MEMS換能器（Transducer）可分為傳感器（Sensor）和致動(dòng)器（Actuator）兩類。其中傳感器會(huì)接受外界的傳遞的物理性輸入，通過感測(cè)器轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，再最終轉(zhuǎn)換為可用的信息，如加速度傳感器、陀螺儀、壓力傳感器等。其主要感應(yīng)方式是對(duì)一些微小的物理量的變化進(jìn)行測(cè)量，如電阻值、電容值、應(yīng)力、形變、位移等，再通過電壓信號(hào)來表示這些變化量。致動(dòng)器則接受來自控制器的電子信號(hào)指令，做出其要求的反應(yīng)動(dòng)作，如光敏開關(guān)、MEMS顯示器等。
目前的加速度傳感器有多種實(shí)現(xiàn)方式，主要可分為壓電式、電容式及熱感應(yīng)式三種，這三種技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。以電容式3軸加速度計(jì)的技術(shù)原理為例。電容式加速度計(jì)能夠感測(cè)不同方向的加速度或振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)狀況。其主要為利用硅的機(jī)械性質(zhì)設(shè)計(jì)出的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)中主要包括兩組硅梳齒（Silicon Fingers），一組固定，另一組隨即運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)；前者相當(dāng)于固定的電極，后者的功能則是可移動(dòng)電極。當(dāng)可移動(dòng)的梳齒產(chǎn)生了位移，就會(huì)隨之產(chǎn)生與位移成比例電容值的改變。
當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體出現(xiàn)變速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生加速度時(shí)，其內(nèi)部的電極位置發(fā)生變化，就會(huì)反映到電容值的變化（ΔC），該電容差值會(huì)傳送給一顆接口芯片（InteRFace Chip）并由其輸出電壓值。因此3軸加速度傳感器必然包含一個(gè)單純的機(jī)械性MEMS傳感器和一枚ASIC接口芯片兩部分，前者內(nèi)部有成群移動(dòng)的電子，主要測(cè)量XY及Z軸的區(qū)域，后者則將電容值的變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出。
文中所述的傳感器和ASIC接口芯片兩部分都可以采用CMOS制程來生產(chǎn)，而在目前的實(shí)際生產(chǎn)制造中，由于二者實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的差異，這兩部分大都會(huì)通過不同的加工流程來生產(chǎn)，再最終封裝整合到一起成為系統(tǒng)單封裝芯片（SiP）。封裝形式可采用堆疊（Stacked）或并排（Side-by-Side）。
手持設(shè)備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一是尺寸的小巧。目前ST采用先進(jìn)LGA封裝的加速度傳感器的尺寸僅有3 X 5 X 1mm，十分適合便攜式移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用。但考慮到用戶對(duì)尺寸可能提出的進(jìn)一步需求，加速度傳感器的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)更小的尺寸、更高的性能和更低的成本；其檢測(cè)與混合訊號(hào)單元也會(huì)朝向晶圓級(jí)封裝（WLP）發(fā)展。
下一代產(chǎn)品的設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)是ST關(guān)注的要點(diǎn)。就加速度傳感器的發(fā)展而言，單芯片結(jié)構(gòu)自然是必然的趨勢(shì)之一。目前將MEMS傳感器與CMOS接口芯片整合的過程是最耗費(fèi)成本的加工環(huán)節(jié)，如果能實(shí)現(xiàn)單芯片的設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)不言而喻，封裝與測(cè)試的成本必然會(huì)大幅度降低。
加速度傳感器選用要點(diǎn)
加速度傳感器針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，也在特性上體現(xiàn)為不同的規(guī)格。用戶需根據(jù)自身的具體需要選取最適合的產(chǎn)品。如上文提到的汽車車身沖擊傳感器或洗衣機(jī)等家電的振動(dòng)傳感器等來說，需選用高頻（50~100Hz）的加速度傳感器；對(duì)于硬盤的跌落和振動(dòng)保護(hù)，需要中頻（20~50Hz）以上的加速度傳感器；而手持設(shè)備的姿態(tài)識(shí)別和動(dòng)作檢測(cè)只需低頻（0~20Hz）產(chǎn)品即可。
線形加速度傳感器的選取還需要考慮滿量程（Full Scale，F(xiàn)S）、靈敏度及解析度等元件的特性。滿量程表示傳感器可測(cè)量的最大值和最小值間的范圍；靈敏度與ADC等級(jí)有關(guān)，是產(chǎn)生測(cè)量輸出值的最小輸入值；解析度則表示了輸入?yún)?shù)最小增量。
除此之外，加速度傳感器按輸出的不同還可分為模擬式和數(shù)字式兩種。其中模擬式加速度傳感器輸出值為電壓，還需要在系統(tǒng)中添加模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）；數(shù)字式加速度傳感器的接口芯片中已經(jīng)集成了ADC電路，可直接以SPI或I2C等實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸。數(shù)字式產(chǎn)品在成本上也有一定優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楦哔|(zhì)量ADC通常比較昂貴，價(jià)格甚至可超過傳感器部分的單獨(dú)售價(jià)。
