[發明專利]多傳感檢測器

有效

• 申請號: 201410806546.6
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104729580B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 紀堯姆·喬丹;伯納德·蒂姆;帕特里斯·雷伊;菲利普·羅伯特
• 申請（專利權）人: 法國原子能源和替代能源委員會
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 方挺;葛強

本發明涉及一種用于多傳感檢測器的測量電路，包括：并聯安裝的多個檢測支路，每個檢測支路包括串聯安裝的至少兩個偶極子；至少一個參照支路，包括極化源以及串聯安裝的至少兩個偶極子，所述參照支路并聯連接至多個支路中的至少兩個檢測支路，以與多個檢測支路中的檢測支路中的每個檢測支路形成惠斯通電橋。

技術領域

本發明涉及微電子行業，其覆蓋微電子技術以及納電子技術。更具體地，本發明涉及一種用于微機電系統(MEMS)或納機電系統(NEMS)的多傳感檢測器。

背景技術

多傳感檢測器，諸如三軸加速計、三軸磁力計、三軸陀螺儀和壓力檢測器類型的消費者市場的方向通常是朝著部件的較小尺寸以實現有競爭力的成本。

因此，對于九軸檢測器來說，其包括微機電系統(MEMS)類型的硅芯片，其信號處理的電子件包括針對應用程序的集成電路(“應用程序專用集成電路”，首字母縮寫為“ASIC”)和封裝包，這種九軸檢測器的一般尺寸為4×4mm²(mm＝毫米)，且很快將達到3×3mm²。這樣的尺寸要求下，單獨的硅芯片的尺寸為約4mm²。在空間非常局限的情況下，如果MEMS的結構包括6個、9個、或甚至是10個測量軸(或者被測量對象)，并且需要重要數目的焊盤(pad)來與每個軸的讀取電子件交互，這種MEMS結構在某些情況下不可能制成。事實上，這種情況下部件的尺寸將大于放置MEMS結構所需的空間，因而需要過高的制造成本。

通常，被認為敏感的元件占據硅芯片的總大小的25％以下。大部分表面的導線用于將信號(供電、檢測)路由至焊盤，該焊盤將芯片連接至外部部件(ASIC)，還用于將信號路由至密封串接附加基板以形成保護蓋。

例如，在六軸測量檢測器(例如，包括三軸加速計和三軸陀螺儀的檢測器)中，每個軸通過惠斯通電橋(Wheatstone bridge)來檢測。加速計所需的三個惠斯通電橋連接至不同的電源；陀螺儀所需的三個惠斯通電橋也是如此。為了消除電橋外部的寄生偶極子的影響，在每個電橋的端子處測量電壓。為每個陀螺儀添加用于致動和控制慣性質量的兩個焊盤，并且為加速計添加自測焊盤。這樣的系統需要最少4個焊盤用于供電，12個焊盤用于測量向每個電橋的端子供應的電壓，12個焊盤用于測量每個電橋的不平衡，6個焊盤用于致動和控制陀螺儀的慣性質量，1個焊盤用于加速計的自測。因此達到了35個焊盤的最小總數，由于生產約束，這些焊盤通常分布在芯片的兩側。對于200微米(μm＝微米＝10^-6米)，這個焊盤之間的典型節距來說，芯片的尺寸中最小的為3.6毫米。對于大約1.5毫米至2毫米的另一方向上的最小尺寸，芯片的最小尺寸為5.4mm²至7.2mm²，而具有電容類型的檢測的當前可用產品的尺寸已經小于5mm²并且趨勢是朝著甚至更小的尺寸。焊盤的生產因此成為降低MEMS部件大小的限制因素。

還需要限制耗電量，耗電量在使用惠斯通電橋的當前裝備中很高。

本發明的目的是提供一種多傳感檢測器，以優化連接并且具體地以限制部件的大小。

尤其有利地，本發明還旨在降低這樣的檢測器的能耗。

發明內容

本發明涉及一種用于多傳感檢測器的測量電路，其包括：

并聯安裝的多個檢測支路，每個檢測支路包括至少兩個串聯安裝的偶極子；以及

至少一個參照支路，所述參照之路包括極化源以及至少兩個串聯安裝的偶極子，所述參照支路并聯連接至所述多個檢測支路中的至少兩個檢測支路，從而與所述至少兩個檢測支路的每一個形成惠斯頓通電橋。

本發明還涉及一種包括至少一個根據本發明的測量電路的多傳感檢測器。

本發明實施所謂的多電橋安裝，將參照支路連接至多個檢測支路以便共享相同的極化源(polarizing source)，并且從而降低能耗。