4688

بررسي حسگر فشار با سيستم ميكرو الكترومكانيكي MEMS

۱۳۹۷

دكتر عبدالرضا رحمتي

سيستم‌هاي ميكرو الكترومكانيكي MEMS فناوري سيستم‌هاي بسيار كوچك در ابعاد ميكرومتر است. مدارهاي مجتمع IC مي‌توانند بعنوان مغز متفكر سيستم‌ها باشند و ميكرو الكترومكانيكي با اضافه‌كردن «چشم» و «بازو» اين قدرت تفكر را توسعه مي‌دهد تا اين ميكروسيستم‌ها بتوانند محيط اطرافشان را حس كرده و كنترل نمايند. اين حسگرها در ساده‌ترين حالت خود با كمك اندازه‌گيري، اطلاعات را از محيط جمع‌آوري مي‌كنند. حسگر هاي فشار از نظر تكنولوژي ساخت با هم تفاوت دارند كه بخشي از انواع اين حسگرها عبارتند از: با خازن نيمه هادي فلزي اكسيد مكمل CMOS با سراميك حاصل از پليمر سراميك اكسيد كربيد سيليكون خالص شده با آلمينيوم ( SiAlOC ) با ترانزيستور اثر ميدان FET با هيدروژن با ديافراگم ساختار شبه جزيره مهمترين چالش ما در چگونگي ساخت اين حسگر هاست، كه آيا آن‌ها را از ديافراگم بسيار نازك بسازيم يا از نوع پيزورزيستيو استفاده كنيم كه هر كدام ويژگي هاي خاص خود را دارد. تعادل بين حساسيت و خطي بودن در طراحي حسگرهاي فشار پيزويي براي محدوده فشار كم مشكل اساسي است. يك ديافراگم جديد با ساختار شبه جزيره اي با پيزورزيستور هاي ويژه پيشنهاد ميشود. حسگر ضد آب براي اندازه گيري دائمي فشار و اندازه گيري با صفحه نازك ساخته ميشود. سيستم‌هاي ميكرو الكترومكانيكي MEMS فناوري سيستم‌هاي بسيار كوچك در ابعاد ميكرومتر است. مدارهاي مجتمع IC مي‌توانند بعنوان مغز متفكر سيستم‌ها باشند و ميكرو الكترومكانيكي با اضافه‌كردن «چشم» و «بازو» اين قدرت تفكر را توسعه مي‌دهد تا اين ميكروسيستم‌ها بتوانند محيط اطرافشان را حس كرده و كنترل نمايند. اين حسگرها در ساده‌ترين حالت خود با كمك اندازه‌گيري، اطلاعات را از محيط جمع‌آوري مي‌كنند. حسگر هاي فشار از نظر تكنولوژي ساخت با هم تفاوت دارند كه بخشي از انواع اين حسگرها عبارتند از: با خازن نيمه هادي فلزي اكسيد مكمل CMOS با سراميك حاصل از پليمر سراميك اكسيد كربيد سيليكون خالص شده با آلمينيوم ( SiAlOC ) با ترانزيستور اثر ميدان FET با هيدروژن با ديافراگم ساختار شبه جزيره مهمترين چالش ما در چگونگي ساخت اين حسگر هاست، كه آيا آن‌ها را از ديافراگم بسيار نازك بسازيم يا از نوع پيزورزيستيو استفاده كنيم كه هر كدام ويژگي هاي خاص خود را دارد. تعادل بين حساسيت و خطي بودن در طراحي حسگرهاي فشار پيزويي براي محدوده فشار كم مشكل اساسي است. يك ديافراگم جديد با ساختار شبه جزيره اي با پيزورزيستور هاي ويژه پيشنهاد ميشود. حسگر ضد آب براي اندازه گيري دائمي فشار و اندازه گيري با صفحه نازك ساخته ميشود. زمينه سيستم هاي ميكرو الكترومكانيكي (MEMS)، به ويژه مبدل هاي ميكروالكترو مكانيكي، در سال هاي اخير گسترش يافته و هزينه هاي توليد اين دستگاه ها همچنان كاهش يافته است. با مواد سازنده آن، فرايندهاي توليد و ابزارهاي طراحي در ابتدا براي صنعت مدارهاي ميكرو الكترونيك توسعه يافته اند، نوع جديدي از دستگاه هاي ميكروكنترلر در حال تحول هستند و بسياري از آنها مزاياي متعددي نسبت به همرده هاي سنتي خود دارند. خواص الكتريكي سيليكون براي سال ها به خوبي درك شده است، اما خواص مكانيكي است كه در بسياري از نمونه هاي MEMS مورد بهره برداري قرار گرفته است. اين كتاب ممكن است كمي عجيب به نظر برسد كه داراي چهار ويراستار است. به هرحال، از آنجاييكه همه ما در اين زمينه در دانشكده الكترونيك و علوم كامپيوتري در دانشگاه ساوتهمپتون همكاري مي كنيم. MEMS در حال حاضر به عنوان بخشي از كاربرد درسي براي دوره هاي كارشناسي و كارشناسي ارشد در بسياري از دانشگاه ها ظاهر مي شود و ما اميدواريم كه اين كتاب تدريس در اين زمينه را تكميل كند.

5/16/2018 12:00:00 AM

53529

1397/03/25