MEMS红外光源的高精度控温电路设计

发布时间：2021-10-14 13:06

　　基于MEMS红外光源的稳定驱动需求,设计了一款高精度控温CMOS集成电路,具有对光源温度的实时监测与闭环控制功能,能够克服环境温度变化等干扰因素的影响,从而提高红外光源的温度稳定性。采用0.35μm标准CMOS工艺完成了芯片的流片制造。测试结果显示,在该芯片驱动下,MEMS红外光源系统在10 ms内即可快速升温至450℃,且控温精度优于±1.5℃。该电路实现了温度快速调制、控温精度高、集成度高等优点,满足红外光源的稳定驱动需求。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(08)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

MEMS红外光源显微照片

Τ=Τ 0 + R S -R 0 αR 0 (1)MEMS红外光源的工作温度通常为400～500 ℃。采用恒压加热驱动红外光源使其工作在典型温度450 ℃ ,测得其电学参数如表1所示。

由于红外系统中采用的探测器通常只对辐射相对量敏感,因而需要对红外信号进行调制。对于红外吸收系统,频率在10～15 Hz,热释电等辐射探测器有最佳响应[10]。施加阶跃加热电压使红外光源从室温升高至稳定温度450 ℃,测得其温度变化曲线如图3所示,热响应时间和恢复时间均为23.5 ms,满足气体测量对光源调制频率的要求[10]。2 高精度控温电路设计

【参考文献】：
期刊论文
[1]用于气体传感器的微热板工艺流程与性能对比[J]. 李中洲,余隽,周君伟,耿万鑫,唐祯安.  仪表技术与传感器. 2018(01)
[2]MEMS红外光源可调制驱动电路设计[J]. 关新锋,丑修建,田英,李佩青,熊继军.  红外技术. 2012(07)
[3]MEMS热激发红外脉冲光源[J]. 吴飞蝶,纪新明,王建业,周嘉,黄宜平,包宗明,鲍敏杭.  光电子技术与信息. 2006(03)
[4]MEMS红外光源及应用[J]. 吴飞蝶,纪新明,王建业,王国勋,黄宜平.  传感器与微系统. 2006(05)

硕士论文
[1]具有环境参数补偿和恒温控制功能的红外吸收式甲烷探测器[D]. 陈晨.哈尔滨理工大学 2016
[2]MEMS气体传感器用红外光源研究[D]. 任耀辉.中北大学 2015
[3]CMOS兼容微热板式气体传感器的研制[D]. 李莹.大连理工大学 2014



本文编号：3436215