrequirements.2ConductliteraturereviewtodeterminethetopologyofthisASICaccordingtothespecification.3Designthelownoiseamplifier,timingcontrolcircuit,etc.completethewholedeviceleveldesign.4Layoutofthewholecircuit,doDRC/LVSandpost-simulation.Extractth