集成電路技術(shù)大幅提升MEMS性能1
MEMS(微機電系統)傳感器深受運動(dòng)、加速度、傾斜度和振動(dòng)測量市場(chǎng)的歡迎。MEMS傳感器是系統級封裝解決方案,具有高分辨率、低功耗和尺寸緊湊等諸多優(yōu)點(diǎn)。
MEMS完全不同于主要利用硅的電性質(zhì)的半導體芯片。MEMS的核心部件沒(méi)有柵-漏-源三極,而是一個(gè)完全由硅制成的微型機械結構。一個(gè)典型的MEMS結構包括質(zhì)量矩滑塊、彈簧和阻尼器,工作原理與質(zhì)量彈簧模型基本相同。
MEMS傳感器可以給手機、MP3/MP4 播放器、PDA或游戲機控制器上增加一個(gè)直觀(guān)的人機界面,使人的動(dòng)作與安裝MEMS傳感器的設備實(shí)現互動(dòng)。
在洗衣機或干衣機等家電設備中,MEMS加速計還能充當振動(dòng)檢測器,當機器內的負荷失衡時(shí),洗衣機就會(huì )報警通知用戶(hù),以防機器在出現故障前被過(guò)早的磨損。
單軸和雙軸加速度計被廣泛用于汽車(chē)被動(dòng)安全系統,如正面安全氣囊和側面安全氣囊。加速度計和陀螺儀還被用于導航系統和主動(dòng)安全系統,如ABS制動(dòng)系統和車(chē)輪動(dòng)態(tài)穩定控制系統。
前幾年,MEMS傳感器出現“消費電子化”趨勢。MEMS傳感器開(kāi)始滲透到消費電子市場(chǎng),用于解決各種應用問(wèn)題。
消費電子廠(chǎng)家在尋找微型、低廉、低壓、低功耗的MEMS傳感器。纖薄設計是手機、MP3和MP4播放器以及便攜PC機等電池供電產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。而且,多軸傳感器已成為消費電子設備的必備配置,讓消費者能夠從任何物理位置激活任何功能。在便攜產(chǎn)品中,還沒(méi)有固定的MEMS傳感器應用參考框架。
此外,消費電子產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短,因此產(chǎn)品設計人員要求MEMS能夠快速無(wú)縫地集成到最終應用中。
處于MEMS技術(shù)發(fā)展的最前沿的意法半導體開(kāi)始在一個(gè)封裝內整合多個(gè)傳感器:加速計、陀螺儀、地磁計,這個(gè)解決方案可提升包括運動(dòng)監測在內的各種應用的功能性和性能。集成傳感器可實(shí)現自主系統和自動(dòng)化系統,監測特定條件并將其轉化成操作,無(wú)需或只需用戶(hù)很小程度的介入。
在手機、游戲機、個(gè)人導航系統等便攜移動(dòng)設備內,一個(gè)能夠精確測量三個(gè)正交軸向的角速率的傳感器可實(shí)現360°角速率檢測,高精度識別3D手勢和動(dòng)作。此外,一個(gè)3軸加速度計配合一個(gè)陀螺儀,可讓設計人員研發(fā)慣性測量單元,跟蹤人體、汽車(chē)和其它物體的運動(dòng)類(lèi)型、速度和方向并提供相關(guān)的完整信息。
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