收稿日期:2023－04－28基金项目:国家自然科学基金(52175524)第一作者:王毓婷(1997—)女，汉，山西吕梁人，硕士研究生，研究方向为MEMS加速度传感器设计、制备、测试等。通信作者:石云波(1972—)，男，博士，教授，研究方向为MEMS、硬件电路、算法、微惯性器件等。压阻式高g值加速度传感器温度补偿设计王毓婷1，石云波1，张越2，冯登虎1，栗文凯1，马昊天1(1．中北大学电子测试技术重点实验室，山西太原030051;2．山西北方机械制造有限责任公司，山西太原030009)摘要:该文针对压阻式传感器在环境温度变化时会引起灵敏度非线性问题，提出了一种在惠斯通电桥中引入多晶硅的温度补偿方案。以单晶硅制备的高g值压阻式加速度计为模型，通过建立理论模型，分析了单晶硅压敏电阻的电阻率和压阻系数的温度特性。对传感器进行有限元仿真分析，仿真结果表明一阶频率为0．776MHz，最大等效应力为44MHz。通过对压敏电阻路径的线性分析，得到补偿前的灵敏度为0．349μV/g。对多晶硅电阻引入前后的输出电压进行理论分析，得到电阻系数比以及补偿前后传感器灵敏度随温度的变化关系。结果表明，补偿后的灵敏度漂移温度系数(TemperatureCoefficientofSensitivitydrift，TCS)为6．8×10－4(1/℃)，与补偿前相比降低了两个数量级。关键词:压阻传感器;温度补偿;片上多晶硅;高g值加速度计;MEMS中图分类号:TP212文章编号:1000－0682(2023)04－0003－05文献标识码:ADOI:10．19950/j．cnki．cn61－1121/th．2023．04．001Temperaturecompensationdesignofpiezoresistivehigh－gaccelerationsensorWANGYuting1，SHIYunbo1，ZHANGYue2，FENGDenghu1，LIWenkai1，MAHaotian1(1．ScienceandTechnologyonTest＆MeasurementLaboratory，NorthUniversityofChina，ShanxiTaiyuan030051，China;2．ShanxiNorthMachineryManufacturing，ShanxiTaiyuan030009，China)Abstract:Inthispaper，atemperaturecompensationschemewiththeadditionofpolysilicontotheWheatstonebridgeisproposedtosolvetheproblemofpiezoresistivesensors＇sensitivitynonlinearitywhentheambienttemperaturechanges．Takingthehigh－gpiezoresistiveaccelerometerfabricatedinmono-crystallinesiliconasamodel，andthetemperaturecharacteristicsoftheresistivityandpiezoresistivecoef-ficientofthemonocrystallinesiliconvaristorareanalyzedbyestablishingtheoreticalmodel．Thefiniteel-ementsimulationanal...
