CC BY
52
Секция конструирования электронной аппаратуры
Разработанная методика проектирования предложенного интегрального микронасоса содержит следующие этапы:
1. Задаются высота рабочей области микронасоса ^б; толщина Иа и диаметр ^ пьезоэлектрического актюатора; напряжение, прилагаемое к пьезоэлектрическому актюатору иа; давление Ра, которое необходимо создать в рабочей области; толщина первого жертвенного слоя Ьохъ углы травления жертвенных 8 и структурных ф сл оев; толщина структурного слоя клапана И^.
2. Определяется толщина подвижной мембраны ^.
3. Определяется высота ^ и длина 1^ входного и выходного клапанов.
4. Определяется ширина поверхности входного и выходного клапанов ^га.
5. Определяется площадь поверхности входного и выходного клапанов ^.
6. Определяется угол поворота входного и выходного клапанов при включении актюатора уш.
7. Определяется перемещение Хщ,, совершаемое входным и выходным клапанами при включении актюатора.
8. Определяется угол поворота входного клапана при выключении актюатора
У’вх.кд.
9. Определяется перемещение х’вхкл, совершаемое входным клапаном при
.
10. Определяется угол поворота выходного клапана при выключении актюатора у’вых.кл.
11. Определяется перемещение х’ВЬ1ХКЛ, совершаемое выходным клапаном при
.
12. Если полученные значения параметров , х^, у’вх.кл, х’вх.кл, у^1ХКЛ, х’ВЬ1ХКЛ не удовлетворяют техническому заданию, то переход к п. 1.
Моделирование характеристик интегральных микронасосов, спроектированных по предложенной методике, показывают приемлемое соответствие заданным .
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования РФ (грант Т00-2.2-220 в рамках конкурса по фундаментальным исследованиям, раздел «Электроника и радиотехника»).
УДК 623.3.049.77.001.2
Е.Б. Механцев, А.В. Фомичев, А.В. Лещенко ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОНАСОСЫ
Микронасосы - одни из распространенных элементов микросистемной тех, , , -щимся междисциплинарным научно-техническим направлением, определяющим новую революцию в области систем, реализуемых на микроуровне [1].
Основное назначение микронасосов в системах - перекачка небольших и часто строго дозируемых количеств различных жидкостей, отличающихся своими свойствами. Это актуально, в первую очередь, при проведении количественного и качественного анализа в системах экологического мониторинга, в медицине, в микросистемах оборонного предназначения и т.д. В последнее время используются более экзотические конструкции, использующие магнитогидродинамические (МГД) и электрогидро динамические (ЭГД) эффекты. Основным их преимущест-
Известия ТРТУ
Специальный выпуск
вом по сравнению с традиционными (мембранные, шестеренчатые) является отсутствие трущихся и движущихся частей, что обуславливает их надежность и долговечность.
В [2] описан кремниевый микронасос, использующий ЭГД - эффект, в котором два полупроводниковых сетчатых электрода со сквозными отверстиями совмещаются друг с другом и разделяются изолирующим слоем.
Недостатком описанного устройства является сложность конструкции, в частности необходимость совмещения двух сетчатых электродов (тастин полупроводника) между собой. Кроме того, после сборки устройства и в процессе эксплуатации требуются специальные приспособления для фиксации пластин друг с другом.
Усовершенствованный интегральный микронасос представляет собой полупроводниковую пластину - первый электрод, на одну поверхность которой наносятся поочередно диэлектрическая пленка и металлический слой - второй электрод.
С другой поверхности пластины вначале ведется по определенным кристаллографическим плоскостям анизотропное травление V-образных канавок на всю ,
травление вначале диэлектрической пленки, а затем металлического слоя до получения сквозных отверстий, т.е. при травлении полупроводниковой пластины, диэлектрической пленки и металлического слоя используется самосовмещение.
Толщиной диэлектрической пленки определяется зазор между электродами, причем его уменьшение обеспечивает низкое рабочее напряжение для создания рабочего электрического поля в зазоре.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Климов ДМ., Васильев АЛ., Лучинин В.В., Мальцев ПЛ. Перспективы развития микро-системиой техники в XXI веке // М икросистемная техника. 1999. N1. С.3-11.
2. Рихтер А. Кремниевый микронасос - новое достижение микрообработки // Электроника (Electronics). 1990. №8 (837). С.7-8.
УДК 621.382 (088.8)
Е.Б. Механцев, Р.С. Кильметов МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ АНАЛОГОВЫЕ КЛЮЧИ
Многоканальные аналоговые переключатели и схемы управления ими являются одним из основных элементов в информационных системах мониторинга. Поскольку обычно их целесообразно максимально приблизить к датчикам, осуществляющим съем информации об исследуемом объекте, они оказываются в тех же условиях эксплуатации, что и объект, и к ним предъявляются достаточно жесткие требования как по воздействию окружающей среды, так и электрические. Проана-, -электронная реализация аналоговых ключей.
При выборе элементной базы интегральных схем указанного назначения следует ориентироваться на приборы, наиболее стойкие к воздействию окружающей среды. В настоящее время признано, что таковыми являются полевые транзисторы (ПТ) с p-n-переходом или барьером Шотки [1]. К тому же эти ПТ являются единственными активными элементами, которые удается реализовать на широкозонных полупроводниках (арсенид галлия, карбид кремния, алмаз), т.е. материалах, обеспечивающих высокую стойкость приборов. На таких ПТ могут быть реализованы
