基于MEMS紅外光源的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)需求,設(shè)計(jì)了一款高精度控溫CMOS集成電路,具有對(duì)光源溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與閉環(huán)控制功能,能夠克服環(huán)境溫度變化等干擾因素的影響,從而提高紅外光源的溫度穩(wěn)定性。采用0.35μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝完成了芯片的流片制造。測(cè)試結(jié)果顯示,在該芯片驅(qū)動(dòng)下,MEMS紅外光源系統(tǒng)在10 ms內(nèi)即可快速升溫至450℃,且控溫精度優(yōu)于±1.5℃。該電路實(shí)現(xiàn)了溫度快速調(diào)制、控溫精度高、集成度高等優(yōu)點(diǎn),滿足紅外光源的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)需求。 

【文章來源】：儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

MEMS紅外光源顯微照片

Τ=Τ 0 + R S -R 0 αR 0 (1)MEMS紅外光源的工作溫度通常為400～500 ℃。采用恒壓加熱驅(qū)動(dòng)紅外光源使其工作在典型溫度450 ℃ ,測(cè)得其電學(xué)參數(shù)如表1所示。

由于紅外系統(tǒng)中采用的探測(cè)器通常只對(duì)輻射相對(duì)量敏感,因而需要對(duì)紅外信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。對(duì)于紅外吸收系統(tǒng),頻率在10～15 Hz,熱釋電等輻射探測(cè)器有最佳響應(yīng)[10]。施加階躍加熱電壓使紅外光源從室溫升高至穩(wěn)定溫度450 ℃,測(cè)得其溫度變化曲線如圖3所示,熱響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間均為23.5 ms,滿足氣體測(cè)量對(duì)光源調(diào)制頻率的要求[10]。2 高精度控溫電路設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用于氣體傳感器的微熱板工藝流程與性能對(duì)比[J]. 李中洲,余雋,周君偉,耿萬鑫,唐禎安.  儀表技術(shù)與傳感器. 2018(01)
[2]MEMS紅外光源可調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)[J]. 關(guān)新鋒,丑修建,田英,李佩青,熊繼軍.  紅外技術(shù). 2012(07)
[3]MEMS熱激發(fā)紅外脈沖光源[J]. 吳飛蝶,紀(jì)新明,王建業(yè),周嘉,黃宜平,包宗明,鮑敏杭.  光電子技術(shù)與信息. 2006(03)
[4]MEMS紅外光源及應(yīng)用[J]. 吳飛蝶,紀(jì)新明,王建業(yè),王國勛,黃宜平.  傳感器與微系統(tǒng). 2006(05)

碩士論文
[1]具有環(huán)境參數(shù)補(bǔ)償和恒溫控制功能的紅外吸收式甲烷探測(cè)器[D]. 陳晨.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[2]MEMS氣體傳感器用紅外光源研究[D]. 任耀輝.中北大學(xué) 2015
[3]CMOS兼容微熱板式氣體傳感器的研制[D]. 李瑩.大連理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3436215