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芯片德国科学家以SiGe芯片开发低成本气

2019-04-10 19:42:13来源:励志吧0次阅读

德国科学家以SiGe芯片开发低成本气体分析仪

作者:未知 来源:eettaiwan

微电子技术研究机构IHP-Leibniz Institute以及德国航太研究中心(DLR),合作开发了一种尺寸小巧、具成本效益的气体质谱分析(gas spectroscopy)感测系统,运作于245GHz频率;而该系统也是全球套以矽锗(SiGe)晶片制作发送与接收器的系统宿迁市防雨篷布直销价格

IHP-Leibniz表示,该机构开发了一种具成本效益的方法来制造所需的SiGe半导体元件──也就是整合了天线的发送器与接收器晶片,运作频率再238GHz~252GHz;由于那些元件是采用标准矽制程技术,可利用现有半导体设备,因此能降低生产成本,并为气体感测器建立一个迄今无法达成的低价格技术基础。

新研发的气体感测器具备庞大的应用潜力,包括用以侦测有毒气体,或是运用在半导体产业的化学制程控制;此外该类感测器也能应用在医疗保健领域,例如藉由分析病患所呼出的气体来协助侦测肺部疾病。

IHP-Leibniz开发小尺寸、低成本的气体质谱分析系统

毫米波吸收光谱(Millimeter absorption spectroscopy)技术是已经存在实验室的技术,应用在分子光谱学(molecular spectroscopy)与无线天文学(radio astronomy)领域,判定分子的浓度;传统上该技术所使用的RF发射源──萧特基二极体与下行频率乘法器(downstream frequency multipliers)──都非常昂贵且笨重,虽然近几年来也有一些商用毫米波频率乘法器可做为RF发射源,体积也很小巧、但价格仍相对较高。

近一个美国研究团队也开发出运作频率在210 ~ 270GHz的气体质谱分析系统,采用商用化的毫米波元件;不过这类系统的价格目前还是取决于高生产成本的毫米波元件。而理想化的解决方案是能利用以成熟的SiGe或CMOS制程生产的晶片,如此才能大幅降低系统成本。

IHP-Leibniz的研究人员所开发之SiGe接收器与发送器晶片原型,支援238~252GHz运作频率,范围虽然较窄,但研究人员强调这只是原型晶片,接下来将会有性能更提升的版本。该机构展示的系统利用一个光学试验台(optical bench)来承载发射与接收模组,有效天线增益是经由一个透镜来放大;进行气体质谱量测时,一个尺寸约0.6m的气体吸收单元(gas absorption cell)会被放置在发送器与接收器之间云南海鲜池专业设计定制

接收器的IF讯号会利用一般商用实验室量测技术,被纪录为发送频率的一个函数;研究人员在发送器与接收器都整合了本地振荡器陨石免费鉴定
,其频率藉由外部的PLL电路来稳定。两个PLL单元采用两个具有恒定偏移的参考频率,能在一次完整的扫描后为接收器建立一个恒定的中频频率,因此能根侦测到非常微小的振幅变化做为气体吸收分析结果。

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