JP2010500557A - 金属・絶縁体転移(mit)素子の不連続mitを連続的に測定する回路及びその回路を利用したmitセンサ - Google Patents
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Description
Claims (26)
- MIT素子の不連続MIT(金属‐絶縁体転移)を測定する回路であって、
転移電圧で不連続MITが発生する前記MIT素子を含む測定対象部と、
前記測定対象部に所定のパルス電流または電圧信号を印加する電源部と、
前記MIT素子の前記不連続MITを測定する測定部と、
前記電源部と前記測定部とを制御する制御装置と
を備えることを特徴とする回路。 - 請求項1に記載の回路において、前記測定部は、マイクロプロセッサを備えることを特徴とする回路。
- 請求項1に記載の回路において、前記測定対象部は、前記MIT素子に直列連結された保護抵抗を備え、前記電源部は、前記パルス電流または電圧信号を生成するDAC(デジタル・アナログ・コンバータ)及び前記DACの前記出力信号を増幅する演算増幅器を備え、前記測定部は、比較器、及び前記比較器の出力信号を保存し、前記制御装置のマイクロプロセッサに前記保存された信号を伝達するエッジトリガード・フリップフロップまたはサンプルホルダを備えることを特徴とする回路。
- 請求項3に記載の回路において、前記比較器の第1入力端子は、前記MIT素子と前記保護抵抗との間に連結され、第2入力端子は、前記MIT素子の前記転移電圧に対応する基準電圧を受け、前記基準電圧は、可変抵抗を介して制御され、前記電源部で生成された前記パルス電流または電圧信号は、前記MIT素子に印加されることを特徴とする回路。
- 請求項4に記載の回路において、前記比較器は、前記第1入力端子の前記電圧が前記第2入力端子の前記電圧より低い場合はロー信号を出力し、前記第1入力端子の前記電圧が前記第2入力端子の前記電圧と等しいかそれよりも高い場合はハイ信号を出力し、前記エッジトリガード・フリップフロップまたは前記サンプルホルダは、前記比較器の前記出力信号を保存並びに前記出力信号を前記制御装置の前記マイクロプロセッサに伝達することを特徴とする回路。
- 請求項1に記載の回路において、前記所定のパルス電流または電圧信号は、前記制御装置のマイクロプロセッサによって印加されることを特徴とする回路。
- 請求項1に記載の回路において、前記測定対象部は、前記MIT素子と直列連結された保護抵抗を備え、前記電源部は、前記パルス電流または電圧信号を生成するDAC及び前記DACの出力信号を増幅する演算増幅器を備え、前記測定部は、サンプルホルダ及び前記サンプルホルダの出力信号をデジタル信号に変換するADC(アナログ・デジタル・コンバータ)を備えることを特徴とする回路。
- 請求項7に記載の回路において、前記パルス電流または電圧信号は、前記MIT素子に高周波で印加され、前記サンプルホルダは、前記MIT素子の電圧または電流の変化を所定時間保存し、前記ADCは、前記サンプルホルダの前記出力信号を受けて、前記出力信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を前記制御装置のマイクロプロセッサに伝達することを特徴とする回路。
- 請求項7に記載の回路において、前記制御装置のマイクロプロセッサは、データバスを介して前記DACに制御信号を出力し、前記ADCから前記MIT素子の前記電圧または電流の変化に対応する前記信号を受け、前記データバスを介した信号伝達は、チップセレクタによって制御されることを特徴とする回路。
- 請求項1に記載の回路において、前記測定対象部は、前記MIT素子に直列連結された保護抵抗を備え、前記電源部は、パルス電流または電圧信号によって制御されるトランジスタ及び前記測定対象部に固定電圧を印加する入力電源を備え、前記測定部は、比較器、及び前記比較器の出力信号を保存し、前記保存された信号を前記制御装置のマイクロプロセッサに伝達するエッジトリガード・フリップフロップまたはサンプルホルダを備えることを特徴とする回路。
- 請求項10に記載の回路において、前記比較器の第1入力端子は前記MIT素子と前記保護抵抗との間に連結され、第2入力端子は前記MIT素子の前記転移電圧に対応する基準電圧を受けて、前記基準電圧は可変抵抗によって制御され、前記比較器は前記第1入力端子の電圧が前記第2入力端子の電圧より低い場合はロー信号を出力し、前記第1入力端子の電圧が前記第2入力端子の電圧と等しいかそれよりも高い場合にはハイ信号を出力し、前記エッジトリガード・フリップフロップまたは前記サンプルホルダは前記比較器の前記出力信号を保存し、前記出力信号を前記制御装置のマイクロプロセッサに伝達することを特徴とする回路。
- 請求項10に記載の回路において、前記パルス電流または電圧信号は、前記マイクロプロセッサによって生成され前記トランジスタに印加されるか、または追加のパルス生成オシレータによって生成され前記トランジスタに印加されることを特徴とする回路。
- 請求項10に記載の回路において、前記トランジスタは、バイポーラ・トランジスタまたはMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタであることを特徴とする回路。
- 請求項13に記載の回路において、前記トランジスタは、バイポーラ・トランジスタであり、前記パルス電流または電圧信号は、前記バイポーラ・トランジスタのベースに印加され、前記測定対象部は、前記バイポーラ・トランジスタのコレクタまたはエミッタに連結されることを特徴とする回路。
- 請求項13に記載の回路において、前記トランジスタは、MOSトランジスタであり、前記パルス電流または電圧信号は、前記MOSトランジスタのゲートに印加され、前記測定対象部は、前記MOSトランジスタのドレインまたはソースに連結されることを特徴とする回路。
- 請求項1に記載の回路において、前記測定対象部は、前記MIT素子に直列連結された保護抵抗を備え、前記電源部は、パルス電流または電圧信号によって制御されるトランジスタ及び前記測定対象部に固定電圧を印加する入力電源を備え、前記測定部は、サンプルホルダ及び前記サンプルホルダの出力信号をデジタル信号に変換するADCを備えることを特徴とする回路。
- 請求項16に記載の回路において、高周波パルス電圧または電流信号が前記MIT素子に印加され、前記サンプルホルダは前記MIT素子の電圧または電流の変化を所定時間保存し、前記ADCは前記サンプルホルダの前記出力信号を受けて、前記出力信号をデジタル信号に変換し、前記制御装置のマイクロプロセッサに前記デジタル信号を伝達することを特徴とする回路。
- 請求項1に記載の回路において、前記測定対象部は、少なくとも2個のMIT素子及び前記MIT素子を選択するマルチプレクサを備え、前記マイクロプロセッサは、前記MIT素子のうち少なくとも1つを選択する前記マルチプレクサに選択信号を印加して、前記少なくとも1つの選択されたMIT素子の不連続MITを測定することを特徴とする回路。
- 請求項16に記載の回路において、前記測定対象部は、少なくとも2個のMIT素子及び前記MIT素子を選択するマルチプレクサを備え、前記マイクロプロセッサは、前記MIT素子のうち少なくとも1つを選択する前記マルチプレクサに選択信号を印加して、前記少なくとも1つの選択されたMIT素子の不連続MITを測定することを特徴とする回路。
- 請求項1に記載の回路において、前記MIT素子内の抵抗構成要素は、外部抵抗の代わりに保護抵抗として利用することができることを特徴とする回路。
- 請求項1に記載の回路を利用して製作されたMITセンサ。
- 請求項16に記載の回路を利用して製作されたMITセンサ。
- 請求項22に記載のMITセンサにおいて、前記MITセンサは、温度センサ、赤外線センサ、イメージセンサ、圧力センサ、電磁波センサ、粒子検出器、ガス濃度センサ及びスイッチのうちの一つに該当することを特徴とするMITセンサ。
- 請求項22に記載のMITセンサにおいて、前記測定対象部は、直列、並列若しくは直列及び並列に連結されるか、またはアレイ状またはマトリックス状に配列される複数のMIT素子を備えることを特徴とするMITセンサ。
- 請求項24に記載のMITセンサにおいて、前記MIT素子は、アレイ状またはマトリックス状に配列され、赤外線を含む電磁波によって変化する転移電圧を有し、前記不連続MIT測定回路は、前記転移電圧を検出して電磁波の強度を測定することを特徴とするMITセンサ。
- 請求項25に記載のMITセンサにおいて、前記MITセンサは、イメージセンサであることを特徴とするMITセンサ。
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