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第一章　MEMS概论 1

1.1　MEMS的定义 1

1.2　MEMS的基础理论 1

1.2.1　微机械常用材料 1

1.2.2　微机械的固体力学问题 4

1.2.3　微机械的工作原理 6

1.2.4　微构造特性 6

1.3　MEMS的制造技术 8

1.3.1　微电子加工工艺 8

1.3.2　精密加工 9

1.3.3　特种加工 9

1.4　MEMS技术的应用 10

1.4.1　MEMS传感器的应用 10

1.4.2　射频MEMS器件的应用 11

1.4.3　生物MEMS的应用 12

1.4.4　光学MEMS的应用 13

1.5　MEMS的发展前景 14

习题 15

参考文献 15

第二章　机械微传感器的应用 17

2.1　位移微传感器 17

2.1.1　基本概念 17

2.1.2　电容和电感式位移微传感器 17

2.1.3　光学位移微传感器 17

2.1.4　超声波位移微传感器 18

2.2　速度和流速微传感器 19

2.2.1　基本概念 19

2.2.2　热电式流速微传感器 19

2.2.3　电容式流量微传感器 21

2.2.4　压阻式流量微传感器 22

2.2.5　共振桥式流量微传感器 23

2.3　微型加速度计 24

2.3.1　基本概念 24

2.3.2　压阻式微加速度计 26

2.3.3　压电式微加速度传感器 28

2.4　力、压强和应变微传感器 30

2.4.1　基本概念 30

2.4.2　力微传感器 31

2.4.3　应力敏感的电子器件 31

2.4.4　硅微压强传感器 32

2.4.5　电阻式应变微传感器 33

2.5　质量微传感器 34

2.5.1　基本概念 34

2.5.2　压电式质量微传感器 34

2.5.3　表面声波谐振传感器 35

习题 35

参考文献 35

第三章　热微传感器的应用 37

3.1　热机械传感器 37

3.2　热敏电阻 40

3.2.1　热阻效应 40

3.2.2　金属热敏电阻 40

3.2.3　半导体热敏电阻 43

3.3　热二极管 46

3.3.1　基本原理 46

3.3.2　集成的热二极管 48

3.4　热晶体管 49

3.4.1　基本原理 49

3.4.2　集成的热晶体管 49

3.5　热电偶 50

3.6　其他电测量热微传感器 54

3.6.1　热开关 54

3.6.2　微热量计 54

3.7　其他非电测量热微传感器 54

3.7.1　温度计 54

3.7.2　温度指示器和光纤传感器 55

3.7.3　表面声波温度微传感器 56

习题 57

参考文献 57

第四章　磁微传感器的应用 59

4.1　霍尔效应器件 60

4.1.1　霍尔效应 60

4.1.2　霍尔器件的工作原理 61

4.1.3　半导体中的霍尔效应 63

4.1.4　霍尔传感器 63

4.2　磁阻效应器件 73

4.2.1　磁阻效应 73

4.2.2　磁阻器件 76

4.2.3　磁阻传感器的应用举例 78

4.3　磁敏二极管和磁敏三极管 80

4.3.1　磁敏二极管 80

4.3.2　磁敏三极管 84

4.4　磁通门微磁强计 88

4.4.1　磁通门微磁强计的结构 88

4.4.2　磁通门微磁强计的原理 89

4.4.3　磁通门微磁强计的应用 89

4.5　隧道效应磁强计 90

4.5.1　隧道效应磁强计的结构 90

4.5.2　隧道效应磁强计的原理 91

4.5.3　隧道效应磁强计的性能参数 91

4.6　超导量子干涉磁强计 92

4.6.1　约瑟夫森效应 92

4.6.2　磁场对直流约瑟夫森效应的影响 93

4.6.3　SQU1D器件 94

习题 95

参考文献 95

第五章　光学微传感器与辐射微传感器应用 97

5.1　光学微传感器 97

5.1.1　光学微传感器的主要性能参数 99

5.1.2　直接型光学传感器 100

5.1.3　光敏电阻传感器 103

5.1.4　间接光学微传感器 113

5.2　辐射微传感器 114

5.2.1　辐射粒子 114

5.2.2　光谱 115

5.2.3　核辐射传感器 117

习题 120

参考文献 120

第六章　化学微传感器与生物微传感器的应用 121

6.1　化学微传感器 121

6.1.1　离子敏传感器 121

6.1.2　气敏传感器 127

6.1.3　湿敏传感器 131

6.2　生物微传感器 132

6.2.1　酶传感器 133

6.2.2　微生物传感器 134

6.2.3　组织传感器 136

6.2.4　细胞传感器 137

6.2.5　免疫传感器 138

6.2.6　基因芯片 140

习题 141

参考文献 141

第七章　声波微传感器的应用 143

7.1　声波微传感器概述 143

7.1.1　声波技术和压电效应 143

7.1.2　声波的传播 144

7.1.3　声波的探测 147

7.2　体声波微传感器 149

7.2.1　TSM谐振器 149

7.2.2　SH-APM传感器 150

7.3　表面声波微传感器 151

7.3.1　表面声波的类型 151

7.3.2　表面声波的激发 152

7.3.3　基本的SAW器件 154

7.3.4　SAW传感器的测量原理 154

习题 156

参考文献 156

第八章　微纳传感器应用实例 158

8.1　基于手势识别的多功能电子钥匙 158

8.1.1　项目介绍 158

8.1.2　项目原理 158

8.1.3　项目设计方案 159

8.2　基于地磁传感器的数字指南针 161

8.2.1　项目介绍 161

8.2.2　项目原理 161

8.2.3　项目设计方案 162

8.2.4　项目优点 165

8.3　新型宠物伴侣 165

8.3.1　项目背景 165

8.3.2　设计方案 165

8.3.3　系统设计 167

8.3.4　软件方案 169

8.3.5　系统测试 172

8.3.6　巿场前景展望 173

8.4　电子便携导盲棒 173

8.4.1　项目介绍 173

8.4.2　项目原理 174

8.4.3　项目设计方案 174

8.4.4　市场展望 176

8.5　多功能水蒸发器 176

8.5.1　项目介绍 176

8.5.2　项目原理 176

8.5.3　项目设计方案 177

8.5.4　市场调查分析 178

习题 179

参考文献 179

附录A　美新产品 180

A.1　美新加速度传感器 180

A.2　美新磁传感器——MMC212xMG 182

A.3 美新流量传感器——MFC001 183

附录B　敏芯产品 186

B.1 敏芯微电子压力传感器——MSPA15A 186

B.2 敏芯微电子硅麦克风声学传感器——MSMAS42Z 187

附录C　微电子学常用词及缩略语 190