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[導讀]MEMS是電子行業(yè)常用器件,大家對于MEMS也通常較為熟悉。為增進大家對MEMS的認識程度,本文將基于3點介紹MEMS:1. 何為MEMS芯片和傳感器,2.MEMS芯片類別,3.物聯(lián)網對MEMS芯片有何要求。

MEMS是電子行業(yè)常用器件,大家對于MEMS也通常較為熟悉。為增進大家對MEMS的認識程度,本文將基于3點介紹MEMS:1. 何為MEMS芯片和傳感器,2.MEMS芯片類別,3.物聯(lián)網對MEMS芯片有何要求。如果你對MEMS相關內容具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、什么是MEMS芯片、MEMS傳感器

MEMS是Micro-Electro-Mechanical System的縮寫,中文名稱是微機電系統(tǒng)。MEMS芯片簡而言之,就是用半導體技術在硅片上制造電子機械系統(tǒng),再形象一點說就是做一個微米納米級的機械系統(tǒng),這個機械系統(tǒng)可以把外界的物理、化學信號轉換成電信號。這類芯片做出來可以干嘛?最常用的是承擔傳感功能。在整個大的信息系統(tǒng)里有點類似于人的感官系統(tǒng),例如MEMS麥克風芯片相當于人的耳朵,可以感知聲音;MEMS揚聲器芯片相當于人的嘴巴,可以發(fā)出聲音;MEMS加速度計、陀螺儀、磁傳感器芯片相當于人的小腦,可以感知方向和速度;MEMS壓力芯片相當于人的皮膚,可以感知壓力;MEMS化學傳感器相當于人的鼻腔,可以感知味道和溫濕度。沒有MEMS芯片的人工智能和萬物互聯(lián),就相當于沒有感官器官的人。

那MEMS傳感器又是什么?MEMS傳感器就是把一顆MEMS芯片和一顆專用集成電路芯片(ASIC芯片)封裝在一塊后形成的器件。左圖是一張典型的MEMS麥克風內部構造的放大圖,圖內右邊的芯片是MEMS芯片,左邊的芯片是ASIC芯片。右圖是封裝后的MEMS麥克風。

MEMS傳感器里最重要的就是MEMS芯片。MEMS芯片可以把外界的物理、化學信號轉換成電信號,而ASIC是把MEMS芯片產生的電信號進一步處理和傳輸到下一級電路。沒有MEMS芯片,MEMS傳感器就是一個沒有靈魂的空殼。

二、MEMS產品類別

在電氣工程領域,MEMS技術已被分為四個產品類別:

音訊:在音頻領域,我們有MEMS麥克風和MEMS揚聲器。下圖傳達了MEMS麥克風的基本特性。

感測器:傳感器是MEMS技術的主要應用。有MEMS陀螺儀,傾角儀,加速度計,流量傳感器,氣體傳感器,壓力傳感器和磁場傳感器。

開關:在我看來,電控開關是MEMS技術特別有趣的應用。我在本文中介紹過的ADGM1004易于控制,可在0Hz至10GHz以上的信號頻率下工作,在關斷狀態(tài)下的泄漏電流小于1nA,提供的驅動壽命至少為一個十億個周期。

震蕩器:將微機械諧振器與激勵電路和維持電路相結合會產生MEMS振蕩器。如果您想研究實際的MEMS組件,可以查閱2017年的一篇新聞文章,其中我討論了SiTime的SiT2024BMEMS振蕩器。

三、物聯(lián)網中,MEMS設備要求

1、小型

用戶通常希望IoT設備在辦公室和家庭環(huán)境中體積小且不引人注目。根據定義,MEMS是不引人注目的。但是,除了用戶需求以外,在某些物聯(lián)網應用中,可能需要將該設備添加到現(xiàn)有機器(例如汽車)中,該機器的硬件空間有限。在可穿戴設備和生物醫(yī)學應用等其他情況下,小尺寸是必須滿足的關鍵要求。由于其較小的性質,MEMS滿足并超過了這些要求。

2、成本效益

在部署物聯(lián)網解決方案時,規(guī)模通常是一個主要問題。例如,當在農田上放置傳感器以監(jiān)測天氣和濕度時,每英畝將需要播種許多設備?;蚩紤]一種資產跟蹤解決方案,其中可能需要跟蹤非常大量(且可變)的資產。在諸如運輸的其他應用中,設備可能只是一次性使用。MEMS是通過稱為光刻的工藝制成的,這使得批量生產變得容易且具有成本效益。

3、低功耗

物聯(lián)網傳感器和網關通常需要無線和電池供電。由于單位成本較低,因此更換整個單位通常比重新安裝新電池便宜。因此,功耗的任何減少都會延長設備的使用壽命。某些MEMS與較大的MEMS面臨相同的功率要求。其他人則利用電磁力或流體動力學中的不同力來降低功率消耗而又不犧牲功能性(例如,考慮通過小管道輸送水的表面張力情況)。

以上便是此次小編帶來的“MEMS”相關內容,通過本文,希望大家對什么是MEMS芯片、MEMS芯片的分類以及物聯(lián)網對MEMS芯片的要求具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關注我們網站哦,小編將于后期帶來更多精彩內容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!

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