專利名稱：厚膜集成阻抗變換功能模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓電加速度計(jì)的阻抗變換器，特別涉及厚膜集成阻抗變換器的壓電式加速度傳感器。
壓電加速度計(jì)是利用壓電陶瓷、晶體材料的壓電效應(yīng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。當(dāng)壓電加速度計(jì)受到振動作用時(shí)，其輸出電壓的大小與所受的振動加速度成正比。目前常用的壓電加速度計(jì)為集成式壓電加速度計(jì)，它在傳感器內(nèi)裝有用以將高阻抗輸出變?yōu)榈妥杩馆敵龅淖杩棺儞Q電路，有利于簡化測量系統(tǒng)，不需要配專用的電荷放大器，可以直接輸出電壓信號，并且有利于改善分辨率和提高信噪比，具有體積小、重量輕、輸出信號大、固有頻率高、低頻響應(yīng)好、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)?，F(xiàn)有的集成式壓電加速度計(jì)中的高阻抗轉(zhuǎn)換為低阻抗輸出的阻抗變換電路采用薄膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)電路集成，工藝復(fù)雜、成本高。
本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制作工藝簡便，并采用二線制電路結(jié)構(gòu)的厚膜集成阻抗變換功能模塊。
本實(shí)用新型可由晶體管、電阻、輸入端、輸出端和基片組成，其特點(diǎn)是晶體管采用一個場效應(yīng)晶體管和一個雙極型晶體管構(gòu)成，場效應(yīng)管的柵極G作為輸入端，并通過電阻RG接地，漏極D與雙極型晶體管的基極b相連接，并通過RD與輸出端連接，源極S通過源極電阻RS接地，雙極型晶體管的集電極c作為輸出端，發(fā)射極e通過電阻RG接地，輸出端既與電源連接又作為信號輸出線。場效應(yīng)管的輸入電阻很高，而雙極型晶體管的輸出電阻很小，從而實(shí)現(xiàn)阻抗變換及信號放大。由于輸出端既與電源連接又作為信號輸出，因而實(shí)現(xiàn)電路的二線制結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用厚膜工藝制作，因而工藝簡便、成本低，可以在6×6(mm)2陶瓷基片上實(shí)現(xiàn)電路的功能，由于電路本身的增益可達(dá)到3～16，故具有靈敏度高的特點(diǎn)。電路供電和信號輸出均在一根導(dǎo)線上完成，可在較大的工作電壓范圍(如直流12～20v)內(nèi)保持輸出幅度基本不變，具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、噪聲小和動態(tài)響應(yīng)大等特點(diǎn)，便于在各種壓電晶體、壓電陶瓷加速度傳感器中應(yīng)用。


圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為版面結(jié)構(gòu)實(shí)施方案示意圖。
本實(shí)用新型可按附圖所示的方案實(shí)現(xiàn)。圖1中的場效應(yīng)晶體管T1可采用N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，雙極型晶體管T2可采用低噪聲NPN晶體管，電阻RG、RD、RS和Re為厚膜電阻。為了得到良好的低頻響應(yīng)，電阻RG應(yīng)在500MΩ以上，為了減小體積，電阻RG可采用玻璃釉材料制成，其阻值可達(dá)1000MΩ以上，且性能穩(wěn)定。圖2為實(shí)施例的版面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中G、D、S為場效應(yīng)管T1的三個電極，b、e、c為雙極型晶體管T2的三個電極，制作工藝根據(jù)溫度高低先后加工制成，在陶瓷基片上印刷制作金屬導(dǎo)帶T作為連線，電阻Re、RD、RS和玻璃釉高阻(RG)采用印刷電阻，陶瓷基片背面導(dǎo)帶用銀漿與正面接地點(diǎn)相連接，然后采用貼片工藝裝配管芯，最后用壓焊、封裝工藝完成制作過程。模塊的陶瓷基片背面的導(dǎo)帶為接地線，陶瓷基片正面的一個引出端為輸入端In，另一個引出端為輸出端out并作為電源VD的連接線。
權(quán)利要求1.一種厚膜集成阻抗變換功能模塊，由晶體管、電阻、輸入端、輸出端和基片組成，其特征在于晶體管由一個場效應(yīng)晶體管和一個雙極型晶體管構(gòu)成，場效應(yīng)管的柵極G作為輸入端并通過電阻RG接地，漏極D與雙極型晶體管的基極b相連接，源極S通過源極電阻RS接地，雙極型晶體管的集電極c作為輸出端，發(fā)射極e通過電阻RG接地，輸出端既與電源連接又作為信號輸出線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚膜集成阻抗變換功能模塊，其特征在于場效應(yīng)晶體管T1采用N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，雙極型晶體管T2采用低噪聲NPN晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚膜集成阻抗變換功能模塊，其特征在于電阻RG采用玻璃釉材料制成，阻值為1000MΩ以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的厚膜集成阻抗變換功能模塊，其特征在于連接線采用在陶瓷基片上印刷制作的金屬導(dǎo)帶，電阻RG、RD、RS和玻璃釉高阻RG為印刷電阻，陶瓷基片背面導(dǎo)帶用銀漿與正面接地點(diǎn)連接，管芯用貼片工藝裝配，背面導(dǎo)帶為接地線，正面的一個引出端為輸入端In，另一個引出端為輸出端out并作為電源VD的連接線。
專利摘要厚膜集成阻抗變換功能模塊由晶體管、電阻、輸入端、輸出端和基片組成,晶體管由結(jié)型場效應(yīng)管和低噪聲雙極型晶體管構(gòu)成,場效應(yīng)管的柵極作為輸入端并通過電阻R
文檔編號G01P15/09GK2275248SQ9622387
公開日1998年2月25日 申請日期1996年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月17日
發(fā)明者曹康敏, 高偉 申請人:東南大學(xué)