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电容式加速度计设计范例

  • 分类:软件案例
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2022-07-03
  • 访问量:958

电容式加速度计设计范例

【概要描述】

  • 分类:软件案例
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加速度计由于体积小、灵敏度高、成本低,是目前快速发展的市场中最常见的惯性传感器。已在工程监测、医药、航海、交通运输、消费电子等领域得到广泛应用。IntelliSuite软件可以实现各种MEMS器件从版图设计、工艺设计到器件性能设计以及系统设计的完整设计流程。

 

电容式加速度计利用电容器电容的微小变化检测物体的加速度

通常电容式加速度计结构包括一个可移动的中心质量块,中心质量块在外界加速度作用下产生惯性力,固定在刚性框架上的弹簧为中心质量块提供支撑力,固定在刚性框架上的电容电极与中心质量块上的电容电极组成可变电容器。加速度的变化可以转化为惯性力的变化进而转化为电容的变化,而电容的变化可以被微电子电路检测,电容式加速度计的基本结构如图所示。与其他类型的MEMS加速度计相比,电容式加速度计具有灵敏度高、功耗低、噪声低、直流特性稳定和温度依赖性小等优点。使用IntelliSuite软件,通过系统级设计,工艺过程和器件性能仿真分析来实现电容式加速度计的设计过程。

图1 电容式加速度计结构简图

 

系统级设计

     

(a)   电容式加速度计系统模型 

 

           

(b)   AC分析结果

            

(a)   Transient分析结果

 

提取版图文件

选择Synthesis …Synthesize Mask Layout生成电容式加速度计版图文件

 

工艺流程

用IntelliFab模块设计工艺流程

 

工艺模拟

用FabSim模块进行物理级工艺模拟

 

生产三维模型

用3D Builder从版图文件生成三维模型

 
 

导出三维模型

从3DBuilder中导出分析模型,在TEM中打开

 

器件级仿真

 

          

(a)   Frequency分析结果

        

(b) Dynamic 分析结果

 

系统级分析与器件级分析结果比较

(a)   Y向位移

(b)   电容

 

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