為了評估 MEMS 硅芯片的質量和性能，客戶必須依賴規格，至少在他們可以自己測試部件之前是這樣。 本文將討論與這些壓力傳感器芯片相關的最常見規格。

關于 MEMS 芯片，首先要了解的是，當它們暴露在壓力或溫度下時，它們會產生相應的輸出（以毫伏為單位），前提是已提供輸入電壓或激勵電壓。 MEMS 芯片的毫伏輸出實質上是壓力值。 因此，在各種條件下測試芯片時，要在任何 MEMS 芯片中尋找的一般特性是穩定且可重復的輸出。

本文討論了用于表征不同工作條件下壓力傳感器芯片性能的常用規范。

我們將討論的第一組規格通常用于表征 MEMS 芯片在室溫 (25 °C）.

電橋電阻（或阻抗）： 這表示跨電橋測量的電阻（根據歐姆定律，電壓除以電流）。 由于我們的 惠斯通電橋 設計以及我們的 Sentium? 和 MeritUltra? 工藝，我們所有芯片上的輸入電阻（+E 到 -E）和輸出電阻（+O 到 -O）是相同的。

偏移（或零壓輸出電壓）：這表示在零壓力下，零輸出與 MEMS 芯片的實際輸出之間的差異。 在絕對沒有偏移的情況下，在零壓力下，輸出將為 0 mV/V。 但是，如果偏移量為 ±10 mV/V，則 5 伏激發電壓的差異可能為 ±50 mV。 請參閱下面的傳遞函數圖像。

靈敏度（或跨度）： 通常，靈敏度和跨度是同義詞。 這兩個術語用于表示 MEMS 芯片對施加的壓力和電源電壓的電輸出或響應。 它通常由圖表上一條線的斜率表示，輸出在一個軸上，壓力（對于給定的電源電壓）在另一個軸上。 請參閱下面的傳遞函數圖像。 靈敏度通常以每 psi 微伏每伏 (μV/V/psi) 表示。

非線性（或線性）：這顯示了輸出的線性/非線性程度。 理想的輸出是完美的線性。 例如，在恒定的 5 伏電源下，壓力每增加一磅每平方英寸，以毫伏為單位的輸出將線性增加，如上圖傳遞函數的圖像所示。 壓力非線性的計算方法是在壓力范圍的中點測量兩個差值之一：一個是實際輸出與最佳擬合直線 (BFSL) 之間的一個，另一個是實際輸出與最佳擬合直線 (BFSL) 之間的一個。連接實際輸出的兩個端點的不可見線。 這條線稱為終點線或終點線。 請參考下圖。 此圖像中顯示的實際輸出已被夸大以供說明。 無論壓力非線性是基于 BFSL 還是終點線，它都表示為滿量程輸出 (FSO) 的百分比。

壓力滯后：這顯示了在零壓力下輸出的增量或差異，然后達到滿量程壓力并返回到零壓力。 沒有壓力滯后是理想的，這意味著每次壓力返回零時輸出都將完全相同。 該規范將為您提供模具可重復性的一個指標。 壓力滯后表示為滿量程輸出 (FSO) 的百分比。

接下來的三個規格表明 零件在指定溫度范圍內的行為方式. 在 Merit Sensor，所有 MEMS 芯片都在 -40 至 150 °C 的溫度范圍內進行測試。 這三個規格是一階效應。

偏移溫度系數 (TCO)：這也稱為零壓力溫度系數 (TCZ)。 這表明零壓力下的偏移量隨溫度變化而變化。

電阻溫度系數 (TCR): 這說明 電阻如何變化 在零壓力下隨溫度變化。 電橋電阻確實會隨溫度發生顯著變化。

靈敏度溫度系數 (TCS)：這也稱為跨度溫度系數。 它表示隨著溫度變化的滿量程輸出偏差。 隨著溫度升高，靈敏度降低。 因此，在室溫下，您可能會獲得 100 mV 的輸出，但在 150 °C 時，輸出將降至 75 mV 左右。

好消息是上面列出的所有錯誤都是可重復且一致的，這意味著它們對補償反應良好。 除了制造 MEMS 芯片，Merit Sensor 還制造 壓力傳感器包 并在各種溫度范圍內進行校準。

但是，以下兩個規范涉及 無法補償的誤差：熱滯后和長期漂移. 因此，如果您要決定購買哪種 MEMS 芯片，您將需要找到一家生產在這兩個領域具有良好規格的零件的供應商。 我們 Merit Sensor 知道，我們的客戶不希望他們的包含我們 MEMS 芯片的部件在客戶的應用中出現故障； 因此，我們以生產具有出色熱滯值和長期穩定性的 MEMS 芯片而自豪。

熱滯回：這通常是在零壓力下進行的，它顯示了當溫度在室溫下然后升高到 150 °C 然后回到室溫，然后降低到 -40 °C 然后再次回到室溫時的輸出差異等等。 該測試表征了芯片在多次熱循環中的可重復性。 每次溫度恢復到給定值時都獲得相同的輸出是理想的。

長期穩定性（或長期漂移）：該規格表明芯片輸出將保持多穩定，或者換句話說，偏移量隨時間和持續溫度漂移的程度有多小。 例如，我們已經在 150 °C 下對零件進行了 300 小時的測試。

需要注意的一件事是宣傳 MEMS 芯片的數據表，其精度為 ±0.25 %。 關鍵在于：準確度是指 僅由 室溫下非線性； 它沒有考慮已經討論過的其他錯誤。 希望本文能幫助您更好地了解 MEMS 硅芯片的不同性能特征以及用于量化芯片性能的規范。

審核編輯：郭婷