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过去十年中,微系统工程的技术优势在发展速度和新应用数目方面,给人非常深刻的印象。微系统工程包括微机电系统(MEMS)及相关设备的设计、制造和封装。微系统在航天、汽车、生物技术、消费产品、防御、环境保护和安全、保健、制药,远程通信工业、数据测量等方面都有应用。本文基于MEMS技术,提出新型电容式SO2气体传感器设计及其外围基准电流源电路设计。传统气体传感器只能以简单一维扩散方式对气体进行响应,扩散机理是建立在表面效应基础上的。本文提出了一种新型电容式SO2气体传感器。该传感器敏感膜结构由离散的微型圆柱体单元三维式扩散模型组成,模型上表面和侧面同时接触被测气体,扩大了与被测气体的接触面积。根据气敏薄膜的扩散响应理论,基于MATLAB仿真软件,对传感器的响应时间作出分析,并与梳状电容式气体传感器特性相比较,说明新型传感器具有响应时间更短的优点。作为MEMS气体传感器的外围信号处理电路核心模块,基准电流源的低温度系数和高电源电压抑制比(PSRR)一直是电路设计的核心参数。本文提出了一种新型低温度系数和高PSRR基准电流源设计方案。利用Widlar核心电路产生正温度系数电流,三极管的基极-射极产生负温度系数电流,再由两者互相补偿,产生基准电流。在研究传统Widlar型基准电流源结构基础上,运用BJT小信号模型分析,得出传统Widlar型基准电流源稳定电压的反馈环路为反馈增益小于1的正反馈,通过在Widlar型基准电流源反馈环路中增加运算放大器以增加电路的PSRR,并改变反馈属性以稳定电路工作点。由于三极管的温度特性在高温和低温阶段特性曲线有较大波动,尤其是在高温阶段,基极-射极电压的温度特性出现明显的非线性。本文设计了自补偿二极管环路增加基准电流曲率补偿,即在低温阶段正温度系数电流与负温度系数电流直接耦合,补偿效果明显；高温阶段,由于基极-射极电流的迅速下降,导致补偿电流曲线下降迅速,自补偿二极管环路产生自补偿电流,实现高温阶段基准电流曲率补偿。该电路经由SMIC 0.35um BICMOS工艺仿真,电源电压3.3V时,PSRR为144.07dB,温度系数达到12.4 ppm/℃。