MEMS are one of the fastest developing branch in microelectronics. Many integrated sensors are widely used in smart devices i.e. smartphones, and specialized systems like medical equipment. In the paper we present the main parts of a system for measuring human movement which can be used in human balance disorder diagnosis. We describe our design of capacitive accelerometers and dedicated switched-capacitor readout circuit. Both will be manufactured as separate chips in different technological processes. The principle of operation, schematics and layouts of all parts of the system are presented. Preliminary simulations show that the proposed designs are applicable for the considered medical device.
Meaningful progress in the fields of MEMS is associated with the continuous development of the micromachining technologies. One of the most promising devices in MEMS is thermal sensors. When the first microbolometer appeared on the market, a huge interest in thermal detectors was observed. This paper is a short overview study on microbolometer geometry, different solutions and possibilities to implement them as electrical models.
A variety of thermal models has been proposed to predict the temperatures inside modern processors. In this paper, we describe and compare two such approaches, a detailed FEMbased simulation and a simpler architectural compact model. It is shown that both models provide comparable results when it comes to predicting the maximal temperature, however there are also non-negligible differences when estimating thermal gradients within a chip. Furthermore, transient simulation results show some differences in temperature profile during processor heating.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Modeling of microstructures is one of the most important step in the project. In its early stage the analytical modeling is usually used. The need of use of as fast as possible method is a primary source of errors for each designer. The simple analytical model is commonly used in order to obtain basic performance of the device. However, it is the source of error due to some simplifications. In this paper, the comparison between the analytical model and FEM simulation is presented taking into consideration maximal membrane deflection, membrane form and stress distribution. The initial stress of the membrane has been taken into account as a primary source of mismatch. Finally, the error depending of initial stress has been estimated. All simulations has been performed for small deflection of the membrane.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Modelling of Microelectromechanical systems (MEMS) is a field of active research. An analytical model of a MEMS device allows significantly reducing the design time because simulating such a model is much faster than Finite Element Method (FEM) simulation. The main idea presented in this paper is the analytical thermo-electric model of uncooled microbolometer. It is shown that the model gives accurate results for a wide range of geometric parameters and material properties.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wybrane projekty mikromaszyn i mikrosystemów krzemowych zaprojektowanych w DMCS i wykonanych w technologiach MEMS. Należą do nich: mikrosilnik, mikropompa i mikrozwierciadło krzemowe, czujniki promieniowania podczerwonego, przetworniki elektrotermiczne, czujniki przepływu gazu, czujniki przyśpieszenia, punktowe źródła światła, tranzystory ISFET i CHEMFET a także różne warianty mikromaszynowych czujników przyśpieszenia oraz pomiaru ciśnienia wewnątrzczaszkowego.
EN
In this paper the chosen microsystems designed in DMCS and manufactured in MEMS technology have been presented. The silicon micromotor, micropump and micromirror as well as IRS- infrared radiation sensors, ETC- electro-thermal converter, GFS- gas flow sensors, AS- acceleration sensor, ISFET and CHEMFET transistors and some variants of acceleration sensors.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy opisano metody badań odporności układów scalonych na zaburzenia elektromagnetyczne, a zwłaszcza zaburzenia impulsowe. Szczególną uwagę poświęcono generacji odpowiednich sygnałów testowych oraz sposobom ich sprzęgania z badanym układem.
EN
In the work the methods of testing integrated circuits immunity to electromagnetic disturbances, and especially pulse disturbances, are described. Particular attention was paid to the generation of relevant test signals and coupling of these signals with the tested circuits.
W celu badania zjawisk termicznych, jakie zachodzą w układach scalonych, zdecydowano się zaprojektować skład ASIC, przeznaczony specjalnie do tego celu. Układ ten będzie zawierał matryce źródeł wraz z czujnikami temperatury oraz układami sterowania i przetwarzania danych w niniejszym artykule przedstawiono koncepcję według której jest realizowany układ oraz skrócony opis komponentów w nim zawartych.
Niniejszy artykul opisuje dalszy ciąg prac nad przetwornikiem sigma-delta przedstawionym w doktoracie autora. Zaprezentowane modele sq bardziej uniwersalne gdyż umożliwiają w prosty sposób dobór wyjściowego słowa cyfrowego w zależności od potrzeb użytkownika. Ponadto poprawiono konstrukcję decymatora, osiągając w ten sposób dwukrotne zwiększenie jego prędkości działania.
W artykule przedstawiono stanowisko pomiarowe przeznaczone do badania wybranych parametrów przetworników analogowo-cyfrowych. W swej podstawowej wersji, zostało ono przystosowane do współpracy z rekonfigurowalnym przetwornikiem, zrealizowanym w Katedrze Mikroelektroniki i Technik Informatycznych. Wprowadzenie do tematu stanowi opis struktury badanego przetworniko. W dalszej części, omówiono rozwiązania sprzętowe wykorzystane w konstrukcji stanowiska pomiarowego składającego się z płytki pomiarowej PCB, badanego przetwornika oraz zainstalowanej w komputerze karty pomiarowej NI6025E. Przedstawiono aplikację opracowaną w środowisku LABVIEW. umożliwiającą m.in. konfigurację badanego przetwornika i analizę jego sygnałów wyjściowych oraz wyniki wstępnych pomiarów.
Autorzy przedstawili metodę projektowania przetworników analogowo-cyfrowych typu sigma-delta. Zaprojektowany prototyp umożliwił przetestowanie z wykorzystaniem języka VHDL-AMS różnych konfiguracji układu i optymalny wybór do zaimplementowania go w postaci układu ASIC w technologii CMOS za pomocą pakietu CADENCE. Zostały wykonane testy oraz symulacje postlayoutowe w celu weryfikacji zaprojektowanego układu i otrzymania optymalnego sygnału wyjściowego.
EN
The main aim of this paper is to present the design methodology of the sigma-delta analogue to digital converter. Authors considered different configurations of AD SD converters. In order to choose the optimat solution among various types of SDC, the fast and efficient simulation have been performed. Therefore the VHDL - AMS models of various configurations of SDC were designed and simulated. After that the most optimal configurations were implemented in CMOS technology with application of CADENCE. Chosen SDC was designed as a modular structure.