وبلاگ

در طول بیست سال گذشته پیشرفت میکروتکنولوژی قادر ساخته که سنسورهای کوچک و محرک های آن به صورت یکپارچه در یک بسته بندی ایجاد شوند. این فناوری باعث ایجاد سیستم های میکروالکترونیک و مکانیک MEMS شده است. در این گزارش دو مورد احساس و کنترل سیستم های MEMS مورد توجه قرار می گیرد. در این گزارش مدارات الکترونیکی برای سنسورهای خازنی کم نویز و سیستم های کنترل با فیدبک قوی ارائه شده است.
فصل اول

1-1- انگیزش

فناوری MEMS توانایی تولید سیستم های یکپارچه روی یک قطعه با قیمت پایین و عملکرد بهتر را ارائه می دهد. با این حال تکنولوژی MEMS دارای ضعف هایی مانند زیاد بودن پارامترهای نامعین و رفتارهای غیرخطی می باشد. همچنین سیستم های MEMS، نسبت سیگنال به نویز و محدوده دینامیکی پایین دارند زیرا ساختمان های ریز به تغییرات نویزی و آشفتگی خیلی حساس می باشند.
کاربرد عمده فناوری MEMS در اندازه گیری کمیاب وابسته به اینرسی است. مطالعه نشان می دهد که میکرو شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها محدوده وسیعی از کاربرد در صنایع، اتوماسیون تجاری و نظامی را دارند و بیش از 20 درصد کل بازار بورس را با بیش از یک میلیون دلار به خود اختصاص داده اند. در شکل (1-1) فن آوری انواع شتاب سنج ها مورد مقایسه قرار گرفته است.
در میان حسگرهای MEMS نوع خازنی نسبت به دیگر حسگرها، دارای اهمیت زیادی هست. و از بین مکانیزم های مختلف، برای حسگرهای خازنی دو تا جایگزین وجود دارد. سنسورهای مقاومت پیزو که به خاطر نویز حرارتی عملکرد ضعیفی دارند و بنابراین بیشتر در تولیدات (low-end) استفاده می شوند. و دیگری حسگر جریان تونل که نویز پایین تر از Mg/rtHz را می دهد.
با این حال چون قطعات تونل نیازمند شکاف خیلی کوچک بین نوک و الکترود (10A0>) و ولتاژ بالا (10V<) است پس برای ساخت و یکپارچه سازی پیچیده و گران قیمت خواهد بود. حسگرهای خازنی مزایای ضریب حرارتی پایین، توان مصرفی پایین، نویز پایین، قیمت پایین و سازگاری با تکنولوژی VLSI را دارند. بنابراین در سال های اخیر حسگر خازنی توجه بیشتری را به خود جلب کرده و به صورت تجاری مورد استفاده قرار گرفته است.