طراحی هیدروفون حساسیت بالا با بهره گیری از لایه نازک پیزوالکتریک بر روی ترانزیستور ماسفت

در مقاله پیش رو یک سنسور هیدروفون در ابعاد میکرومتر با حساسیت بالا معرفی، طراحی و مدل سازی شده است. ساختار پیشنهادی با استفاده تکنولوژی مرسوم MEMS به طور کامل قابل پیاده سازی است. ساختار مکانیکی این سنسور از دو بازو در ابعاد میکرومتر بهره می گیرد که یک صفحه را معلق نگه می دارند. در طول هر یک از بازو ها با ایجاد ناخالصی بر روی سیلیکون ترانزیستور ماسفت جا سازی شده است که بر روی گیت آنها لایه بسیار نازک از ماده پیزوالکتریک PZT-5A قرار داده شده است. استرس ناشی از موج آکوستیکی برخوردی باعث ایجاد بارهای سطحی بر روی لبه لایه پیزوالکتریک شده و به گیت ترانزیستورمنتقل می شود. این بارها به صورت مستقیم باعث تغییر مقاومت کانال ترانزینسور شده و در نهایت تغییرات جریان الکتریک توسط مبدل الکترونیکی به تغییرات ولتاژ الکتریکی تبدیل می شود. طبق نتایج شبیه سازی به دست آمده حساسیت مبدل پیشنهادی dB 160- می باشد (در فرکانس های بسیار پایین تر از رزونانس).