文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
声表面波传感器及其接口设计的研究
姓名:毛伟
申请学位级别:硕士
专业:生物医学工程
指导教师:叶学松
20060601
⑧一摘要声表面波技术已被应用到电子通汛、无线遥感和传感检测领域,作为一种多功能传感器以其灵敏度高、体积小、功耗低等优点广泛地应用于众多物理量、化学量和生物量的灵敏检测,声表面波传感检测技术有着良好的应用前景。本文从声表面波的声学原理入手,简要介绍了声表面波传感器的传感机理,及其制作的相关材料和工艺,重点从P汀⒌刃У缏纺P秃婉詈夏DP胧址治鲅芯苛松砻娌ú嬷富荒芷鞯慕7抡妫砻娌ùǜ衅鞯慕面扰动效应理论,在以上理论研究的基础上,设计制作了以“,详细论述了声表面波传感器的高频接口设计技术。最后,以绶析仪为测试工具,通过实验证明,本文设计的声表面波传感器及其接口电路的设计均达到了预期的效果。将声表面波传感器及其接口设计集成一体的设计方法在,这种设计使得传感器和接口电路工作性能稳定良好。这些工作为以后要进一步开展的声表面波传感器频率稳定性的研究和声表面波传感器的推广应用研究奠定了扎实的基础。关键词:声表面波传感器检测技术计算机建模仿真接口设计
哪甋锄,,舀猻咖。触珹舀印乒篠∞;似蓿籧篴.。锄王琲禼瑂瑆&瓵琱瑂..縧主,琫—琣Ⅱ瓺,甴琣璽..甌目,—浙江人学硕上学位论文
第一章绪论芯勘尘研究目的褪瞧渲斜冉铣錾ǖ囊辉薄近几年来,传感技术发展非常迅速,国内外专家、学者在传感技术方面丌展了许多探索性的研究工作,非常明显的发展趋势是:沿用传统的作用原理和某些新效应,优先使用晶体材料,如硅、石英、陶瓷等,采用微机械加工工艺和微电子技术,从传统的结构设计转向微机械加工工艺的微结构设计,研制各种新型传感器及传感系统,以满足各种检测的需要。开发新型功能材料、研究新型传感技术,已被很多发达国家列为现代和未来科学研究和技术开发规划中的首要战略点。利用不断出现的新材料、新原理和新工艺研制出高性能、低成本、智能化、微型化的传感器是研究新型传感器的主要手段和最终目标。在目前研究硕果颇丰的新型传感器家族中,声表面波传感器声表面波技术是电子学、声学、光学、半导体平砸工艺和微加工多门学科相交叉结合产生的一个新兴的技术领域。声表面波器件已成为当代三大固体微电子器件蠊婺<傻缏贰⑸砻娌ㄆ骷暗缛蓠詈掀骷之一,它作为电子设备中的一个独立部分就能完成复杂的任务,并且有体积小、重量轻、耗能低、生产重复性好、无需调制及温度稳定性优良等特点。其中的声表面波传感器因对温度、压力、质量等因素敏感,它广泛地被应用于各个检测领域;而且声表面波传感器设计灵活,根据沉积的敏感膜不同,可制成不同用途的生物、化学传感器。目前,国外已有不少研究机构、公司专门从事研究和生产声表面波传感器,可见声表面波传感器的前景是十分广阔的。目前国内关于声表面波传感器的研究还不是很多,相关报道也较少。本文的研究试图在声表面波传感器理论、工艺、设计及检测方面进行介绍并作相关的研究,为实验室的后续研究工作的开展提供基础。
⑧一畚目蚣本文第一章为本次研究背景和研究目的的介绍;第二章介绍了声表面波传感的原理和传感器的结构;第三章介绍了声表面波器件的加工过程中涉及到的一些工岂;第四章介绍了声表面波传感器的模型,重点放在叉指换能器的建模:第五章介绍了声表面波传感的理论和原理,介绍了扰动理论和声表面波传感器界面的效应;第六章介绍了声表面波传感器检测方法和接口电路的设计:第七章是实验结果和分析部分。
⑧一第二章声表面波传感器的原理声波与声表面波剪切波,它又可分为两类——水平剪切波和垂直剪切波,其中质点声表面波器件用于商业用途已有数十年,其中最多地应用于无线电通讯,主要用于移动电话和基础设施,它们在无线电收发电子技术的射频段和中频段中,担当着带通滤波器的角色。而骷魑4ǜ衅饔τ檬保灿卸喾矫娴挠猛荆它可测量湿度、温度、压力、质量、粘度、密度等物理量,利用膜固定技术,更能将其发展成为化学、生物传感器。本章介绍声表面波传感器的基本原理及其结构。我们日常生活中听到的各种声音,归根结底都是由声源物体的振动而产生的声波,而且声波的传播依赖于介质,固体、液体和气体都可以充当声波传播的介质,但不同的介质中声波传播的速度也不同。平时说某种声音的高低、重轻,反映了声波的两个基本属性,即声波的频率和幅度。前者与声源振动的快慢有关,后者与声源振动的幅度大小有关。声波按频率可划分为霾ǘ危浩德实陀的称为次声波;介于钠刀危布慈硕芴降钠德史段В黄德矢哂某莆3ǎ声表面波就属于这个频段,范围一般为~声表面波和体声波都是声波家族的成员。在介绍声表面波之前,先简要介绍一下体声波。普通意义上的声波一般属于体声波,即声波振动时,能够在介质体内向各个方