惯性MEMS器件原理与实践 (德)沃克尔·肯普(Volker Kempe) 著;张新国 等 译 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

该书共分9个章节。其中6个章节（包括引言）用于讲述MEMS相关技术的理论基础。靠前章讲述了惯性MEMS中很重要的传感器-加速度计和陀螺仪的相关背景知识；第二章讲述了诸如弹性力和阻尼力等非惯性力的理论知识，这些在设计惯性MEMS传感器时很好重要；第三、四章描述了主要MEMS工艺的制作技术；第五章讲述MEMS封装技术；第六章讲述MEMS接口电路技术。前六章内容不仅适合惯性MEMS行业的技术人员，而且对其他想对MEMS有总体了解的人员也有很大的吸引力。第七、八章为核心内容，讲述惯性MEMS传感器-加速度计和陀螺仪

第1章绪论

1.1MEMS时期之前的概况

1.2应用与市场

1.3惯性MEMS器件的组成

参考文献

第2章换能器

2.1各向异性材料特性、张量和旋度

2.1.1应力、应变与压阻效应

2.1.2坐标系旋转

2.2压阻式换能器

2.2.1压电电阻器

2.2.2硅压阻式传感器

2.2.3多晶硅的压电电阻

2.3压电换能器

2.3.1压电效应

2.3.2压电方程

2.4电容式换能器

2.4.1静电力

2.4.2平行板式电容

2.4.3倾斜板式电容

2.4.4梳齿电容

2.4.5悬浮

参考文献

第3章非惯性力

3.1弹簧

3.1.1粱

3.1.2刚度矩阵

3.1.3梁的弯曲方程

3.1.4悬臂梁

3.1.5扭力弹簧

3.1.6应力集中

3.1.7支承

3.2阻尼力

3.2.1流体流动模型

3.2.2滑膜阻尼

3.2.3压模阻尼

3.2.4阻力

3.2.5自由分子流

3.2.6结构阻尼

参考文献

第4章MEMS工艺

4.1惯性MEMS器件微加工技术

4.1.1基础微电子工艺制造步骤

4.1.2刻蚀

4.1.3干法刻蚀

4.2晶圆键合

4.2.1零级封装和晶圆键合

4.2.2晶圆键合工艺

4.3工艺集成

4.3.1体工艺

4.3.2表面工艺

4.3.3SOIMEMS工艺

4.3.4CMOS—MEMS

参考文献

第5章一级封装

5.1一级封装壳体

5.2一级封装技术

5.2.1划片和裂片

5.2.2粘片

5.2.3电气连接

5.2.4包封

参考文献

第6章电路接口

6.1检测电路—组成模块

6.1.1MOS晶体管

6.1.2运算和跨导放大器

6.2传感器接口

6.2.1电阻式接口

6.2.2压电式接口

6.2.3容式接口

6.3数据转换器

6.3.1采样和保持

6.3.2幅值的单采样转换

6.3.3时域转换

参考文献

第7章加速度计

7.1测量对象

7.2弹簧—质量块系统

7.2.1传递函数

7.2.2加速度计非理想因素

7.2.3加速度计反馈控制

7.2.4非线性力矩器反馈控制

7.3谐振加速度计

7.3.1谐振梁

7.3.2谐振加速度计系统

7.4梁式加速度计

7.4.1梁动力学

7.4.2模型建立

7.5几种其他类型加速度计原理

7.5.1隧道加速度计

7.5.2对流和起泡式加速度计

7.6从单轴到六轴加速度计

7.6.1单轴加速度计

7.6.22D和3D加速度计

7.6.36D加速度计

参考文献

第8章陀螺仪

8.1基本理论

8.2陀螺运动学

8.2.1载体的转动及角速度

8.2.2非惯性系统中体的旋转

8.2.3角动量理论

8.2.4动量方程

8.2.5小角度近似

8.3陀螺的性能

8.4速率积分陀螺

8.4.1二自由度陀螺

8.4.2角度陀螺原理

8.4.3非理想模型

8.4.4角度陀螺中的非理想性

8.4.5陀螺控制

8.5角速率陀螺

8.5.1系统架构

8.5.2谐振检测

8.5.3非谐振检测

8.5.4噪声

8.5.5零角速率输出

8.5.6偏置稳定性

8.5.7加速度抑制及音叉

8.5.8驱动运动控制及弹性梁非线性

8.6陀螺结构

8.6.1模态解耦结构

8.6.2z轴陀螺

8.6.3面内敏感陀螺

8.6.4扭摆陀螺

8.7非平面式MEMS陀螺

8.7.1梁式陀螺

8.7.2石英音叉

8.7.3环式陀螺

8.7.4体声波陀螺

8.8多轴陀螺及6轴IMU设计思路

8.8.1单质量块多自由度惯性传感器

8.8.2双轴陀螺

8.8.3三轴陀螺

参考文献

第9章测试与标定

参考文献

结束语

参考文献

中英文对照表

沃尔·肯普，在院校和工业领域有着超过40年的研究与开发经验。他领导奥地利Mikro SYSTEMS公司的微电子工程部10余年。在2003年，作为Sensor Dynamics AG的联合创始人之一，担任该公司的副总裁。目前他致力于功能扩展、技术提升以及MEMS惯性传感器的应用等方面的工作。

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书籍介绍

《惯性MEMS器件原理与实践》从实践角度对基于MEMS惯性传感器的设计、制造以及测试进行系统全面的介绍，其广泛、严谨的内容能够指导读者分析应用需求以及将其转化为实用型的设计，以避免潜在的设计错误，节约设计时间。

通过阅读《惯性MEMS器件原理与实践》能很快掌握相关的基础知识，包括MEMS技术、封装、动力学、力学以及换能器技术等。另外，还可对不同实现方案及构建设计有一全面的了解，同时对测试和标校的关键也有总体的认识。

《惯性MEMS器件原理与实践》针对实现可用性传感器中实际遇到的问题，通过独到的视角对目前惯性MEMS领域进行介绍，是从事相关工作的专业工程师、主管以及应用工程师理想的专业资源，同时也为希望全面了解这个领域的学生提供参考。