MEMS(微机电系统)技术的不断发展,目前已经广泛应用在生物、航空、医学、航天等多领域。MEMS传感器即微机电系统(Micro-electroMechanicalSystems),是指精密机械系统和微电子电路技术结合发展出来的一项工程技术,它的尺寸一般在微米量级。
图:MEMS微机电系统示意图
MEMS传感器想要成功主要看封装技术,包括SIP(系统级封装)、WLP(晶圆级封装)、三维硅穿孔(TSV)等技术,采用三维堆叠技术,能够把微型化后的传感器机械部件和其他微电子组件集成,依据不同的应用来选择不同的封装形式。
对于大部分的MEMS传感器来说,想让它正常使用和发挥功效,就要通过内部可动微结构在适当范围内进行变形和位移来实现,所以对MEMS进行模态测试就要让其振动,也就是需要进行激励。
对于MESM模态测试的激励方法包括磁激励、热激励、静电激励、压电激励、声激励以及基于压电陶瓷的底座激励。
对于MEMS的多种激励方法,选择合适的激励装置是非常重要的。安泰超声功率放大器最大输出电压10kV,最大输出电流64Ap,最大输出功率10kW,电压增益数控可调,能够满足不同的激励指标需求。
超声功率放大器在MEMS超声测试的工作原理:
高频MEMS核心器件主要是压电控制器件,利用其压电效应和逆压电效应来实现机械能和电能的转换,通过压电控制器件在高频电信号激励下产生高频振动,从而激发出超声波,使用压电控制器件接收超声波转化成电信号,实现超声信号的转化。
高频MEMS一般是激振荡式驱动,通过方波或者脉冲振动器激励,由于高频MEMS需要1MHz以上的电流以及30Vp-p的电压,而信号发生器的输出电压较低,带负载能力较弱,所以需要搭配超声功率放大器来进行实验测试。
图:ATA-2041高压放大器指标参数
超声功率放大器还可以利用高电压、高带宽等指标来驱动各种高频MEMS器件,多种功率和激励波形都可以根据应用需要来进行针对性的定制。此外,超声功率放大器广泛应用在细胞微粒分选,电场粒子偏转,无线电能传输等研究领域,满足更多更复杂的测试需求。