[集成电路压阻力敏传感器设计的几个问题]曹珍年

【集成电路压阻力敏传感器设计的几个问题】曹珍年.pdf目录 摘要 概论 一、基本结构与基本原理 1、基本结构 2.压阻效应 3.晶面上的压阻系数 4、压敏电桥的激励与输出 二、弹性元件与桥路设计 1、圆形平膜的小尧度解 2、矩形及方形薄板的力学分析 a)用变分法求解周边固支承受法向均匀载荷的矩形薄板弯 曲问题 b)简要结论 3、压敏电阻 8)压敏电阻的阻值与其他参数 b)压敏电阻条上的压阻效应 c)电阻布置的原则摘要 扩散硅压阻力敏传感器是最重要的半导体传感器之一。压敏电阻 用硅平面工艺制作在硅弹性膜的特定晶向和位量上。单片集成电路压 阻力敏传感器是把压敏元件和信号调理电路用集成电路工艺制作在同 一块硅片上。信号调理电路通常包括温度漂移补偿电路.信号放大与 转换电路以及激励电源等部分.除单片集成外,还有混合集成方式 自七十年代出现以来,集成压阻力敏器件在八十年代有较大进展,代 表了半导体传感技术发展的方向 集成压阻力敏器件的设计制造涉及多方面的理论和工艺技术,本 文主要讨论单片集成的压阻力敏器件的设计,压阻力敏器件基本的传感过程是:压力或差压输入一一应变或应 力一一电信号输出.了比较。分析指出,沿用圆形硅杯计算公式是不合理的。以方形硅杯 为例,若用圆形硅杯计算公式设计,灵敏度将损失60 传感器的输入一输出特性的线性化,是传感器设计的主要任务 之一,对非线性的补偿常常是困难的.对元件非线性的分析,一般是 十分困难的.对矩形硅杯压阻力敏元件非线性的分析尚未见报道,本 文应用弹性薄板弯曲的大挠度理论和包含高阶项的压阻效应理论,第 一次对矩形硅杯压阻力敏元件的非线性作了分析。讨论了浇度曲面的非 线性引起的元件的几何非线性,给出了矩形、方形和圆形膜的中心最 大饶度wm与膜厚h的比值与元件最大相对非线性误差S之间的数 量关系。它们说明,不同精度要求的元件,的取值应不一样。
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