Faisabilité d'un capteur de pression capacitif miniature sur silicium PDF Download
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Author: Philippe Ménini
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Author: Philippe Ménini
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Author: PHILIPPE.. MENINI
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Pages : 247
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LE CAPTEUR DE PRESSION ETUDIE RESULTE DE L'ASSEMBLAGE HYBRIDE D'UNE CELLULE SENSIBLE CAPACITIVE EN TECHNOLOGIE SILICIUM/PYREX ET D'UN CONVERTISSEUR CAPACITE/FREQUENCE BASE SUR LE PRINCIPE DE LA CHARGE ET DE LA DECHARGE D'UNE CAPACITE A COURANT CONSTANT. LA MODELISATION DE LA REPONSE DE CHACUNE DES DEUX PARTIES PERMET D'ETABLIR LA FONCTION DE TRANSFERT DU CAPTEUR. LA DETERMINATION PRECISE DES DIFFERENTS PARAMETRES S'EFFECTUE A PARTIR D'UNE APPROCHE MIXTE FONDEE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE ET SUR LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DE LA CELLULE ET DU CIRCUIT. L'ETUDE DES COMPORTEMENTS D'UN MONTAGE INVERSEUR ET D'UNE ARCHITECTURE RATIOMETRIQUE MONTRE LA FAISABILITE D'UN CAPTEUR DANS LEQUEL LA NONLINEARITE ET LES DERIVES THERMIQUES S'AUTOCOMPENSENT EN GRANDE PARTIE. DANS UNE PLAGE DE FREQUENCE DE L'ORDRE DE DIX POUR-CENT DE LA FREQUENCE A PRESSION NULLE, LE DEMONSTRATEUR DE CAPTEUR PRESENTE UNE NONLINEARITE INFERIEURE A 1 % ET UNE DERIVE THERMIQUE DE VINGT PARTIES PAR MILLION ET PAR DEGRE CELSIUS. LA SIMULATION NUMERIQUE INDIQUE QUE POUR OPTIMISER LES PERFORMANCES DU CAPTEUR RATIOMETRIQUE, IL FAUT QUE LES DEUX VOIES DE REFERENCE ET DE MESURE SOIENT IDENTIQUES. CET OPTIMUM PEUT ETRE QUASIMENT ATTEINT EN INTEGRANT SUR UN SUBSTRAT COMMUN DE SILICIUM LES DEUX CONVERTISSEURS. LES ESSAIS EXPERIMENTAUX REVELENT EGALEMENT DES PHENOMENES D'INTERFERENCES ENTRE LES OSCILLATEURS VEHICULES AU TRAVERS DES CAPACITES DE RECOUVREMENT DES TRANSISTORS MOS. LA MINIMISATION DE CE PROBLEME PEUT S'OBTENIR EN AJOUTANT UNE CAPACITE DE DECOUPLAGE SUFFISAMMENT GRANDE ENTRE LES OSCILLATEURS. L'ENSEMBLE DE CES RESULTATS OBTENUS PERMET DE CONCLURE QUE LES PRINCIPES ET LES TECHNOLOGIES UTILISEES SONT ADEQUATS POUR DEVELOPPER UNE NOUVELLE FAMILLE DE CAPTEURS DE PRESSION MINIATURES RELATIVEMENT PRECIS (DE L'ORDRE DE 1 % DE L'ETENDUE DE MESURE), PEU COUTEUX ET FACILEMENT INTERFACABLES AVEC DES RESEAUX DE COMMUNICATION NUMERIQUES.
Author: PHILIPPE.. MENINI
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LE CAPTEUR DE PRESSION ETUDIE RESULTE DE L'ASSEMBLAGE HYBRIDE D'UNE CELLULE SENSIBLE CAPACITIVE EN TECHNOLOGIE SILICIUM/PYREX ET D'UN CONVERTISSEUR CAPACITE/FREQUENCE BASE SUR LE PRINCIPE DE LA CHARGE ET DE LA DECHARGE D'UNE CAPACITE A COURANT CONSTANT. LA MODELISATION DE LA REPONSE DE CHACUNE DES DEUX PARTIES PERMET D'ETABLIR LA FONCTION DE TRANSFERT DU CAPTEUR. LA DETERMINATION PRECISE DES DIFFERENTS PARAMETRES S'EFFECTUE A PARTIR D'UNE APPROCHE MIXTE FONDEE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE ET SUR LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DE LA CELLULE ET DU CIRCUIT. L'ETUDE DES COMPORTEMENTS D'UN MONTAGE INVERSEUR ET D'UNE ARCHITECTURE RATIOMETRIQUE MONTRE LA FAISABILITE D'UN CAPTEUR DANS LEQUEL LA NONLINEARITE ET LES DERIVES THERMIQUES S'AUTOCOMPENSENT EN GRANDE PARTIE. DANS UNE PLAGE DE FREQUENCE DE L'ORDRE DE DIX POUR-CENT DE LA FREQUENCE A PRESSION NULLE, LE DEMONSTRATEUR DE CAPTEUR PRESENTE UNE NONLINEARITE INFERIEURE A 1 % ET UNE DERIVE THERMIQUE DE VINGT PARTIES PAR MILLION ET PAR DEGRE CELSIUS. LA SIMULATION NUMERIQUE INDIQUE QUE POUR OPTIMISER LES PERFORMANCES DU CAPTEUR RATIOMETRIQUE, IL FAUT QUE LES DEUX VOIES DE REFERENCE ET DE MESURE SOIENT IDENTIQUES. CET OPTIMUM PEUT ETRE QUASIMENT ATTEINT EN INTEGRANT SUR UN SUBSTRAT COMMUN DE SILICIUM LES DEUX CONVERTISSEURS. LES ESSAIS EXPERIMENTAUX REVELENT EGALEMENT DES PHENOMENES D'INTERFERENCES ENTRE LES OSCILLATEURS VEHICULES AU TRAVERS DES CAPACITES DE RECOUVREMENT DES TRANSISTORS MOS. LA MINIMISATION DE CE PROBLEME PEUT S'OBTENIR EN AJOUTANT UNE CAPACITE DE DECOUPLAGE SUFFISAMMENT GRANDE ENTRE LES OSCILLATEURS. L'ENSEMBLE DE CES RESULTATS OBTENUS PERMET DE CONCLURE QUE LES PRINCIPES ET LES TECHNOLOGIES UTILISEES SONT ADEQUATS POUR DEVELOPPER UNE NOUVELLE FAMILLE DE CAPTEURS DE PRESSION MINIATURES RELATIVEMENT PRECIS (DE L'ORDRE DE 1 % DE L'ETENDUE DE MESURE), PEU COUTEUX ET FACILEMENT INTERFACABLES AVEC DES RESEAUX DE COMMUNICATION NUMERIQUES.
Author: NASR-EDDINE.. BEN MOUSSA
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Languages : fr
Pages : 173
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LA REPONSE DE MEMBRANES FINES DE SILICIUM TOTALEMENT ENCASTREES A LEUR PERIPHERIE SOUMISES A L'ACTION D'UNE PRESSION UNIFORME EST MODELISEE EN SUIVANT UNE METHODE SEMI-ANALYTIQUE
Author: Christophe Plantier
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Languages : fr
Pages : 390
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LA STRUCTURE ETUDIEE EST UN CAPTEUR DE PRESSION PIEZORESISTIF, CONSTITUE D'UNE FINE MEMBRANE DE SILICIUM MONOCRISTALLIN, ET D'UN ENSEMBLE DE JAUGES EN POLYSILICIUM, MONTEES EN PONT DE WHEATSTONE. LA DEFLEXION DU CORPS D'EPREUVE EST MODELISEE PAR L'EQUATION AUX DERIVEES PARTIELLES DE LAGRANGE. UNE SOLUTION APPROCHEE, DE TYPE POLYNOMIAL, EST PROPOSEE DANS LE CAS DE MEMBRANES DE FORME CARREE OU RECTANGULAIRE, TOTALEMENT ENCASTREES A LEUR PERIPHERIE. LES TENSEURS DES CONTRAINTES ET DES DEFORMATIONS SONT CALCULES EN TOUT POINT DU CORPS D'EPREUVE. DES MODELES DE CALCUL DES CONSTANTES ELASTIQUES ET DE L'EFFET PIEZORESISTIF DANS LE POLYSILICIUM SONT DEVELOPPES. L'EXPRESSION COMPLETE DE LA VARIATION DE RESISTANCE D'UNE JAUGE, PRENANT EN COMPTE L'EFFET DE VARIATION DE LA GEOMETRIE, L'EFFET PIEZORESISTIF AINSI QUE LA NATURE POLYCRISTALLINE DES PIEZORESISTANCES EST ETABLIE. AFIN DE VALIDER LES DIFFERENTS MODELES THEORIQUES, DES STRUCTURES D'ETUDE SONT REALISEES, EN UTILISANT LES TECHNIQUES CLASSIQUES DE LA MICROELECTRONIQUE, AINSI QUE LE MICRO-USINAGE CHIMIQUE DU SILICIUM. L'ETUDE EXPERIMENTALE DU COMPORTEMENT PRECISE LA REPONSE A LA PRESSION, LA LINEARITE ET LA SENSIBILITE A LA TEMPERATURE. EN CE QUI CONCERNE LES PIEZORESISTANCES, LES VALEURS MAXIMALES DES FACTEURS DE JAUGE LONGITUDINAL ET TRANSVERSAL SONT RESPECTIVEMENT EGALES A 19 ET -3. POUR CE QUI A TRAIT AU CAPTEUR, LES ERREURS DE LINEARITE NE DEPASSENT PAS UN MILLIEME POUR DES REPONSES INFERIEURES OU EGALES A 0,7% DE LA TENSION D'ALIMENTATION DU PONT. LA VALEUR MINIMALE DE LA DERIVE THERMIQUE DE LA TENSION DE DESEQUILIBRE EST DE L'ORDRE DE UN MILLIONIEME DE LA TENSION D'ALIMENTATION PAR DEGRE CENTIGRADE. IL RESSORT DE L'ETUDE QUE LES CAPTEURS A JAUGES EN POLYSILICIUM SONT PARFAITEMENT VIABLES. A TERME, ILS DEVRAIENT SE SUBSTITUER AUX CAPTEURS ELABORES PAR DES TECHNOLOGIES PLUS CONVENTIONNELLES, NOTAMMENT DANS LE DOMAINE DES HAUTES TEMPERATURES
Author: Younès Naciri
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LA STRUCTURE ETUDIEE EST UN CONDENSATEUR VARIABLE DONT L'ELEMENT SENSIBLE EST UNE FINE MEMBRANE DE SILICIUM, DE FORME CARREE OU RECTANGULAIRE ENCASTREE SUR SES BORDS. LA REPONSE A LA PRESSION EST ETABLIE A PARTIR D'UN MODELE SEMI-ANALYTIQUE APPROCHE, DANS L'HYPOTHESE DES FAIBLES DEFORMATIONS ET EN PRENANT EN COMPTE LES PROPRIETES ANISOTROPIQUES DU SILICIUM
