磁驱动或热磁混合驱动微型电场传感器

摘要

一种磁驱动或热磁混合驱动的微型电场传感器，采用洛仑兹力驱动或采用热应力与洛仑兹力共同驱动屏蔽电极，在水平方向上振动，使传感器重量轻、响应速度快、易于集成；其测量的电流信号采用差分方式输出。本发明的驱动结构紧凑，占用芯片面积很少，可提高正负感应电极的面积，由于基于电荷感应式的电场传感器检测电流信号与屏蔽电极的工作频率和感应电极面积的乘积成正比，磁驱动微型电场传感器驱动频率很高，感应电极面积大，对提高微型电场传感器的检测灵敏度极为有利；热磁混合驱动微型电场传感器在工艺上更简单，可用目前国际上若干代工厂的工艺条件进行加工，其驱动电压很小，驱动电流在毫安量级，能够采用标准的CMOS电路作为激励信号源。

主权项

1.一种热磁混合驱动的微型电场传感器，包括：基底、屏蔽电极、感应电极和支撑结构；其特征在于，还包括驱动电极、永磁铁和差分放大电路；其中，驱动电极有两极，两极固接于基底上表面，并串接于交流电路，两极间由一直梁相连，直梁悬空，其中点一侧通过一连杆与屏蔽电极的一端相连；直梁为驱动结构；屏蔽电极水平固接于支撑结构上，支撑结构由固定锚和微弹性梁组成，微弹性梁呈框状，固接于屏蔽电极四周缘，框状的微弹性梁上设有多个支脚，支脚伸向下方的端部与片状固定锚固接，固定锚固接于基底上表面；感应电极处于屏蔽电极正下方，由正感应电极和负感应电极组成，两组电极固接于基底上表面，相互不连接，且与屏蔽电极之间有一间隙；屏蔽电极接地，正感应电极与差分放大电路的正极相连，负感应电极与差分放大电路的负极相连；基底的下表面与永磁铁固接，使永磁铁的磁场垂直通过基底的平面；对驱动电极通交流电，以热应力与洛仑兹力共同驱动驱动结构做双向水平位移，带动屏蔽电极在水平方向上振动，以得到正、负感应电极上感应电荷形成的与外部电场强度成正比的交变电流信号，实现外电场的探测。