طراحي هيدروفون حساسيت بالا با بهره‌گيري از لايه نازك پيزوالكتريك بر روي ترانزيستور ماسفت

در مقاله پيش رو يك سنسور هيدروفون در ابعاد ميكرومتر با حساسيت بالا معرفي، طراحي و مدل سازي شده است. ساختار پيشنهادي با استفاده تكنولوژي مرسوم MEMS به طور كامل قابل پياده سازي است. ساختار مكانيكي اين سنسور از دو بازو در ابعاد ميكرومتر بهره مي‌گيرد كه يك صفحه را معلق نگه مي‌دارند. در طول هر يك از بازو‌ها با ايجاد ناخالصي بر روي سيليكون ترانزيستور ماسفت جا‌سازي شده است كه بر روي گيت آنها لايه بسيار نازك از ماده پيزوالكتريك PZT-5A قرار داده شده است. استرس ناشي از موج آكوستيكي برخوردي باعث ايجاد بارهاي سطحي بر روي لبه لايه پيزوالكتريك شده و به گيت ترانزيستورمنتقل مي‌شود. اين بارها به صورت مستقيم باعث تغيير مقاومت كانال ترانزينسور شده و در نهايت تغييرات جريان الكتريك توسط مبدل الكترونيكي به تغييرات ولتاژ الكتريكي تبديل مي‌شود. طبق نتايج شبيه سازي به دست آمده حساسيت مبدل پيشنهادي 160dB- درفركانس‌هاي بسيار پايين‌تر از رزونانس است.