Страница: 3/3
травления по тонкопленочной технологии на поверхности кристалла
кремния с1 n0-продимостью формируется круглая диафрагма. На краях ди-
афрагмы методом диффузии наносятся пленочные резисторы, имеющие
1p0-проводимость. Если к диафрагме прикладывается давление, то сопро-
тивление одних резисторов увеличивается, а других - уменьшается.
Выходной сигнал датчика формируется с помощью мостовой схемы, в ко-
торою входят эти резисторы.
Полупроводниковые датчики давления диффузионного типа, по-
добные вышеописанному, широко используются в автомобильной электро-
нике, во всевозможных компрессорах. Основные проблемы - это темпе-
ратурная зависимость, неустойчивость к внешней среде и срок службы.
_Датчики влажности и газовые анализаторы Влажность - физичес-
кий параметр, с которым, как и с температурой, человек
сталкивается с самых древних времен; однако надежных
датчиков не было в течение длительного периода. Чаще всего для по-
добных датчиков использовались человеческий или конский волос, уд-
линяющиеся или укорачивающиеся при изменении влажности. В настоящее
время для определения влажности используется полимерная пленка,
покрытая хлористым литием, набухающим от влаги. Однако датчики на
этой основе обладают гистерезисом, нестабильностью характеристик во
времени и узким диапазоном измерения. Более современными являются
датчики, в которых используются керамика и твердые электролиты. В
них устранены вышеперечисленные недостатки. Одна из сфер применения
датчиков влажности - разнообразные регуляторы атмосферы.
- 6 -
Газовые датчики широко используются на производственных
предприятиях для обнаружения разного рода вредных газов, а в домаш-
них помещениях - для обнаружения утечки горючего газа. Во многих
случаях требуется обнаруживать определенные виды газа и желательно
иметь газовые датчики, обладающие избирательной характеристикой от-
носительно газовой среды. Однако реакция на другие газовые компо-
ненты затрудняет создание избирательных газовых датчиков, обладаю-
щих высокой чувствительностью и надежностью. Газовые датчики могут
быть выполнены на основе МОП-транзисторов, гальванических элемен-
тов, твердых электролитов с использованием явлений катализа, интер-
ференции, поглощения инфракрасных лучей и т.д. Для регистрации
утечки бытового газа, например сжиженного природного или горючего
газа типа пропан, используется главным образом полупроводниковая
керамика, в частности , или устройства, работающие по принципу
каталитического горения.
При использовании датчиков газа и влажности для регистрации
состояния различных сред, в том числе и агрессивных, часто возника-
ет проблема долговечности.
_Магнитные датчики. Главной особеностью магнитных датчиков, как
и оптических, является быстродействие и возможность обнару-
жения и измерения бесконтактным способом, но в отличие от оптичес-
ких этот вид датчиков не чувствителен к загрязнению. Однако в силу
характера магнитных явлений эффективная работа этих датчиков в зна-
чительной мере зависит от такого параметра, как расстояние, и обыч-
но для магнитных датчиков необходима достаточная близость к воз-
действующему магнитному полю.
Среди магнитных датчиков хорошо известны датчики Холла. В нас-
тоящее время они применяются в качестве дискретных элементов, но
быстро расширяется применение элементов Холла в виде ИС, выполнен-
ных на кремниевой подложке. Подобные ИС наилучшим образом отвечают
современным требованиям к датчикам.
Магниторезистивные полупроводниковые элементы имеют давнюю ис-
торию развития. Сейчас снова оживились исследования и разработки
магниторезистивных датчиков, в которых используется ферромагнетики.
Недостатком этих датчиков является узкий динамический диапазон об-
наруживаемых изменений магнитного поля. Однако высокая чувствитель-
ность, а также возможность создания многоэлементных датчиков в виде
- 7 -
ИС путем напыления, т. е. технологичность их производства, состав-
ляют несомненные преимущества.
_Список использованной литературы
1. Како Н., Яманэ Я. Датчики и микро-ЭВМ. Л: Энергоатомиз-
дат, 1986г.
2. У.Титце, К.Шенк. Полупроводниковая схемотехника. М: Мир,
1982г.
3. П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники т.2, М: Мир,
1984г.
4. Справочная книга радиолюбителя-конструктора. М: Радио и
связь, 1990г.
Реферат опубликован: 11/03/2006