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고감지전압 및 가지전극을 이용한 고정도 정전용량형 미소가속도계의 전기적 잡음 감소 및 자율 균형력 발생에 의한 강성 증가
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  • 고감지전압 및 가지전극을 이용한 고정도 정전용량형 미소가속도계의 전기적 잡음 감소 및 자율 균형력 발생에 의한 강성 증가
저자명
한기호,조영호,Han. Gi-Ho,Jo. Yeong-Ho
간행물명
전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. C/ C, 전기물성·응용부문
권/호정보
2002년|51권 4호|pp.169-174 (6 pages)
발행정보
대한전기학회
파일정보
정기간행물|
PDF텍스트
주제분야
기타
이 논문은 한국과학기술정보연구원과 논문 연계를 통해 무료로 제공되는 원문입니다.
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기타언어초록

This paper presents a high-resolution capactive microaccelerometer using branched finger electrodes with high-amplitude sense voltage. From the fabricated microacceleromcter, the total noise is obtained as 9 $mu extrm{g}$/√Hz at the sense voltage of 16.5V, while the conventional microaccelerometers have shown the noire level of 25~800 $mu extrm{g}$/√Hz. We reduce the mechanical noise level of the microaccelerometer by increasing the proof-class based on deep RIE process of an SOI wafer. We reduce the electrical noise level by increasing the amplitude of AC sense voltage. The nonlinearity problem caused by the high-amplitude sense volage has been solved by a new electrode design of branched finger type, resulting in self force-balancing effects for the enhanced linearity and bandwidth. The fabricated microaccelerometer shows the electrical noise of 2.4 $mu extrm{g}$/√Hz at the sense voltage of 16.5V, which is an order of magnitude reduction of the electrical noise of 24.3 $mu extrm{g}$/√Hz measured at 0.9V. For the sense voltage higher than 2V, the electrical noise of the microaccelerometer is lower than the voltage-independent mechanical noise of 11 $mu extrm{g}$/√Hz. Total noise, composed of the electrical noise and the mechanical noire, has been measured as 9 $mu extrm{g}$/√Hz at the sense voltage of 16.5V, which is 31% of the total noise of 28.6 $mu extrm{g}$/√Hz at the sense voltage 0.9V. The self force-balancing effect in the blanched finger electrodes increases the stiffness of the microaccelerometer from 1.1N/m to 1.61N/m as the sense voltage increases from 0V to 17.8V, thereby generating additional stiffness at the rate of 0.0016$pm$0.0008 N/m/V$^2$.