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Conception et modélisation d'un capteur acoustique

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par Abdoun SLIMANI
Université des sciences et de la technologie d' Oran Algérie - Magister 2010
  

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2.3.4 Transducteur impulsion-écho

Le transducteur impulsion-écho utilise l'effet piézorésistif pour la détection de l'onde acoustique, et l'effet bimétallique8 pour la génération vu que l'effet piézorésistif est irréversible [6,64].

La figure 2.8 illustre une vue en coupe d'un dispositif contenant le transducteur impulsion-écho, ce dernier est formé d'une plaque composée de plusieurs couches issues du procédé de fabrication CMOS. La couche de nitrure de silicium (Si3N4) est mécaniquement la plus importante. La couche de polysilicium9 (SiO2) utilisée pour l'intégration des

8 Effet bimétallique : une simple structure formée de deux matériaux ayant des coefficients de dilatation différents exerce, sous un changement de température, un déplacement dans le sens perpendiculaire au plan de séparation de deux matériaux [6].

9 Le polysilicium ou le silicium polycristallin est un matériau déposé à basse pression et haute température. Cependant, il se distingue du
silicium par sa structure amorphe, puisque composé d'un agrégat de grains de silicium formant ainsi un matériau non cristallin [77].

composants nécessaires pour le fonctionnement du dispositif (résistances de chauffe, jauges piézorésistives et thermopiles). La résistance de chauffe en polysilicium est placée au centre de la membrane pour produire l'excitation thermomécanique de celle-ci. La membrane encastrée à son extrémité est déformée en flexion par le couplage thermoélectrique dans le régime de génération. En réception, la détection du mouvement de la plaque se fait par les jauges piézorésistifs intégrées dans la couche de polysilicium. On note aussi la présence de quatre thermopiles placées entre le sommet et le centre de la membrane permettant de mesurer la température moyenne au sein de la membrane.

Résistance de
chauffe

Thermopiles

Membrane
carrée

Jauges
piézorésistives

Fig. 2.8 - Vue en coupe d'un dispositif impulsion-écho [6]

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