阐释热敏针对热敏MEMS界面电路高性能放大器IP库

论文导读：
摘要：热敏MEMS传感器广泛运用于医疗、工业制约、环境监测以及军事等领域，已经成为热点的探讨对象。采取与CMOS工艺完全兼容的单片集成MEMS在很多方面具有显著的优势，集成化、微型化热敏传感器系统正成为进展走势。首先，利用成熟的CMOS工艺能够进行大批量的生产，工艺简单，成本低廉。其次，与IC信号处理电路集成可以实现整个传感器系统的微型化与多功能性,有效提升输出信号的质量。再次，与分立器件或混成器件相比，单片集成传感器的功耗更小，可靠性更高。由此近年来，与CMOS工艺完全兼容的集成方式已经成为各个探讨机构的主要攻克目标。本课题的探讨内容是针对热敏MEMS器件的界面电路，设计高性能通用前置放大器，并对IP（Intellectual Property）库进行了探讨，为建立热敏MEMS界面电路的IP库进行了初步的准备。由于热敏MEMS器件种类繁多，本论文仅针对单片集成热电堆红外传感器的输出信号特点以及界面电路技术进行了详细的探讨，通过提取相关MEMS器件的典型特点参数以及其通用前处理电路模块的特点，对通用前置放大器进行设计。本论文基于华润上华(CC) CMOS0.5μm标准工艺库设计了三款不同结构与不同性能的运放，利用Cadence软件对所设计电路进行仿真以及版图设计，并在CC CMOS0.5μm工艺线上流片，在无锡中国电子科技集团第58所完成了封装。通过测试，运放性能良好，可以建立可靠实用的可复用单元。该库将被运用在MEMS设计公共服务平台中，为后续以事该器件的研发人员提供可靠的技术支撑,为一些需要服务的企业提供支持，节约技术成本，并有效的提升热敏MEMS器件可靠性。关键词：热敏论文MEMS论文CMOS论文单片集成论文前置放大器论文IP论文
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Abstract5-9
第一章 引言9-23

1.1 课题探讨背景与作用9-12

1.1 红外传感器9-10

1.2 红外传感器在物联网中的运用10-12

1.2 单片集成热电堆红外传感器12-17

1.2.1 单片集成 MEMS 技术12-14

1.2.2 微机械热电堆红外传感器14-16

1.2.3 单片集成热电堆红外探测器国内外进展近况16-17

1.3 IP 概述17-21

1.3.1 IP 核可复用技术18-19

1.3.2 单片集成 MEMS 器件及接口电路 IP 库的建立19-21

1.4 本论文的主要探讨内容21-22

1.5 本章小结22-23

第二章 热敏 MEMS 界面电路23-40

2.1 热敏 MEMS 界面电路论述基础和浅析23-27

2.2 热敏 MEMS 界面电路前置放大器国内外进展近况27-29

2.3 运算放大器设计的基本论述29-39

2.3.1 主要性能参数29-31

2.3.2 MOET 的基本论述31-35

2.3.3 MOET 的二级效应35-36

2.3.4 单管结构与共源共栅结构36-39

2.4 本章小结39-40

第三章 高性能运算放大器的设计40-58

3.1 运放的基本结构40-44

3.

1.1 套筒式共源共栅结构40-41

3.

1.2 折叠式共源共栅结构41-43

3.

1.3 全差分运放43-44

3.2 典型共模反馈结构44-48
3.

2.1 双差分对共模反馈44-45

3.

2.2 开关电容共模反馈45-47

3.

2.3 CMOS 线性跨阻结构47-48

3.3 高性能运算放大器的设计与仿真48-57

3.1 斩波前置预放大运放49-52

3.2 高增益运放52-54

3.3 高速度运放54-57

3.4 本章小结57-58

第四章 版图设计与性能测试58-69

4.1 版图设计58-61

4.2 电路测试61-68

本章小结68-69
第五章 总结与展望69-71
参考文献71-75
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的探讨成果75-76
致谢76