PHEMT微器件力電耦合特性的測試研究.pdf

1、目前，場效應晶體管的力電耦合特性及以此為敏感單元的微納機械傳感器的相關研究已經(jīng)引起國際上研究人員的關注。但作為力電傳感器的敏感單元大多還是選用MOSFET。高電子遷移率晶體管(HEMT)作為場效應晶體管中的一種，以其高頻、高速、低噪聲、大功率等優(yōu)勢，已開始在通信等領域廣泛應用，作為敏感單元則多用來制作氣體傳感器及射頻功率傳感器。將HEMT結構用于加速度計的研究并不多見。考慮到贗配型高電子遷移率晶體管(PHEMT)器件具有更高的電子遷移率

2、，所以本文中所設計的加速度計以GaAs基PHEMT做為敏感單元，并在對GaAs基PHEMT的結構及力電耦合特性的研究的基礎上，主要對GaAs基PHEMT力學敏感結構的測試方法進行了系統(tǒng)的研究。 本文首先對GaAs基PHEMT微結構的I-V的特性、轉移特性，及其主要的電學特征進行測試，測試結果很好的驗證了我們所設計贗配型高電子遷移率晶體管的結構合理，并為力學敏感驗證結構的匹配測試電路的設計提供了數(shù)據(jù)基礎。另外，根據(jù)GaAs基PHE

3、MT的力電耦合原理，設計出合理信號測試電路，并將其與相應實驗設備相結合，設計出合理的試驗方案，對GaAs基PHEMT微結構的物理特性、機電特性進行測試。主要包括：對GaAs基PHEMT微結構的溫度特性進行測試與分析，發(fā)現(xiàn)其在相同漏壓與柵壓下，漏源電流值隨溫度的升高而降低：針對GaAs基PHEMT微結構不同工作區(qū)域進行了力敏特性的分析，并測試計算漏壓、柵壓與隨外力變化的電信號量的關系，最終得到GaAs基PHEMT微結構在飽和區(qū)內具有最明顯

4、的力電變化；通過對加速度計進行振動臺標定，得到了GaAs基PHEMT微加速度計的靈敏度，為0.137mV/g；通過頻響試驗，得到加速度計信號響應理想的頻率段；通過三維轉臺靜態(tài)測試及計算，得到了GaAs基PHEMT微加速度計的等效壓阻系數(shù)，其值為0.72234649×10-9pa-1。 測試結構表明，所設計加速度計結構合理，具有良好的線性度，在低頻范圍內，靈敏度相對穩(wěn)定。這就有效驗證了GaAs基PHEMT微結構作為力敏傳感器的敏感