基于MEMS的微泵研究进展

基于微加工技术的微流体系统是微机电系统(MEMS)的一个重要分支,可广泛应用于航空航天、生物、医学、化工、电子等领域。本文主要综述了微流体系统中的微型泵结构、工作原理以及国内外研究现状。     

基于硅结构的微流体控制系统

基于硅结构的微流体控制系统（μFCS）是微机电系统（MEMS）中的一个重要分支 ，可广泛用于生物、医学、化工、电子等领域。主要综述了微流体控制系统中的微流体传感器、微型泵、微型阀的工作结构原理及其国内外研究现状，同时还探讨了集成微流体控制系统的研究现状。     

基于ISFET的生物传感器研究进展

近年来,离子敏场效应晶体管(ISFET)在生物传感器领域的广泛研究取得了快速发展.综述了ISFET相对于传统离子电极(ISE)的优势,ISFET的工作原理,ISFET的分类和敏感膜;重点介绍了近年来国际上离子敏传感器在生物医学上的应用研究.针对ISFET存在的问题,展望了ISFET未来的研究和发展方向.     

集成化离子敏场效应传感器的研究进展

在介绍离子敏场效应晶体管（ISFET）传感器的应用和基本工作原理的基础上,阐述了集成化ISFET传感器的研究现状,包括ISFET敏感膜及其制造工艺与CMOS兼容性研究、集成化读出电路、多传感器集成等方面。展望了ISFET传感器的研究趋势,认为在以下方面值得探索和研究：敏感膜是把化学变量转换为电学变量的关键;高性能读出电路的研究;集ISFET、读出电路及后端信号处理电路于一体的低功耗ISFET传感器的系统集成;多功能、智能化的多传感器集成;研究集微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源等于一体的微机电系统（MEMS）;ISFET微传感系统的数字化集成等。     

利用CMOS技术实现pH-ISFET传感器集成化的设计

在对离子敏场效应晶体管(ISFET)基本结构及电学特性分析的基础上,提出了一种基于CMOS技术实现ISFET与信号处理电路集成化的设计方法.模拟仿真的结果表明,所采用的ISFET/MOSFET"互补对"结构的信号读取电路形式能够抑制"温漂"和克服"硅衬底体效应"对器件测量灵敏度的影响,是一种适用于ISFET集成设计的信号读取方式.     

基于MEMS工艺的微型制冷器

微机电系统MEMS(micro-electro-mechanical system)是一种集合了微电子与机械工程技术的新型高科技装置,其制造工艺可以进行最小至纳米尺度的加工以及高度集成化的微型制造.其产品微小体积、高度集成化以及高性能高产热的特性也决定了其需要匹配相应的制冷解决方案,本文重点阐述了基于MEMS制造工艺并...     

使用激光光源的微型投影机

本文介绍使用激光为光源的微型投影机的工作原理,性能及优缺点。     

MEMS和微流体分析系统的发展

微机电系统(MEMS)是在微电子及微机械等学科基础上发展起来的新兴多学科交叉研究领域，是当今科学技术最具潜力的发展方向之一，而微型流体分析系统是这一研究领域中的热点。本文综述了MEMS技术以及作为MEMS技术一个重要研究方向的微型流体分析系统的起源及其广阔的市场应用前景．并对MEMS产品的市场化存在的问题进行了讨论。MEMS技术及微型流体分析系统的诞生必将对今后的化学、医学及生物学等领域的研究工作产生重大影响。     

半导体传感器在生物分析科学中的应用(英文)

回顾了半导体生化传感器 (ISFET 和 LA PS)在医学监测、免疫检测、免疫分析、D N A 杂交以及细胞培养等方面应用的进展。为使半导体器件适用于生化检测,对其中所采用的检测手段和取得的研究结果进行了分析。展望了通过与微流体网络相结合,基于半导体传感器的实验室芯片化的可行性。     

ISFET在医疗环保等行业中的应用

ISFET自问世以来已取得了不少成就,现在正向实用化方向发展。本文将介绍其在医疗监测、环境保护以及分析化学等领域中应用的研究成果,以展现其应用的可行性、广阔性及其发展前景。     

一种用于压力传感器的温度控制系统设计

针对SiC高温MEMS压力传感器易受温度影响,产生零点漂移、测量误差增大等问题,设计了一种温度控制系统,根据科恩-库恩公式建立了系统的数学模型,采用参数自整定PID控制算法,克服了纯PID控制有较大超调量的缺点,实现了一个温度控制系统。利用Matlab仿真软件的Similink模块建立系统的仿真模型,通过仿真和测试验证系统满足设计要求。解决了大温度范围下压力传感器难以补偿的问题,使得压力传感器在高温环境下的应用得以实现,提高了压力传感器的稳定性。     

pH—ISFET—库仑滴定系统的研究

本文提出了一种新型ISFET库仑滴定系统,通过实验研究和分析,证实了其突出优点是测量的稳定性和重复性好、等效平均时漂比性能优异的pH-ISFET降低了约2个数量级。采用该系统可以大幅度降低对于ISFET性能的要求、提高器件的互换性、实现参比电极的微型化。     

偏置模式可编程的ISFET集成放大器设计

生物微传感SOC系统在生命科学研究、医疗保健、环境检测等领域有广阔的应用前景,然而系统的真正实现面临着许多挑战.根据离子敏场效应管ISFET的敏感机理,研究了ISFET与其接口放大器的集成芯片,ISFET可以被提供线性和饱和两种模式下的工作条件.整个芯片包含ISFET微传感、双模式ISFET放大器,同时也集成了恒流源等,采用新加坡Char-tered半导体制造公司3.3V标准CMOS工艺流片,并成功进行了传感器芯片的pH响应测试实验.     

基于MEMS的振动监测系统的设计

针对地质灾害发生时周围地质层都会受到不同程度的振动的特点,在当地质灾害发生时监测其振动情况,为了给人们争取逃生时间,在此基于MEMS加速度传感器和GPRS模块,采用MSP430单片机设计了一种小型、快速、低功耗的振动监测报警系统,给出了系统的基本结构和电路实现的解决方案。试验结果表明本系统灵敏、可靠。     

低成本MEMS陀螺的SINS/GPS/ADS组合导航系统的工程实现

结合工程实际应用,以低成本MEMS陀螺捷联惯性测量单元为主,以GPS,ADS为辅助,设计完成了一套机载组合导航系统。该系统充分考虑了各传感器的优缺点,采用误差补偿技术,保证了系统的精度和可靠性。首先介绍了系统的组成及功能;在此基础上,建立了状态变量为29维的组合系统动态方程,给出了用于卡尔曼滤波的GPS和ADS的误差模型;通过精密三轴转台试验结果表明,组合系统可以进行实时滤波计算,提高了组合系统导航参数精度,具有很好的工程实用性。     

New ISFET interface circuit design with temperature compensation

An integrated and new interface circuit with temperature compensation has been developed to enhance the ISFET readout circuit stability. The bridge-type floating source circuit suitable for sensor array processing has been proposed to maintain reliable constant drain-source voltage and constant drain current (CVCC) conditions for measuring the threshold voltage variation of ISFET due to the corresponding hydrogen ion concentration in the buffer solution. The proposed circuitry applied to Si₃N₄ and Al₂O₃-gate ISFETs demonstrate a variation of the drain current less than 0.1 μA and drain-source voltage less than 1 mV for the buffer solutions with the pH value changed from 2 to 12. In addition, the scaling circuitry with the V_T temperature correction unit (extractor) and LABVIEW software are used to compensate the ISFET thermal characteristics. Experimental results show that the temperature dependence of the Si₃N₄-gate ISFET sensor improved from 8 mV/°C to less than 0.8 mV/°C.     

基于MEMS的高效细胞电融合系统的芯片设计

介绍了一种基于MEMS技术的高效细胞电融合芯片的设计。采用微加工技术将芯片的细胞电融合小室制作成微电极阵列以实现细胞的大量融合,提高细胞的融合效率。还在芯片各个区域设计出不同的融合电极结构,并在相同的融合条件下比较了电极结构不同时融合效率的差异,以便找出一种细胞融合效率更好的电极结构。     

车祸自动定位报警系统的设计与实现

设计了一种车祸自动定位报警系统,应用了MEMS、GPS和GSM等技术。由于车祸发生的瞬间,车体加速度非常大,远超过紧急刹车时的加速度,故可用加速度的大小作为车祸发生的判断依据。使用MEMS加速度传感器采集信号,经CPU处理后,如果加速度值超出保护值,立刻通过GSM平台将GPS检测到的经、纬度及相关信息发送到相关部门,救援人员能迅速赶到现场进行急救。此设计提供了一种在特殊情况下能更好更及时地保护人民生命财产的新途径。     

探空集成传感器设计

微型化、集成化可以使得传感系统减少体积、重量，降低成本，提高系统的可靠性，具有重要的科学意义。本文设计了一个用于测量大气湿度、温度和气压检测微型集成传感器。考虑到MEMS加工工艺兼容性，分别采用空气导热检测法、铂电阻法和电容法对湿度、温度、压力进行检测，并且进行了理论计算，设计了加工工艺步骤，制作出雏形器件。     

一种具有“8悬臂梁-质量块”结构的新型硅微加速度计

提出了一种具有"8悬臂梁-质量块"结构的新型三明治式硅微机械电容式加速度计,用微机械加工工艺在(111)硅片上制作出了具有信号输出的器件.该加速度计的惯性质量块由同一(111)硅片上下表面对称分布的8根悬臂梁支撑.这些悬臂梁是利用(111)硅在KOH溶液中的各向异性腐蚀特性结合深反应离子刻蚀(DRIE)实现的,其尺度精确可控,保证了结构的对称性.该加速度计的谐振频率为2.08kHz,品质因子Q为21.4,灵敏度为93.7mV/g.