طراحی و شبیه سازی یک شتاب سنج CMOS-MEMS

امروزه در کشورهای پیشرفته جهان، توسعه سیستم های مکانیکی و الکترونیکی در ابعاد بسیار کوچک مورد توجه است، زیرا اینبخش مهم علمی، موجب افزایش سرعت و کم حجم شدن ابعاد صنایع در کاربردهای مختلف صنعتی و عمومی خواهد شد. فناوریMEMS یا فناوری سیستم های میکرو الکترومکانیکی، در صنایع مختلف و اثرگذار جهان از جمله صنایع خودروسازی، تراشه ها ونظامی کاربرد بسیار زیادی دارند. شتاب سنج مشروحه در این تحقیق طبق فناوری CMOS-MEMS طراحی شده است. درمقایسه با تکنولوژی میکروماشین کاری تجاری پلی سیلیکون، لقی CMOS-MEMS کمتر است و به ظرفیت خازنی پارازیتیکمتری تن می دهد. قاب صلب همچنین با تعلیق مسیرهای سیگنال بسیار دورتر از زیر لایه، ظرفیت خازنی پارازیتی را کاهش میدهد. تمام ویژگی های اصلی طراحی عنصر سنجش از جمله Brownian noise ، حساسیت، فرکانس رزونانس، ضریب میرایی،نرم شدگی فنر الکتریکی، خازن های شکاف، رابط پل خازنی و عملکردهای بازخورد نیروی الکترو استاتیک مورد بررسی قرار گرفتهاند. تجزیه و تحلیل اجزاء محدود با Abaqus نیز ارائه شده است. شبیه سازی با استفاده از Hspice انجام شده است. سپسپارامتر های اصلی سنسور نیز اندازه گیری میشود . تحلیل نتایج به طرح برخی موضوعات همچون طراحی فنر و نیاز به مدارهایجبران انحراف می پردازد. از آنجاییکه تنها آزمایش حلقه باز انجام شد، شبیه سازی های حلقه باز برای مقایسه با نتایج تجربی،انجام گردید. داده های شبیه سازی شده اصلی برای به حساب آوردن موضوع انطباق امپدانس در آزمایش ها به صورت دقیق موردمحاسبه قرار گرفتند. نویز فرکانس پائین، جبران و خطاهای شارژ سوئیچ وارد شده در اتصالات الکترونیکی را می توان با وضعیتکاملاً دیفرانسیلی سطوح تلاقی حسگر مرتفع ساخت. شبیه سازی و تجزیه و تحلیل نشان داد که برای این طراحی، نویزBrownian بر کل نویز غالب است.

کلیدواژه ها:

، CMOS-MEMS ، ، شتاب سنج ، شبیه سازی ، سیستم میکرو الکترومکانیک ، ظرفیت خازنی