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公开(公告)号：CN110221123B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201910464805.4
申请日：2019-05-30
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了CMUTS谐振式生化传感器的频率追踪电路，包括偏置网络、阻抗匹配网络、CMUTs网络、负载电容网络以及BJT放大反馈网络。偏置网络为CMUTs提供直流电压且避免电流过载。阻抗匹配网络进行调谐使CMUTs形成串并联谐振区域。基于BJT和负载电容网络，形成振荡信号正反馈，实现CMUTs并联谐振点振荡信号实时输出。本发明使CMUTs在低电压下形成串并联谐振区域，所述谐振电路简单方便，启动时间为微秒级，可实时输出CMUTs谐振频率，对基于CMUTs谐振式生化传感器的便携式和实时检测应用具有重要意义。
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公开(公告)号：CN111644362A
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN202010537206.3
申请日：2020-06-12
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种内嵌拱形薄膜驱动的PMUT单元及其制备方法，PMUT单元包括由上至下依次设置的振动薄膜、驱动层和衬底，驱动层包括支撑结构和驱动结构，衬底包括背腔、基底，其中背腔由驱动层和基底围合形成；驱动结构具有水平部分和多个拱形部分，拱形部分记为内嵌拱形驱动膜，内嵌拱形驱动层位于背腔正上方，水平部分下端面和基底上端面相接。该PMUT单元实现在振动薄膜面积相同情况下，提高谐振频率的目的，并使电极以及驱动层被密封在背腔中，与外界接触的只有起振动与支撑作用的振动薄膜，完全隔绝了PMUT芯片敏感元件部分与外界的直接接触，使PMUT更具耐久性。
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公开(公告)号：CN109174595B
公开(公告)日：2020-07-28
申请号：CN201811033954.7
申请日：2018-09-05
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种具有T形空腔结构的空气耦合CMUT及其制备方法，其振动薄膜的固定于支柱表面的区域设置环形应力释放凹槽；其空腔形状呈T形，即空腔中心区域上下电极间电极距离大于空腔周围靠近支柱区域上下电极间电极距离。本发明利用T形空腔设计来减小空腔周围区域上下电极间的电极距离，从而可在不影响薄膜最大振幅的条件下增大薄膜平均位移，进而增大输出声压，提高机电耦合系数及接收灵敏度。此外，通过薄膜固定端开设应力释放凹槽的方法可进一步减小薄膜固定区域对薄膜变形的束缚，增大薄膜变形，提高输出声压。
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公开(公告)号：CN111289155A
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN202010121079.9
申请日：2020-02-26
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了基于电磁激励压阻检测的面内振动硅微谐振式压力传感器，基于双H型谐振梁对称耦合设计，包括谐振器和压力敏感膜，谐振器通过锚点与压力敏感膜连接，谐振器包括谐振梁和耦合梁、拾振梁，压力敏感膜受压力载荷后带动锚点运动，锚点将变形传递到谐振梁上，改变谐振梁的内应力，从而使谐振梁的固有频率发生变化。两侧谐振梁上布置有激励线路，激励线路内部通有交流电，在永磁场中产生方向相反的洛伦兹力，完成谐振梁驱动。拾振梁布置在耦合梁内侧，当谐振器处于工作模态时候，谐振梁产生相对运动，耦合梁带动拾振梁产生变形，从而改变拾振梁上压敏电阻的内应力，则压敏电阻阻值随之改变，通过检测电阻信号完成谐振频率拾取。
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公开(公告)号：CN107601424B
公开(公告)日：2019-04-12
申请号：CN201710855225.9
申请日：2017-09-20
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于面内谐振的MEMS黏密度传感器芯片及其制备方法，包括硅基底和硅微谐振梁结构，其中硅微谐振梁结构包括中间的振子以及振子两侧的弹性连接梁和弹性固支梁，振子每侧两根相互垂直的连接梁组成T型梁结构，振子及其两侧的弹性固支梁和T型梁分别布有两根导线，两导线沿振子长度方向平行分布，分别用于通入一定频率的正弦交变电流和检测产生的感应电动势，根据硅微谐振梁谐振状态时感应电动势输出幅值的大小可获得硅微谐振梁在被测流体中的谐振频率，通过在不同流体中硅微谐振梁的谐振频率和品质因子来实现流体黏度和密度的测量。MEMS黏密度传感器芯片基于面内振动原理，使用电磁激励、电磁检测的方法实现流体黏度和密度的准确测量。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107907710A
公开(公告)日：2018-04-13
申请号：CN201710919747.0
申请日：2017-09-30
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01P15/12
Abstract: 本发明公开了一种MEMS压阻式两轴加速度传感器芯片及其制备方法，包括四组相同的子结构，四个子结构均匀对称分布于固定岛周围。固定岛与质量块之间通过内支撑梁连接，质量块与外框之间通过外支撑梁连接。敏感梁对称分布于外支撑梁两侧，敏感梁的一端与质量块的一端连接，另一端与外框连接。关于固定岛相对的两组子结构为一组，构成了测量一个加速度方向的完整工作结构两组子结构能够分别测量X轴和Y轴方向的加速度。每个子结构的两个敏感梁上具有压敏电阻，并通过金属引线和焊盘连接组成半开环惠斯通全桥电路。该传感器芯片可实现200g以下两轴加速度的分离测量，固有频率达到20kHz以上，灵敏度大于0.5mV/g/3V，具有较高的谐振频率和灵敏度。
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公开(公告)号：CN107817364A
公开(公告)日：2018-03-20
申请号：CN201710916278.7
申请日：2017-09-30
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01P15/12
Abstract: 本发明公开了一种MEMS直拉直压式两轴加速度计芯片及其制备方法，加速度计芯片采用SOI硅片制造，由四个相同的传感器子单元绕芯片中心旋转布置而成，每个子单元包括质量块、支撑梁、敏感梁、铰链梁、导线和焊盘，质量块通过支撑梁与芯片外框连接，两质量块通过铰链梁连接，两根敏感梁对称分布于铰链梁两侧，导线与焊盘连接组成半开环惠斯通全桥电路；芯片外框键合于底层玻璃板上。一组传感器子单元为一组测量x方向的加速度，另一组测量y方向的加速度。该加速度计芯片能够实现100g以下两轴加速度的分离测量，其固有频率大于25kHz，在无放大条件下灵敏度大于0.9mV/g/3V，具有良好的性能。
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公开(公告)号：CN107381497A
公开(公告)日：2017-11-24
申请号：CN201710527246.8
申请日：2017-06-30
Applicant: 西安交通大学
CPC classification number: B81B7/02 , B81B2201/02 , B81C1/00134
Abstract: 一种基于可动栅极式场效应晶体管的微力传感器及其制备方法，结构包括由四根直梁支撑的中间质量块，中间质量块前端设置探针，中间质量块前后布置有平衡、工作栅极阵列，平衡、工作栅极阵列相对中间质量块的中心偏移，中间质量块、直梁、探针与SiO2绝缘层不接触，p型Si基底部分区域形成源、漏极，源、漏极之间的区域形成导电沟道，部分区域形成P+电极；制备方法先在P型Si基底制备好源极、漏极、导电沟道、P+电极并热氧生成SiO2绝缘层并进行刻蚀图形化，然后与另一块多晶硅键合，对多晶硅部分区域进行硼离子重掺杂形成工作栅极阵列，前部刻蚀出探针的图形，再刻蚀完成中间质量块，直梁的全部图形化，本发明微力传感器能够用于nN量级微力的测量。
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公开(公告)号：CN107271326A
公开(公告)日：2017-10-20
申请号：CN201710539077.X
申请日：2017-07-04
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于面内谐振的MEMS流体密度传感器芯片及其制备方法，包括硅基底、四个弹性固支梁和中间的振子，沿硅基底长度方向的两根导线分别布置在振子两侧的固支梁上。芯片底部外加磁铁用于提供恒定磁场，磁感线方向垂直于芯片平面，将其中一根导线通入一定频率的正弦交变电流，则这根导线所在的固支梁受交变洛伦兹力作用做面内振动，从而带动振子和另外一侧固支梁做受迫振动，则另外一根导线切割磁感线而产生感应电动势。将H型硅微双端固支梁结构浸入被测流体中，改变正弦交变电流的频率使得固支梁发生谐振，根据感应电动势的输出幅值大小可获得固支梁在被测流体中的谐振频率，通过在不同流体中固支梁谐振频率的改变来实现流体密度的测量。
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公开(公告)号：CN107151864A
公开(公告)日：2017-09-12
申请号：CN201710318378.X
申请日：2017-05-08
Applicant: 西安交通大学
CPC classification number: D04H1/728 , D01D5/003 , D01D5/0084 , D01F8/10 , D01F8/12 , D01F8/16 , G01N5/02
Abstract: 基于CMUTs谐振式生化传感器的敏感功能层制备方法，先进行基于CMUTs谐振式生化传感器的静电纺丝溶液的制备，再采用近场静电纺丝工艺或远场静电纺丝工艺进行敏感功能层的制备，本发明获得较大的比表面积、厚度为50nm～1μm、直径为50nm～1μm的静电纺丝纤维，以提高CMUTs检测灵敏度和检测极限，实现更低浓度的生化物质检测。
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