微熱板氣體傳感器陣列的單片集成電路設計.pdf

1、微熱板具有尺寸小、功耗低、與CMOS工藝兼容等優(yōu)點。微熱板的出現(xiàn)為研制陣列式集成氣體傳感器提供了支持。為了實現(xiàn)對混合氣體的有效檢測，微熱板氣體傳感器陣列通常沉積不同的氣敏材料，不同氣敏材料具有不同的最佳工作溫度，所以對陣列中每個傳感器進行獨立的溫度調節(jié)至關重要。
　　綜合考慮微熱板氣體傳感器陣列的溫度分立調節(jié)、控溫效果以及芯片面積等因素。針對加熱測溫一體化集成微熱板陣列氣體傳感器的需要，以微熱板加熱性能測試參數(shù)為依據(jù)，提出了一種基

2、于微熱板氣體傳感器陣列的單片集成方案。該方案包括由四個微熱板構成的傳感器陣列，加熱驅動單元和信號采集單元。利用芯片外部的微處理器向加熱驅動電路輸入串行控制信號，調節(jié)微熱板驅動電流大小，進而實現(xiàn)陣列中各微熱板溫度的分立調節(jié)。由微處理器控制信號采集電路完成四路加熱溫度信號和四路氣敏材料阻值信號的采集。微熱板氣體傳感器陣列與外圍電路的單片集成，不僅可以提高氣體傳感器的選擇性，而且可以為便攜式氣體檢測儀器的研究提供重要參考。
　　本文依據(jù)

3、集成電路設計流程，采用CSMC0.5μm混合信號工藝，利用Hspice完成了加熱驅動電路和信號采集電路的設計，并進行了系統(tǒng)仿真，驗證了該方案的可行性?；跀?shù)?；旌霞呻娐钒鎴D設計準則，采用Cadence Layout-Editor進行了各電路模塊版圖設計與驗證。遵循一定的版圖布局方法，進行微熱板陣列與各電路模塊版圖的布局、布線，完成了整體版圖的設計及驗證。將得到的GDSⅡ格式文件提交給代工廠完成芯片的加工，之后采用MEMS工藝進行正面體