一个多功能MEMS共振器,同时实现双模式物理传感和ppb级定时

科学领域:

• 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.
• 响应器技术 响应器技术
• 非线性动力学是一种非线性动力学.

背景情况:

• 多功能MEMS共振器的局限性在于传感和频率引用的整合.
• 这阻碍了用于精密应用的先进微系统.
• 现有的设计在实现紧,高性能设备方面面临挑战.

研究的目的:

• 为蓝侧带激发 (BSE) 方案开发一种新的MEMS共振器.
• 为了实现同时的多模式启动,并研究非线性模式合.
• 解决集成高灵敏度传感和高稳定性频率引用的局限性.

主要方法:

• 设计了一种MEMS共振器,用于平面内曲模式.
• 使用电容转导和标准SOI制造工艺.
• 根据BSE研究的设备特征,包括温度效应,静电敏感度和噪音底线.

主要成果:

• 在没有MHz要求的情况下,在适度频率 (~300 kHz) 实现了多模式运行.
• 作为传感器展示了一个单模式,具有39.6mV/V的灵敏度和1.9μV/√Hz的噪声底.
• 两个模式的总频率用于稳定的参考 (1.5ppb在1000s) 并在干扰下实现长期稳定 (11.9ppb在1000s).

结论:

• 这种新型的MEMS共振器成功地集成了双模式传感和引用功能.
• 在BSE方案有效地诱导非线性模式合,以提高性能.
• 这项工作克服了基本的局限性,为先进的集成微系统应用铺平了道路.