CMOS集成热丝式风速计模型与模拟

摘要

本文通过对一种与CMOS工艺兼容的2-D硅热丝式风速计的工作原理进行分析,建立模型,并对尺寸进行了优化分析,给出了设计指导.本文设计的硅热丝式风速计为圆形结构,分别对当传感热丝(温敏电阻丝)为圆形薄片形状,以及当电阻丝为等宽薄片的情况进行讨论.通过利用圆形结构的几何对称性,避免了风向对传感结果的影响.该风速计可以工作在恒定电压、电流、功率以及温度差等方式测量风速,本文通过讨论在恒定电压工作方式下对铂金热电阻丝的尺寸的改变,得出其分别对风速传感的影响趋势.测量电路由电压跟随、放大和控制三部分组成,基本组成一个仪器放大电路,对输出的电压输出进行简单处理.在实际封装环境下的风洞中的对流条件进行分析,确定各个参数的优化,最后,对CMOS集成热丝式风速计模型与模拟的设计给出了指导意见.