[发明专利]CMUTs谐振式生化传感器的低电压阻抗匹配方法及匹配网络

权利要求书

1.CMUT_S谐振式生化传感器的低电压阻抗匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、设计CMUTs的等效电路网络；

步骤2、根据步骤1得到的CMUTs的等效电路网络设计LC调谐网络，LC调谐网络包括电感L₁和调谐电容C₁，并确定LC调谐网络中电感L₁的电感值和调谐电容C₁电容值；

步骤3、将LC调谐网络连接在CMUTs的输入端；

步骤1中的具体过程为：将CMUTs薄膜损失等效为电阻R，将CMUTs薄膜质量等效为电感L，将CMUTs薄膜刚度等效为电容C，将CMUTs物理结构电容等效为电容C₀，然后计算电阻R，电感L，电容C和电容C₀的参数；

CMUTs的等效电路网络包括电阻R、电感L、电容C和电容C₀，所述电阻R、电感L以及电容C依次串联形成RLC串联网络，电容C₀并联在RLC串联网络两端；

步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、根据CMUTs等效电路电阻和CMUTs等效电路并联谐振频率，计算调谐电感L₁的电感值和调谐电容C₁电容值，作为初始条件；

步骤2.2、利用史密斯圆图，结合CMUTs等效电路的电抗和CMUTs等效电路并联谐振频率，调整调谐电感L₁的电感值和调谐电容C₁电容值，使电抗CMUTs等效电路和LC调谐网络整体的电抗为0，电阻为50Ω±5Ω；记录此时的电感L₁的电感值和调谐电容C₁电容值分别作为LC调谐网络中电感L电感值和调谐电容C电容值。

2.根据权利要求1所述的CMUT_S谐振式生化传感器的低电压阻抗匹配方法，其特征在于，步骤2.2中，取使得电抗CMUTs等效电路和LC调谐网络整体的电抗为0，电阻为50Ω时的电感L₁的电感值和调谐电容C₁电容值作为LC调谐网络中电感L的电感值和调谐电容C电容值。

3.一种低电压CMUTs谐振阻抗匹配网络，其特征在于，包括CMUTs谐振式生化传感器和连接在CMUTs谐振式生化传感器输入端的LC调谐网络，所述LC调谐网络包括电感L₁和调谐电容C₁，所述电感L₁的电感值和调谐电容C₁的电容值利用权利要求1或2中的步骤2计算得到；所述电感L₁的第一端和电源连接，第二端和调谐电容C₁的第一端连接，所述调谐电容C₁的第一端接地。

4.根据权利要求3所述的一种低电压CMUTs谐振阻抗匹配网络，其特征在于，电感L1采用贴片电感。

5.根据权利要求3所述的一种低电压CMUTs谐振阻抗匹配网络，其特征在于，电容C1采用多层陶瓷电容。