多方面了解MEMS,MEMS芯片+MEMS分类+物联网MEMS芯片要求
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MEMS是电子行业常用器件,大家对于MEMS也通常较为熟悉。为增进大家对MEMS的认识程度,本文将基于3点介绍MEMS:1. 何为MEMS芯片和传感器,2.MEMS芯片类别,3.物联网对MEMS芯片有何要求。如果你对MEMS相关内容具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。
一、什么是MEMS芯片、MEMS传感器
MEMS是Micro-Electro-Mechanical System的缩写,中文名称是微机电系统。MEMS芯片简而言之,就是用半导体技术在硅片上制造电子机械系统,再形象一点说就是做一个微米纳米级的机械系统,这个机械系统可以把外界的物理、化学信号转换成电信号。这类芯片做出来可以干嘛?最常用的是承担传感功能。在整个大的信息系统里有点类似于人的感官系统,例如MEMS麦克风芯片相当于人的耳朵,可以感知声音;MEMS扬声器芯片相当于人的嘴巴,可以发出声音;MEMS加速度计、陀螺仪、磁传感器芯片相当于人的小脑,可以感知方向和速度;MEMS压力芯片相当于人的皮肤,可以感知压力;MEMS化学传感器相当于人的鼻腔,可以感知味道和温湿度。没有MEMS芯片的人工智能和万物互联,就相当于没有感官器官的人。
那MEMS传感器又是什么?MEMS传感器就是把一颗MEMS芯片和一颗专用集成电路芯片(ASIC芯片)封装在一块后形成的器件。左图是一张典型的MEMS麦克风内部构造的放大图,图内右边的芯片是MEMS芯片,左边的芯片是ASIC芯片。右图是封装后的MEMS麦克风。
MEMS传感器里最重要的就是MEMS芯片。MEMS芯片可以把外界的物理、化学信号转换成电信号,而ASIC是把MEMS芯片产生的电信号进一步处理和传输到下一级电路。没有MEMS芯片,MEMS传感器就是一个没有灵魂的空壳。
二、MEMS产品类别
在电气工程领域,MEMS技术已被分为四个产品类别:
音讯:在音频领域,我们有MEMS麦克风和MEMS扬声器。下图传达了MEMS麦克风的基本特性。
感测器:传感器是MEMS技术的主要应用。有MEMS陀螺仪,倾角仪,加速度计,流量传感器,气体传感器,压力传感器和磁场传感器。
开关:在我看来,电控开关是MEMS技术特别有趣的应用。我在本文中介绍过的ADGM1004易于控制,可在0Hz至10GHz以上的信号频率下工作,在关断状态下的泄漏电流小于1nA,提供的驱动寿命至少为一个十亿个周期。
震荡器:将微机械谐振器与激励电路和维持电路相结合会产生MEMS振荡器。如果您想研究实际的MEMS组件,可以查阅2017年的一篇新闻文章,其中我讨论了SiTime的SiT2024BMEMS振荡器。
三、物联网中,MEMS设备要求
1、小型
用户通常希望IoT设备在办公室和家庭环境中体积小且不引人注目。根据定义,MEMS是不引人注目的。但是,除了用户需求以外,在某些物联网应用中,可能需要将该设备添加到现有机器(例如汽车)中,该机器的硬件空间有限。在可穿戴设备和生物医学应用等其他情况下,小尺寸是必须满足的关键要求。由于其较小的性质,MEMS满足并超过了这些要求。
2、成本效益
在部署物联网解决方案时,规模通常是一个主要问题。例如,当在农田上放置传感器以监测天气和湿度时,每英亩将需要播种许多设备。或考虑一种资产跟踪解决方案,其中可能需要跟踪非常大量(且可变)的资产。在诸如运输的其他应用中,设备可能只是一次性使用。MEMS是通过称为光刻的工艺制成的,这使得批量生产变得容易且具有成本效益。
3、低功耗
物联网传感器和网关通常需要无线和电池供电。由于单位成本较低,因此更换整个单位通常比重新安装新电池便宜。因此,功耗的任何减少都会延长设备的使用寿命。某些MEMS与较大的MEMS面临相同的功率要求。其他人则利用电磁力或流体动力学中的不同力来降低功率消耗而又不牺牲功能性(例如,考虑通过小管道输送水的表面张力情况)。
以上便是此次小编带来的“MEMS”相关内容,通过本文,希望大家对什么是MEMS芯片、MEMS芯片的分类以及物联网对MEMS芯片的要求具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!