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力学量敏感器件及其应用


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力学量敏感器件及其应用
  • 书号:
    作者:
  • 外文书名:
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    开本:
  • 页数:0
    字数:248000
    语种:
  • 出版社:科学出版社
    出版时间:
  • 所属分类:TN3 半导体技术
  • 定价: ¥2.65元
    售价: ¥2.12元
  • 图书介质:
    纸质书

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内容简介
本书是半导体敏感器件及其应用丛书之一.这套丛书系统地介绍了各类半导体敏感器件的原理、设计、工艺、测试等方面的内容,并阐述了半导体敏感器件与传感器在信息摄取、检测和控制处理等方面的实际应用.
本书专门讨论力学量敏感器件原理及其应用.内容包括半导体压阻效应的基本理论,各种力学量引起的应力变化,力敏器件的设计、制造、测量和漂移补偿,以及各种传感器原理(包括集成压力传感器)、结构及其在各方面的应用,给出多种应用实例.书中内容相当一部分是作者们多年在该技术领域从事研究工作的总结.
本书可供从事力敏器件工作的工程技术人员参考,也可用作大专院校有关专业的教学参考书.
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目录

  • 绪论
    第一章 半导体压阻效应
    1.1 晶面和晶向
    1.1.1 硅晶体结构
    1.1.2 晶面和晶面指数
    1.1.3 晶向
    1.2 外力作用下半导体能带结构和载流子运动
    1.2.1 应力、应变的基本概念及半导体的受力基本方式
    1.2.2 液体静压强作用下的半导体能带结构
    1.2.3 单轴应力下的能带结构
    1.2.4 在应力大于1010dyn/cm2情况时的能带结构
    1.3 压阻系数
    1.3.1 在晶轴坐标系中压阻系数及计算方法
    1.3.2 硅在各种应力情况下的压阻系数
    第二章 弹性元件的力学分析
    2.1 梁式弹性元件和受扭圆筒的力学分析
    2.1.1 梁式弹性元件
    2.1.2 受到扭矩的薄壁圆筒
    2.2 圆板形弹性元件的力学分析
    2.2.1 圆板的小挠度分析
    2.2.2 受均布压力的等厚圆板
    2.2.3 受均布压力的厚度阶梯形变化
    2.3 矩形板和方板的力学分析
    2.3.1 基本微分方程和求解方法
    2.3.2 里兹法
    2.4 各向异性和大挠度的影响
    2.4.1 各向异性板的分析
    2.4.2 板的大挠度分析
    第三章 半导体力学量敏感器件的设计
    3.1 力敏电阻连接方式的选择
    3.1.1 恒压源供电
    3.1.2 恒流源供电
    3.2 晶向的选择
    3.2.1 计算法
    3.2.2 图表法
    3.3 扩散电阻位置的确定
    3.3.1 C形硅弹性膜片电阻位置的典型设计方法
    3.3.2 力敏电阻为任意晶向
    3.4 高精度传感器的设计
    3.4.1 非线性产生的原因
    3.4.2 设计实例
    3.5 硅弹性膜片形状及几何尺寸的设计
    3.5.1 硅弹性膜片形状的选择
    3.5.2 硅圆形弹性膜片的几何尺寸
    3.5.3 力敏元件的设计
    3.6 晶向所在晶面的验证
    3.6.1 两晶向互相垂直的验证
    3.6.2 晶向所在晶面的验证
    第四章 工艺参数的选择
    4.1 衬底材料的选择
    4.1.1 导电类型和电阻率
    4.1.2 位错密度
    4.1.3 晶面和晶向
    4.1.4 衬底切割的质量要求
    4.2 表面掺杂浓度
    4.2.1 力敏电阻的温度效应
    4.2.2 掺杂浓度的选择
    4.3 扩散结深
    4.3.1 结深与击穿电压的关系
    4.3.2 结深与电阻温度效应
    4.4 钝化方式的选择
    4.4.1 二氧化硅钝化
    4.4.2 氮化硅(Si3N4)钝化
    4.4.3 低压化学汽相淀积多晶硅(LPCVD)及掺氧半绝缘多晶硅(SIPOS)钝化
    第五章 特殊工艺
    5.1 N型单晶硅弹性膜片的制备工艺
    5.1.1 磨杯工艺
    5.1.2 化学腐蚀
    5.2 新型硅弹性膜片的制备工艺
    5.2.1 外延层弹性膜片的制备
    5.2.2 多晶硅弹性膜片的制备
    5.2.3 硅-尖晶石、硅-蓝宝石半导体弹性膜片的制备
    5.3 封接工艺
    5.3.1 化学粘结法
    5.3.2 金属化封接
    5.3.3 橡胶圈封接
    5.3.4 静电封接
    5.3.5 低温玻璃封接
    第六章 参数测试
    6.1 测量误差
    6.1.1 绝对误差
    6.1.2 相对误差
    6.2 传感器的特性
    6.2.1 传感器静态特性
    6.2.2 传感器动态特性
    6.3 传感器的其它特性
    6.3.1 温度特性
    6.3.2 时漂特性
    6.3.3 电气特性
    6.3.4 传感器的综合精度
    6.4 测试条件及测试设备
    6.4.1 测试条件
    6.4.2 压力测量设备简介
    6.5 力学量传感器的主要参数的测量方法
    6.5.1 量程范围及压力灵敏度的测量方法
    6.5.2 温度漂移系数及环境温度的测量
    6.5.3 长时间漂移
    6.5.4 传感器非线性及综合精度测量
    6.6 测量结果的数据处理
    6.6.1 有效数字的处理
    6.6.2 对多余有效数字的处理
    6.6.3 等精度测量结果的数据处理
    第七章 温度漂移的分析及补偿方法
    7.1 零点温度漂移系数和灵敏度温度漂移系数的分析
    7.1.1 零点温度漂移系数的分析
    7.1.2 灵敏度温度漂移系数的分析
    7.2 产生温度漂移的工艺原因
    7.3 力敏电阻的等效电路
    7.4 零点温度漂移补偿方法
    7.4.1 半桥电路零点温度漂移补偿
    7.4.2 全桥电路零点温度漂移补偿
    7.5 灵敏度温度漂移补偿方法
    7.5.1 恒压源供电的灵敏度温度漂移补偿法
    7.5.2 恒流源供电的灵敏度温度漂移补偿法
    第八章 压阻式集成压力敏感器件
    8.1 硅压阻式力敏器件的集成化
    8.1.1 硅压阻式力敏器件的集成化
    8.1.2 力敏器件集成化引起的新矛盾
    8.2 集成压力敏感器件全桥的设计
    8.3 单块集成压力敏感器件
    8.3.1 带温度补偿的集成压力敏感器件
    8.3.2 带放大器的单块集成压力敏感器件
    8.3.3 频率输出型的单块集成压力传感器
    8.3.4 单块集成压力敏感器件的版图设计
    8.4 混合集成压力敏感器件
    第九章 力学量传感器原理及结构
    9.1 加速度传感器
    9.1.1 工作原理
    9.1.2 设计方法与典型结构
    9.1.3 生物工程用微型加速度传感器
    9.2 扭矩传感器
    9.2.1 扭矩传感器工作原理
    9.2.2 扭矩传感器的典型结构
    9.3 荷载传感器
    9.3.1 原理
    9.3.2 结构
    9.3.3 设计中应注意的问题
    9.4 压力传感器
    9.4.1 工作原理
    9.4.2 典型结构
    9.4.3 绝对压力传感器
    9.4.4 半导体应变片式压力传感器
    9.5 流体传感器
    9.5.1 工作原理
    9.5.2 典型结构
    9.5.3 高静压低差压传感器
    9.6 集成压力传感器
    第十章 电容式集成压力敏感器件
    10.1 压力敏感电容器
    10.1.1 压力敏感电容器的结构
    10.1.2 用压力敏感电容器构成电容式压力敏感器件的基本方法
    10.2 力敏电容的设计
    10.2.1 圆形膜的压敏电容
    10.2.2 环形力敏电容的设计
    10.2.3 方膜上的压敏电容
    10.3 电容式集成压力敏感器件
    10.3.1 电压输出型的电容式集成压力敏感器件
    10.3.2 带驱动源和放大器的集成电容式压力敏感器件
    10.3.3 频率输出型电容式集成压力敏感器件
    第十一章 各种力学量传感器的应用
    11.1 力学量传感器应用系统
    11.1.1 桥路供电电源
    11.1.2 放大器
    11.1.3 模拟/数字转换(ADC)
    11.1.4 显示器与记录器
    11.2 力学量传感器应用举例
    11.2.1 压力传感器
    11.2.2 流量传感器
    11.2.3 加速度传感器
    11.3 提高力学量传感器应用效果的措施
    11.3.1 信号串联
    11.3.2 引压
    11.4 力学量传感器与微型计算机
    参考文献
    附录
    1.t 分布表
    2.串并联电阻的补偿电路公式推导
    3.二极管补偿电路公式的推导
    附表
    表1 力的单位换算表
    表2 压力单位换算表
    表3 力矩(或扭矩)单位换算表
    表4 线性加速度单位换算表
    表5 质量流量单位换算表
    表6 体积流量单位换算表
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