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微机电系统(MEMS):元器件,电路及系统集成技术和应用

编号:
wx1202074070
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商品介绍

"本书汇集了微机电技术领域内的多位专家,力图解读过去十多年MEMS行业的爆炸式增长,以及在各种科学技术领域的广泛应用。本书由两部分十九章组成,既阐述了MEMS的理论基础和技术基础,同时也介绍了MEMS器件及系统的发展,并详细分析了相关系统的集成和在各学科领域的应用实例。"

本书共19章,分为两大部分:~9章为突破性技术部分,讨论各类新型微机电系统(MEMS)器件;0~19章属应用部分,详细阐述以MEMS为基础的各种新颖的应用。本书各章都具有完整性,既可以单独阅读,也可与其他章节连贯阅读。 本书可供智能系统、军事、航空航天、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域从事相关MEMS传感器、芯片及系统应用工作的工程师和设计师阅读,也可用作大专院校相关专业本科生、研究生和教师的参考书。

目 录译者序原书前言第Ⅰ部分 突破性技术 章 技术突破———微系统到微纳米系统 2 1.1 从微电子到微系统 2 1.1.1 安装有移动部件的微机械装置 2 1.1.2 微机械装置中力矩和功率的提高 4 1.1.2.1 LIGA技术 4 1.1.2.2 抓扒式驱动技术 5 1.1.3 微系统的主要应用领域 5 1.1.3.1 初期(2000年之前)的应用领域 5 1.1.3.2 微系统与纳米技术相结合之后的探索性应用 6 1.2 微系统:纳米技术与宏观领域间的联系 12 1.3 自下而上纳米技术:纳米机电系统的未来 13 1.4 总结和展望 15 致谢 15 参考文献 15 第2章 MEMS中的高 k电介质HfO2 17 2.1 概述 17 2.2 HfO2薄膜制造技术 18 2.2.1 不同的镀膜技术 18 2.2.2 镀膜和热生长层 18 2.3 界面掺杂 19 2.3.1 碳掺杂 19 2.3.2 电气参数的变化 20 2.3.3 利用电极极化模型分析缺陷密度 22 2.4 辐射测试技术 24 2.4.1 辐照前HfO2 器件的缺陷 24 2.4.1.1 电容-电压特性 24 2.4.1.2 电流-电压特性 26 2.4.2 辐射造成电参数的变化 26 2.4.2.1 优质器件 27 2.4.2.2 失效器件 28 2.4.3 退火工艺研究 29 2.5 总结和展望 31 致谢 31 参考文献 32第3章 MEMS的压电薄膜 34 3.1 概述 34 3.2 压电薄膜制造技术 34 3.2.1 MEMS中的PZT镀膜技术 34 3.2.2 喷溅镀膜技术 35 3.2.3 PZT薄膜的晶体结构 35 3.3 薄膜的压电性质 38 3.3.1 电介质性质和铁电性质 38 3.3.2 单层压电晶片致动器模型 39 3.3.3 Si和MgO基板上PZT薄膜的横向压电性质 40 3.3.4 金属基板上的压电PZT薄膜 43 3.4 无铅压电薄膜 45 3.5 利用压电薄膜制造微致动器技术 47 3.5.1 压电微悬臂梁制造技术 47 3.5.2 压电MEMS开关制造技术 48 3.5.3 压电微型泵制造技术 50 3.5.4 利用压电薄膜致动器的微光机电技术 53 3.6 总结 55 参考文献 55 第4章 高分辨率微陀螺仪应用中的CMOS系统和界面 58 4.1 概述 58 4.1.1 工作原理 58 4.1.2 MEMS陀螺仪的应用 58 4.1.3 性能指标 59 4.1.3.1 分辨率 59 4.1.3.2 比例因数 59 4.1.3.3 零速率输出和偏置稳定性 60 4.1.3.4 带宽和动态范围 60 4.1.4 微机械陀螺仪发展史 60 4.2 陀螺仪的电控系统 62 4.2.1 驱动电路 63 4.2.2 正交调零 63 4.2.3 模式匹配 64 4.2.4 感测通道 64 4.2.5 自检测和调整 64 4.3 案例研究:模式匹配音叉陀螺仪 64 4.3.1 微陀螺仪接口技术的挑战和折中 65 4.3.2 微陀螺仪前端的发展史 67 4.3.3 探测动电流的跨阻抗前端 67 4.3.4 低噪声、宽动态范围、T网跨阻抗放大器 68 4.3.4.1 设计方面的考虑 69 4.3.4.2 T网跨阻抗放大器前端特性 70 4.3.5 驱动和感测通道 71 4.3.6 系统集成 73 4.4 总结和展望 75 参考文献 76 第5章 体声波陀螺仪 78 5.1 概述 78 5.2 工作原理 78 5.3 体声波陀螺仪的设计 80 5.3.1 角度增益评估 81 5.3.2 灵敏度分析 82 5.3.3 分辨率分析 83 5.3.4 动态范围 84 5.3.5 热弹性阻尼 85 5.4 体声波陀螺仪的实施方案 86 5.4.1 (100)单晶硅实施方案 86 5.4.2 制造方法 88 5.5 体声波陀螺仪的测量技术 89 5.5.1 频率特性和模态匹配 89 5.5.2 性能特性 90 5.5.3 品质因数特性 91 5.6 总结 93 致谢 93 参考文献 94 第6章 CMOS/MEMS集成系统中机械挠性互连技术和硅通孔技术的应用 96 6.1 概述 96 6.2 MEMS和电路集成的必要性 97 6.3 普通集成技术 97 6.3.1 单板集成技术 97 6.3.2 混合集成技术 98 6.3.3 新兴集成技术及CMOS和MEMS的三维集成技术 99 6.4 挠性I/O和挠性机械连接(MFI)技术 100 6.5 案例研究:MFI技术 101 6.5.1 对焊料的限制 103 6.5.1.1 MFI制造技术 103 6.5.1.2 MFI机械性能测试技术 104 6.6 案例研究:MEMS的TSV技术 106 6.6.1 厚芯片上制造TSV的挑战性 106 6.6.1.1 应力 106 6.6.2 籽晶层制造技术 107 6.6.3 无需化学机械抛光工序的MEMS TSV制造技术 108 6.7 总结 109 参考文献 109第7章 压电MEMS振动能量采集器模型 113 7.1 为何采用环境能量采集器 113 7.1.1 系统总体结构 113 7.1.2 尺寸问题 114 7.1.3 环境机械振动 114 7.2 通用模型 115 7.2.1 一维模型 115 7.2.2 输出功率 117 7.2.3 最佳电阻负载 118 7.2.4 阻尼的影响 118 7.2.5 临界耦合 119 7.2.6 压电材料比较 121

商品参数
基本信息
出版社 机械工业出版社
ISBN 9787111649588
条码 9787111649588
编者 [美] 维卡斯·乔杜里(Vikas Choudhary)
译者 周海宪
出版年月 2020-05-01 00:00:00.0
开本 16开
装帧 平装
页数 383
字数 629
版次 1
印次 1
纸张 一般胶版纸
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