偏压对HEMT嵌入式微加速度计电学参数的温度特性影响.pdf

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1、2011年仪表技术与传感器20ll第1期InstrumentTechniqueandSensorNo．1偏压对HEMT嵌入式微加速度计电学参数的温度特性影响谭振新，薛晨阳，史伟莉，胡全忠，刘俊，张斌珍(中北大学，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051)摘要：研究了HEMT嵌入式微加速度计在不同偏压下的温度效应。研究结果表明由于选择的偏压不同，输出电流的温度系数大小不同。其主要原因是漏极电流的温度效应由迁移率的温度系数和阂值电压的温度系数共同决定，两种效应一正一负，根据选择偏压大

2、小，可以调整各自的贡献，确定合适的工作点，从而减小电学参数的温度漂移，甚至可以使某些电学参数的温度系数为零。因此，以HEMT作为微传感器的敏感单元，可以在较宽的温度范围内工作，解决由于温度的影响所带来的测量误差，为温度难以控制的恶劣环境的测试提供一定的依据。关键词：场效应晶体管；温度系数；偏压调制中图分类号：TP21l，TP212，TP203文献标识码：A文章编号：1002—1841(2oi1)Ol一0015—03EfectofVoltageBiasofElectricalPropertiesBasedonHEMT．emb

3、eddedinAccelerometerTANZhen—xin，XUEChen—yang，SHIWei—li，HUQuan—zhong，LIUJun，ZHANGBin—zhen(NorthUniversityofChina，KeyLaboratoryofInstrumentationScienceandDynamicMeasurement，MinistryofEducation，NationalKeyLaboratoryforElectronicMeasurementTechnology，Taiyuan030051，Chi

4、na)Abstract：Thetemperatureeffectofthehighelectronmobilityfieldeffecttransistor(HEMT)embeddedinacceleronleterwasstudiedatdifferentvoltagebias．Theresultsindicatethattemperaturecoefficientsofoutputcurrentaredifferentfromeachotherbe—causeoftheselectionofvoltagebias．Th

5、emainreasonisthatthetemperatureeffectofthedraincurrentisdeterminedbythecon—binationofmobility’Stemperaturecoefficientandthresholdvoltage’Stemperaturecoefficient，butthetwocoefficientsareopposite，andthecontributionsofthemcanbeadjustableaccordingtothequantumofselecte

6、dvoltagebias，SOtheappropriateworkpointcanbedetermined，therebyreducingthetemperaturedriftoftheelectricalparameters，andmakethetemperaturecoefficientofsomeelectricalparameterstOzero．Therefore，iftheHEMTasasensitiveunitofthemicro—sensor，itwillworkinawidetempera—tureran

7、geandresolvethemeasurementerrorcausedbythetemperature，SOitcanprovidesomebasistothetestatbadenviron—mentthatisdifficulttocontrolthetemperature．Keywords：fieldeffecttransistors；temperaturecoeficient；voltagebiasmodulation0引言以影响微结构的压阻效应，灵敏度、温度系数等电学参数，对各微机电系统(MEMS)自20世纪

8、50年代中期提出以来，到参数的温度效应具有一定的调制作用，通过选择适当的栅压，目前为止已有很大发展。微机电系统发展的目标在于微型化、微传感器可以不受外部环境的影响，在实现对外参量的高灵敏自动化、智能化、集成化，探索基于新原理、新功能的器件和系探测的同时，减小测量过程中由于环境的不确定性所带来的测统，从而