Systemon chip thermal vacuum sensor based on standard CMOS process
基于标准CMOS工艺的热真空传感器片上系统

摘要：研制了基于0.5 μm 标准CMOS工艺的,用于气压测量的片上微机电系统。传感器采用微热板结构并与轨至轨运算放大器及8 位逐次逼近式模数转换器进行单片集成。微热板上的钨电阻作为敏感元件用来测量气压变化。牺牲层由多晶硅制作，并采用表面微加工工艺进行腐蚀。配置运算放大器使传感器工作在恒电流模式。系统输出一组数字位流。测量结果表明：真空传感器的气压敏感区间是1-105 Pa。在1-100 Pa的气压范围内，传感器的灵敏度为0.23 mV/ Pa，线性度为4.95%，最大迟滞为8.69%。运算放大器能不失真地驱动200 Ω的电阻，SAR A/D转换器在采样频率为100 kHz时有效位为7.4位。运算放大器及SAR A/D转换器的性能满足传感器系统的要求。