Олимпиада "Наноэлектроника"
Неофициальный сайт

[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Форум » "Наноэлектроника" » Популярно про наноэлектронику и нанотехнологии » Микроакселерометры (доц. Бочаров Ю.И.)
Микроакселерометры
RawnДата: Понедельник, 18.05.2009, 16:50 | Сообщение # 1
Наноэлектронщик
Группа: Друзья
Сообщений: 36
Награды: 1
Репутация: 0
Статус: Offline
Микроакселерометры

Для измерения ускорений и угловых скоростей широко применяют микроакселерометры и микрогироскопы, которые создаются на основе структур из кремния по технологиям, используемым при производстве интегральных микросхем. Такие устройства относятся к семейству микроэлектромеханических систем (МЭМС). Хотя размеры элементов МЭМС находятся в диапазоне от долей микрометра до сотен микрометров, то есть, они не могут считаться наноразмерными, тем не менее, по ряду свойств МЭМС оказываются близкими к приборам наноэлектроники.

Принцип действия одноосевого акселерометра иллюстрируется рис. 1.

Подвижная инертная платформа подвешена на упругих подвесах и может перемещаться вдоль оси чувствительности. Составной частью подвижной платформы являются штыри устройства считывания. Они являются подвижными обкладками конденсаторов. Другими обкладками этих конденсаторов являются штыри неподвижно, закрепленные на подложке микросхемы. При отсутствии ускорения платформа располагается, как показано на рис. 1 слева, и емкости конденсаторов, образуемых подвижной и двумя неподвижными обкладками оказываются примерно равными. В случае ускорения наличие инертной массы платформы вызывает ее смещение относительно неподвижных частей системы, и емкости конденсаторов становятся неравными. Выходом такого дифференциально-емкостного преобразователя является электрический сигнал, пропорциональный разности емкостей конденсаторов описанной элементарной ячейки считывания.

Прикрепления: 8415727.jpg(33Kb)
 
RawnДата: Понедельник, 18.05.2009, 16:51 | Сообщение # 2
Наноэлектронщик
Группа: Друзья
Сообщений: 36
Награды: 1
Репутация: 0
Статус: Offline
На рис. 2 показана упрощенная структура 2-х осевого акселерометра, имеющего аналогичный принцип действия. Типовые размеры элементов рассматриваемых устройств следующие:
1. ширина штырей W = 1,0 мкм;
2. толщина штырей H = 2,0 мкм;
3. зазор между штырями в отсутствие ускорения Z = 1,25 мкм;
4. длина перекрытия подвижных и неподвижных штырей L = 73 мкм;
5. количество ячеек считывания N = 30;
6. общая масса инертной платформы M = 0,7 мкг;

Максимальная абсолютная величина измеряемого ускорения для описанного устройства составляет 2g (19,6 м/с2). При максимальном ускорении смещение подвижного штыря относительно неподвижных балок регистрируется как появление разности емкостей конденсаторов, образованных штырями, около 0,25 фФ = 250 аФ (250∙10-18Ф). Порог чувствительности данного устройства (минимальная величина обнаруживаемого ускорения) составляет около 1 мg.

Прикрепления: 8369203.jpg(28Kb)
 
Форум » "Наноэлектроника" » Популярно про наноэлектронику и нанотехнологии » Микроакселерометры (доц. Бочаров Ю.И.)
Страница 1 из 11
Поиск: