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基于无源超高频射频识别标签的湿度传感器设计
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.4[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥290009, [2]华东交通大学电气与电子工程学院,南昌330013
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(批准号:50925727)、国防科技预研项目(批准号:C1120110004)、教育部科学技术研究重大项目基金(批准号:313018)和安徽省科技计划重点项目(批准号:1301022036)资助的课题.
中文摘要:

针对无源超高频射频识别传感器标签大规模运用的需求,采用中芯国际0.35μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺设计并制造了一种低成本、低功耗的湿度传感器.湿度传感器单元采用聚酰亚胺作为感湿材料,利用顶层金属层制作叉指结构电极,制造过程与标准CMOS制造工序兼容,无需任何后处理工艺.接口电路部分基于锁相环原理,采用全数字电容-数字直接转换结构,能够工作在接近工艺阈值电压下.后期测试结果显示,该湿度传感器在常温下灵敏度为36.5 fF%RH,最大回滞偏差为7%,响应时间为20 ms,0.6 V电源电压下消耗2.1μW功率.

英文摘要:

This paper presents a low-cost low-power humidity sensor for applications of ultra-high frequency radio frequency identification sensing tag. The humidity sensor element, based on standard SMIC 0.35 μm complementary metal-oxide-semiconductor technology, utilizes polyimide as sensing material and fabricates the interdigitated electrodes in top metal layer without any further post-processing. The humidity sensor interface, based on phase-locked loop theory, employs fully-digital architecture and achieves direct capacitance-to-digital conversion, which allows the supply voltage to be close to threshold voltage. The measurements at 25 ?C show that the proposed humidity sensor achieves a sensitivity of 36.5 fF%RH, maximum hysteresis error of 7%, response time of 20 ms, and 2.1 μW power dissipation at 0.6 V supply voltage.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876