MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）微機(jī)電系統(tǒng)是一種將微型機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子電路集成在同一芯片上的高科技技術(shù)，其尺寸通常在幾毫米甚至更小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)可達(dá)微米甚至納米量級(jí)。MEMS系統(tǒng)融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等多種技術(shù)，已成為現(xiàn)代科技中不可或缺的一部分。高壓功率放大器在其中的應(yīng)用研究如下：

圖：ATA-4315高壓功率放大器在高頻MEMS驅(qū)動(dòng)測(cè)試中的應(yīng)用

一、MEMS壓力傳感器系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)

MEMS壓力傳感器系統(tǒng)基于壓力傳感原理，利用微型膜片感受壓力變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。該系統(tǒng)主要由感壓膜片、電阻絲、上電極和基底等部分組成，其中感壓膜片和電阻絲為核心部件。當(dāng)壓力作用于感壓膜片時(shí)，膜片產(chǎn)生形變，改變電阻絲的阻值，輸出反映壓力變化的電信號(hào)。高壓功率放大器在此系統(tǒng)中起到信號(hào)放大的關(guān)鍵作用，ATA-4315高壓功率放大器，其帶寬為DC~3MHz，最大輸出電壓150Vp-p（±75Vp），功率105Wp，壓擺率≥1000V/μs，可程控，能夠精確調(diào)節(jié)輸出信號(hào)，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景下的壓力測(cè)量需求。

二、MEMS微流控系統(tǒng)

在精準(zhǔn)醫(yī)療的MEMS微流控研究中，高壓功率放大器發(fā)揮著重要作用。例如，安泰電子的ATA-4014C高壓功率放大器，最大輸出160Vp-p（±80Vp）電壓，功率452Wp，可驅(qū)動(dòng)高壓功率型負(fù)載，用于生物芯片、微流體系統(tǒng)等的精準(zhǔn)操控。其電壓增益數(shù)控可調(diào)，操作便捷，可與信號(hào)發(fā)生器配合實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大，滿足微流控系統(tǒng)對(duì)高精度信號(hào)控制的要求。

圖：高壓功率放大器在MEMS動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試中的應(yīng)用

三、MEMS光柵控制驅(qū)動(dòng)

MEMS光柵采用硅微加工工藝技術(shù)，在外力作用下使光柵的某些特征參數(shù)改變，從而實(shí)時(shí)調(diào)整工作性能，實(shí)現(xiàn)可編程應(yīng)用。西安安泰電子的ATA-4000系列高壓功率放大器，提供DC-3MHz的帶寬，最大輸出電壓310Vp-p（±155Vp），能夠適用于MEMS光柵等新型MEMS相關(guān)應(yīng)用的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)研發(fā)測(cè)試，其增益數(shù)控可調(diào)，具有過(guò)壓、過(guò)流、短路保護(hù)裝置，以及完善的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，為MEMS測(cè)試提供了穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)支持。

圖：高壓功率放大器在MEMS微結(jié)構(gòu)模態(tài)測(cè)試研究中的應(yīng)用

四、MEMS微結(jié)構(gòu)模態(tài)測(cè)試靜電激勵(lì)技術(shù)

在MEMS微結(jié)構(gòu)模態(tài)測(cè)試中，靜電激勵(lì)是一種常用的激勵(lì)方法。該方法利用高壓功率放大器在微懸臂梁等結(jié)構(gòu)上施加直流偏置電壓和交流正弦電壓，通過(guò)交變靜電力使微結(jié)構(gòu)振動(dòng)，進(jìn)而測(cè)試其動(dòng)態(tài)特性。高壓功率放大器需要具備高精度、寬頻帶和低噪聲等特性，以滿足微結(jié)構(gòu)模態(tài)測(cè)試的嚴(yán)格要求。安泰高壓功率放大器以其優(yōu)異性能，為MEMS微結(jié)構(gòu)模態(tài)測(cè)試提供了理想的驅(qū)動(dòng)解決方案，其增益數(shù)控可調(diào)，信號(hào)監(jiān)控口便于觀測(cè)波形變化，液晶顯示操作簡(jiǎn)單易懂，有助于提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。

圖：ATA-4000系列高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)

高壓功率放大器在MEMS微機(jī)電系統(tǒng)中具有廣泛而重要的應(yīng)用，它為MEMS系統(tǒng)提供了高精度的信號(hào)放大和驅(qū)動(dòng)能力，確保了MEMS器件的正常運(yùn)行和性能發(fā)揮。隨著MEMS技術(shù)的不斷發(fā)展，高壓功率放大器將繼續(xù)在MEMS領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用中扮演關(guān)鍵角色。

審核編輯 黃宇