超声功率放大器在MEMS超声测试中的应用

　　MEMS（微机电系统）技术的不断发展，目前已经广泛应用在生物、航空、医学、航天等多领域。MEMS传感器即微机电系统（Micro-electroMechanicalSystems），是指精密机械系统和微电子电路技术结合发展出来的一项工程技术，它的尺寸一般在微米量级。

　　图：MEMS微机电系统示意图

　　MEMS传感器想要成功主要看封装技术，包括SIP（系统级封装）、WLP（晶圆级封装）、三维硅穿孔（TSV）等技术，采用三维堆叠技术，能够把微型化后的传感器机械部件和其他微电子组件集成，依据不同的应用来选择不同的封装形式。

　　对于大部分的MEMS传感器来说，想让它正常使用和发挥功效，就要通过内部可动微结构在适当范围内进行变形和位移来实现，所以对MEMS进行模态测试就要让其振动，也就是需要进行激励。

　　对于MESM模态测试的激励方法包括磁激励、热激励、静电激励、压电激励、声激励以及基于压电陶瓷的底座激励。

　　对于MEMS的多种激励方法，选择合适的激励装置是非常重要的。安泰超声功率放大器最大输出电压10kV，最大输出电流64Ap，最大输出功率10kW，电压增益数控可调，能够满足不同的激励指标需求。

　　超声功率放大器在MEMS超声测试的工作原理：

　　高频MEMS核心器件主要是压电控制器件，利用其压电效应和逆压电效应来实现机械能和电能的转换，通过压电控制器件在高频电信号激励下产生高频振动，从而激发出超声波，使用压电控制器件接收超声波转化成电信号，实现超声信号的转化。

　　高频MEMS一般是激振荡式驱动，通过方波或者脉冲振动器激励，由于高频MEMS需要1MHz以上的电流以及30Vp-p的电压，而信号发生器的输出电压较低，带负载能力较弱，所以需要搭配超声功率放大器来进行实验测试。

 

　　图：ATA-2041高压放大器指标参数

　　超声功率放大器还可以利用高电压、高带宽等指标来驱动各种高频MEMS器件，多种功率和激励波形都可以根据应用需要来进行针对性的定制。此外，超声功率放大器广泛应用在细胞微粒分选，电场粒子偏转，无线电能传输等研究领域，满足更多更复杂的测试需求。