具有數位輸出的CMOS MEMS電感式加速計

邱一 ； 劉軒吾 ； 洪浩喬

《微系統暨奈米科技協會會刊》 42期 (2019/12) Pp. 15-19

摘要

本文使用TSMC 1P6M 0.18 m CMOS製程加上CIC提供之後製程設計出一個具數位輸出的電感式加速計，此設計使用彈簧作為可變電感，並額外串聯一個高品質因數（quality factor Q）的電感，再並聯一個固定的MIM電容形成一個LC振盪器。當晶片受到一個外部的加速度時，質量塊受力而產生位移，此位移會造成彈簧電感線圈面積的變化並使電感值改變，進而改變LC振盪器的頻率。此頻率變化與加速度成正比，故可以透過振盪頻率的變化來偵測加速度。此外，本設計在晶片內加入一個計數器電路，將振盪器的頻率輸出轉換為數位輸出，以利後續系統應用。量測結果顯示，LC振盪器頻率約為為1.38 GHz，加速計靈敏度為41.6 kHz/g，解析度為8.2 mg/rtHz。