电容式硅微加速度传感器是一种重要的惯性传感器,是惯性测量组合系统的基础元件之一,在生产生活和军事武器中有着广泛的应用。它与传统的加速度计相比具有重量轻,成本低,功耗小,体积小等诸多优点,因此成为人们研究的热点。而其检测电路的研制是关键技术之一。由于加工条件的限制,目前国内所研制出的微电容式加速度计主要是采用体硅加工工艺,所以无法把基于表面加工工艺的读取电路集成在一块芯片中。本论文针对国内目前体硅加工工艺研制出的微机电系统(MEMS)电容式加速度传感器进行了传感器的信号获取与处理集成电路的研究。可以采用厚薄膜加工工艺把传感器和此检测电路进行混合集成。它的设计思路也可用于表面微机械加工工艺制作的差分电容式传感器,实现单片集成。本论文主要完成了以下研究工作:①本论文围绕电容式加速度传感器的结构和工作原理进行了比较系统的研究,重点研究了硅微加速度传感器的结构和工作原理、电学、力学特性等。②对微加速度传感器信号获取与处理的检测电路进行了深入系统的研究。设计了一个以调制解调思想为核心的微小电容检测电路。分别采用XFAB公司提供的2微米BiCMOS工艺的晶体管模型参数及电子科技集团公司第二十四研究所提供的2微米BiCMOS工艺的晶体管模型参数,利用Candence软件对处理电路的各个单元和整体系统进行了模拟仿真。单元电路包括偏置电压源、偏置电流源、自检测电路、缓冲放大器、解调滤波电路、时钟产生电路、高频载波产生器。系统具有自测试功能,电路系统输出电压信号与加速度信号成正比关系。③对整个检测电路的各个单元电路及整体电路进行版图设计。完成了版图的布局布线,并利用PDK文件完成了DRC、ERC和LVS检查。对于对称性要求比较高的单元利用了多种匹配技术如共质心排版,虚拟器件,热对称分布等等。版图中的各个压焊点进行了静电保护设计。为了加强电路的可靠性增加了电路的冗余度设计。