Oppgaven er ikke lenger tilgjengelig

Trykkfølsom resonerende struktur

Beskrivelse

MEMS-teknologien gir muligheter til å lage mikromekaniske resonatorer og filtre med fremragende egenskaper, bl.a. når det gjelder selektivitet og Q-faktor. De mekaniske strukturene kan kombineres med mikroelektronikk og utgjøre sentrale deler i trådløse systemer, RF systemer (Radio Frequency systems). Eksempler kan være ulike typer oscillatorer, VCOs (Voltage Controlled Oscillators), miksere og filtre. MEMS strukturene kan derved typisk erstatte tradisjonelle kostbare, diskrete komponenter ved at de muliggjør integrerte løsninger og lar seg "batch"-prosessere. MEMS resonatorer og filtre som hittil har vært utviklet, baserer seg på mekaniske svingninger i horisontal eller vertikal retning på en Si-skive. Ulike typer bjelker, kammer eller disker benyttes.

I masteroppgaven skal en konstruere en trykkfølsom resonator som består av et egnet mekanisk element med høy Q-faktor og en CMOS-forsterker for tilbakekobling. Trykket vil bestemme svingefrekvensen til MEMS-elementet. Den komplette resonatoren skal kunne realiseres på samme Si-brikke.

Arbeidet vil bestå i først å simulere (CoventorWare) og vurdere ulike typer MEMS resonerende strukturer. Som bakgrunn må det gjøres en undersøkelse av egnede prinsipper og hva som finnes av trykksensorer basert på resonans-deteksjon (essay). Videre må det velges en implementasjonsmetode som muliggjør en integrert fremstilling av en CMOS tilbakekoblings-forsterker sammen med MEMS elementet. En viktig del av oppgaven vil derfor bestå i å skaffe seg en oversikt over mulige metoder for å realisere integrerte løsninger bestående av både kretser i CMOS og MEMS-moduler.

Det skal lages en konkret konstruksjon av resonatoren med basis i en aktuell mulighet for implementasjon. Simuleringer ved CoventorWare og Cadence vil inngå, foruten konkret utlegg (layout). Frekvenskarakteristikk og følsomhet undersøkes for valgte designparametre. Mulighet for prosessering vil vurderes.

Avhengig av innholdet i andre pågående Masteroppgaver kan essayet alternativt bestå i å studere noen utvalgte artikler og lage en oversikt over problemer og muligheter ved integrasjon av CMOS og MEMS.

Verktøy

CoventorWare, evnt. MatLab, Cadence

Anbefalt faglig bakgrunn

INF5490 RF MEMS (evnt. også FYS4230 Mikro- og nanosystem modellering og design og INF5480 RF kretser, teori og design)

INF4420 Prosjekter i analog/mixed-signal CMOS konstruksjon

INF3410 Analog mikroelektronikk

Studieprogram

Informatikk

Publisert 14. mars 2011 14:03

Veileder(e)

Omfang (studiepoeng)

60