无线传感器网络是以低成本、低功耗和大量布撒为最终目标。本课题目的是设计在CMOS芯片上集成CO气体传感器及电路;本论文拟从传感器采集信号的选择性、稳定性、低功耗、低噪声及CMOS工艺兼容性这几方面来研究。利用Pt膜吸附CO后产生特有的自振荡现象来提高选择性,采用非线性系统理论建立了CO浓度与振荡周期的关系,理论模拟和文献中试验规律一致,为定量探测CO气体提供了理论依据。气体传感器的主要挑战是微热盘能否保持不随外界干扰的稳定和均匀的工作温度。通过建立数学模型,得到外界环境温度和微热盘加热电流的关系,并由PDEtool和ANSYS得到了验证,温度均匀性误差小于0.4℃;并设计了亚阈值电路实现外界环境自适应温度控制。传感器节点的功耗将直接影响整个网络的寿命。从低敏感温度、微热盘设计、亚阈值区电路设计三方面将总功耗降低为332.9μW,亚阈值区控温电路功耗为13.9μW,且电池电压下降时电路仍能稳定工作。微热盘设计采用了电阻和MOS的自热来加热。采用SON-MOSFET取代电阻加热,可进一步降低功耗,且在CMOS工艺上能够实现。CO传感器输出微弱的极低频信号,一般CMOS放大器因严重的1/f噪声而无法胜任。本论文采用衬底/源正偏或减薄栅极氧化层来降低1/f噪声,并通过衬底/源正偏等方法降低阈值电压。TMAH刻蚀硅时加入过硫酸铵和硅粉后Al被保护,与CMOS工艺得以兼容;采用用图形反转法和电子束蒸发成功的实现了lift-off剥落,并获得了6~58nm的纳米晶有助于提高气敏性能,及得到产生自振荡的[111]晶向Pt膜。