Ein CMOS-Stresskartierungssystem mit 24 FET-basierten Stresssensoren für intelligente kieferorthopädische Brackets
Konferenz: Mikrosystemtechnik 2013 - Von Bauelementen zu Systemen
14.10.2013 - 16.10.2013 in Aachen, Deutschland
Tagungsband: Mikrosystemtechnik 2013
Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF
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Autoren:
Kuhl, Matthias; Gieschke, Pascal; Paul, Oliver (1Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik - IMTEK, 79110 Freiburg, Deutschland)
Manoli, Yiannos (HSG-IMIT – Institut für Mikro- und Informationstechnik, 78052 Villingen-Schwenningen, Deutschland)
Inhalt:
Dieser Beitrag präsentiert ein CMOS-Stresskartierungssystem mit 24 integrierten Stresssensoren zur Messung von Scher- und Normalspannungen innerhalb der Chipebene. Es wird dabei über zwei Typen von CMOS-Sensoren und ei-nen „Differential Difference Amplifier“ (DDA) als gemeinsames Ausleseinterface berichtet. Bei einer Stromaufnahme von max. 209 myA pro Sensor und 290 myA für den Readout, kann das System mechanische Belastungen von bis zu 11 kPa auflösen. Durch sorgfältiges Layout des DDAs kann ein eingangsbezogener Offset von lediglich 50 myV erreicht werden. Sensoren und Ausleseschaltung wurden in einem 0.35-µm-CMOS-Prozess gefertigt. Die Systemgröße von 2?2.5 mm2 ermöglicht die Entwicklung sogenannter „Smart Brackets“, die bei einer kieferorthopädischen Behandlung objektive Daten über die auf einen Zahn aufgebrachten Kräfte und Drehmomente zur Verfügung stellen werden.