عنوان مقاله :
بهبود حساسيت هيدروفن با استفاده از ترانزيستور گيت معلقِ داراي Proof Mass در فركانس‌هاي پايين
عنوان به زبان ديگر :
Sensitivity Improvement of Hydrophone Employing Suspended and Proof Mass Gate Transistor in Low Frequencies
پديد آورندگان :
نگهداري، روزبه دانشگاه صنعتي مالك اشتر - مجتمع دانشگاهي هوادريا , زارع احتشامي، محمد دانشگاه صنعتي مالك اشتر - مجتمع دانشگاهي هوادريا , شاهميرزايي، حسين دانشگاه صنعتي مالك اشتر - مجتمع دانشگاهي هوادريا , كازراني وحداني، محمدرضا دانشگاه صنعتي مالك اشتر - مجتمع دانشگاهي هوادريا
كليدواژه :
آكوستيك , سنسور , هيدروفن , ترانزيستور گيت معلق , ماسفت , سيستم‌هاي ميكروالكترومكانيكي
چكيده فارسي :
در اين پژوهش يك مبدل هيدروفن باند پهن فركانس پايين طراحي و شبيه‌سازي شده است. هسته‌ي اصلي اين ساختار را ترانزيستور ماسفت نوع n تشكيل مي‌دهد. امپدانس ورودي بالا و امپدانس خروجي پايين ماسفت‌ها مزيت عمده‌ي استفاده از اين ترانزيستور ها در مبدل‌ها است. گيت اين ترانزيستور به صورت معلق و به شكل صفحه مستطيل مسطح، كه داراي Proof mass مي‌باشد بالاي آن قرار گرفته است. اساس كار اين هيدروفن تغيير ظرفيت خازن ايجاد شده بين گيت و كانال ترانزيستور به دليل تاثير موج آكوستيكي بر سطح گيت است؛ كه به دنبال آن جريان و ولتاژ خروجي ترانزيستور تغيير مي‌كند. جريان بالاي ترانزيستورها از ديگر مزيت استفاده‌ي آنها است؛ چرا كه جريان خروجي بيشتر، حساسيت بالاتري را به دنبال دارد. در اين مقاله، ابتدا به معرفي ساختار و پارامترهاي آن پرداخته مي شود. پس از تحليل مدهاي گيت، پارامترهاي اساسي ساختار و تاثير آنها روي حساسيت ساختار بررسي مي شود. در آخر نيز پس از بررسي تغيير جنس گيت با مواد مختلف، حساسيت نهايي ساختار با حساسيت مراجع مقايسه ميگردد. حساسيت اين ساختار كه در بازه ي فركانسي Hz 10100-10 عملكرد خطي دارد، db 160- مي باشد كه نسبت به تحقيقات پيشين بهبود چشمگيري داشته است.
چكيده لاتين :
In this paper a new wideband hydrophone is designed and simulated for low frequencies. NMOS transistor is the main part of this structure. High input impedance and low output impedance are two major advantages of employing transistor in these transducers. Suspended rectangular beam with proof mass form the gate of NMOS. Basic performance of this hydrophone relies on variations of gate-source capacitor in response to effect of acoustic wave on beam which causes alternation of NMOS current. Another benefit of using transistors is their high current which contribute to higher sensitivity. This paper starts with introduction of the structure and its related parameters. Following that modal analysis is carried out and effects of parameters are investigated. At the end, different materials are used and their sensitivity are compared with previous works. The proposed hydrophone shows linear behavior in 10-10100 Hz frequency range, with high sensitivity of 160db that shows remarkable improvement compared with previous researches.
