This invention introduces a novel capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT) array employing an additional electrically-addressable conductive shield that isolates each array element individually, hence the novel array is coined as Faraday Caged CMUT array. The state of this conductive shield corresponding to each array element can be set as floating for reduced parasitic and cross-coupling capacitance or grounded for reduced electrical crosstalk. Perpetual, reliable operation in floating state without the risk of catastrophic dielectric electric field breakdown event is enabled by the self-discharging mechanism through diamond emitters featuring high field emission efficiency and acting as lightning rods in a cavity. The lightning rod structure features a movable diamond membrane, which deflects towards the diamond emitter due to electrostatic force (acting as a charge-controlled capacitive device) closing the gap to facilitate the safe intermittent discharging.
La présente invention concerne un nouveau réseau de transducteurs ultrasonores micro-usinés capacitifs (CMUT) employant un blindage conducteur électriquement adressable supplémentaire qui isole chaque élément de réseau individuellement, et par conséquent le nouveau réseau est matricé sous la forme d'un réseau CMUT en cage de Faraday. L'état de ce blindage conducteur correspondant à chaque élément de réseau peut être défini comme flottant en vue d'une capacité parasite et de couplage croisé réduite ou mis à la terre en vue d'une diaphonie électrique réduite. Un fonctionnement perpétuel et fiable dans un état flottant sans risque d'événement de claquage de champ électrique diélectrique catastrophique est permise par le mécanisme d'auto-décharge à travers des émetteurs de diamant présentant une efficacité d'émission de champ élevée et jouant le rôle de paratonnerres dans une cavité. La structure de paratonnerre comprend une membrane de diamant mobile, qui dévie vers l'émetteur de diamant en raison d'une force électrostatique (jouant le rôle de dispositif capacitif commandé en charge) fermant l'espace pour faciliter la décharge intermittente sûre.
ELECTRICAL CROSSTALK REDUCTION FOR A CAPACITIVE MICROMACHINED ULTRASONIC TRANSDUCER ARRAY
RÉDUCTION DE DIAPHONIE ÉLECTRIQUE POUR UN RÉSEAU DE TRANSDUCTEURS ULTRASONORES MICRO-USINÉS CAPACITIFS
2022-12-08
Patent
Electronic Resource
English
Detailed investigation of capacitive micromachined ultrasonic transducer design space
British Library Online Contents | 2012
|Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer Based Gas Sensor Modeling and Simulation
British Library Conference Proceedings | 2012
|Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers: Theory and Technology
Online Contents | 2003
|Piezoelectric micromachined ultrasonic transducer based on dome-shaped piezoelectric single layer
British Library Online Contents | 2010
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