RU2145135C1 - Thermistor-type semiconductor transducer - Google Patents

Thermistor-type semiconductor transducer Download PDF

Info

Publication number
RU2145135C1
RU2145135C1 RU98115234/28A RU98115234A RU2145135C1 RU 2145135 C1 RU2145135 C1 RU 2145135C1 RU 98115234/28 A RU98115234/28 A RU 98115234/28A RU 98115234 A RU98115234 A RU 98115234A RU 2145135 C1 RU2145135 C1 RU 2145135C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermistor
resistance
sapphire substrate
temperature
independent resistor
Prior art date
Application number
RU98115234/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Я. Юровский
В.И. Суханов
Н.Н. Суханова
Original Assignee
Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения НИИтеплоприбор
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения НИИтеплоприбор filed Critical Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения НИИтеплоприбор
Priority to RU98115234/28A priority Critical patent/RU2145135C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2145135C1 publication Critical patent/RU2145135C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology; temperature sensors sending DC current and voltage signals. SUBSTANCE: transducer has single- crystalline sapphire substrate carrying thermistor of single- crystalline silicon layer. Other side of sapphire substrate is connected to titanium alloy base. Heat-independent resistor is connected in parallel with thermistor and installed on same surface of sapphire substrate. With adequately chosen concentration of current carriers in single-crystalline silicon thermistor and resistance value of heat-independent resistor, high-accuracy linearization of transducer performance characteristic is ensured within comprehensive temperature range of -200 to +500 C. EFFECT: improved accuracy and calibration characteristic linearity of transducer. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к полупроводниковым термопреобразователям сопротивления. The invention relates to measuring equipment, namely to semiconductor resistance thermoconverters.

Известен полупроводниковый термопреобразователь сопротивления, выполненный из гетероэпитаксиальной структуры "кремний на сапфире" с удельным сопротивлением кремния в пределах от 0,0007 до 0,007 Ом•см [1]. Термопреобразователь, изготовленный из такой структуры, имеет монотонно возрастающую зависимость сопротивления от температуры в интервале от -200 до +500oC, отклонение которой от линейной зависимости в указанном интервале достигает (8.. . 12)%, а в интервале от -100 до +400oC - (3...4)% от диапазона измерения. Нелинейность температурной зависимости сопротивления известного термопреобразователя приводит к значительной погрешности измерения температуры.Known semiconductor thermal resistance converter made of a heteroepitaxial structure "silicon on sapphire" with a specific silicon resistance in the range from 0.0007 to 0.007 Ohm · cm [1]. A thermal converter made of such a structure has a monotonically increasing temperature dependence of resistance in the range from -200 to +500 o C, the deviation of which from the linear dependence in the indicated range reaches (8 ... 12)%, and in the range from -100 to +400 o C - (3 ... 4)% of the measuring range. The nonlinearity of the temperature dependence of the resistance of a known thermal converter leads to a significant error in temperature measurement.

Прототипом предлагаемого решения является полупроводниковый термопреобразователь сопротивления, содержащий кремниевый терморезистор, выполненный из нитевидного или объемного кристалла кремния, и подключенный параллельно к нему термонезависимый резистор, сопротивление которого рассчитано таким образом, что при питании термопреобразователя от источника тока обеспечивается линеаризация статической градуировочной характеристики прибора [2]. The prototype of the proposed solution is a semiconductor resistance thermoconverter containing a silicon thermistor made of a whisker or bulk silicon crystal, and a thermally independent resistor connected in parallel with it, the resistance of which is calculated so that when the thermocouple is powered from a current source, the linearization of the static calibration characteristic of the device is ensured [2] .

Недостатком термопреобразователя, принятого за прототип, является сравнительно узкий диапазон измерения от -40 до +200oC, в котором может быть осуществлена линеаризация рабочей характеристики с достаточной точностью.The disadvantage of the thermal converter adopted for the prototype is the relatively narrow measuring range from -40 to +200 o C, in which the linearization of the operating characteristics can be carried out with sufficient accuracy.

Кроме того, прототип имеет значительный разброс значений номинальных сопротивлений терморезистора (5-10)%, обусловленный разбросом степени легирования и размеров кристалла кремния. In addition, the prototype has a significant variation in the values of the nominal resistance of the thermistor (5-10)%, due to the variation in the degree of alloying and size of the silicon crystal.

Еще одним недостатком прототипа является большое значение показателя термической инерции термопреобразователя из-за использования объемного кристалла кремния. Кроме того, процесс сборки такого термопреобразователя сопротивления, как правило, осуществляется с применением большой доли ручного труда и не обеспечивает крупносерийного и массового производства таких изделий. Another disadvantage of the prototype is the great value of the thermal inertia of the thermal converter due to the use of a bulk silicon crystal. In addition, the assembly process of such a resistance thermal converter, as a rule, is carried out using a large proportion of manual labor and does not provide large-scale and mass production of such products.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи создания высокоточного полупроводникового термопреобразователя сопротивления для работы в широком интервале изменения температуры от -200 до +500oC и обладающего практически линейной градуировочной характеристикой.The present invention is aimed at solving the problem of creating a high-precision semiconductor thermal resistance converter for operation in a wide range of temperature changes from -200 to +500 o C and having an almost linear calibration characteristic.

Поставленная цель достигается тем, что терморезистор выполнен из монокристаллического слоя кремния с концентрацией носителей тока (5...8) • 1019 см-3, осажденного методом гетероэпитаксии на монокристаллическую сапфировую подложку, а значение сопротивления термонезависимого резистора определяется по формуле

Figure 00000002

где R(tmin) и R(tmax) - значения сопротивления терморезистора, соответствующие нижней и верхней границам интервала измерения.This goal is achieved in that the thermistor is made of a single-crystal silicon layer with a concentration of current carriers (5 ... 8) • 10 19 cm -3 , deposited by the method of heteroepitaxy on a single-crystal sapphire substrate, and the resistance value of a thermally independent resistor is determined by the formula
Figure 00000002

where R (t min ) and R (t max ) are the resistance values of the thermistor corresponding to the lower and upper boundaries of the measurement interval.

Кроме того, монокристаллическая подложка с терморезистором на одной поверхности соединена другой своей поверхностью с основанием из титанового сплава с помощью высокотемпературного серебросодержащего припоя. In addition, a single-crystal substrate with a thermistor on one surface is connected by its other surface to the base of the titanium alloy using high-temperature silver-containing solder.

Кроме того, термонезависимый резистор выполнен из пленки нихрома с близким нулю температурным коэффициентом сопротивления и расположен на общей с терморезистором поверхности сапфировой подложки. In addition, a thermally independent resistor is made of a nichrome film with a temperature coefficient of resistance close to zero and is located on the surface of the sapphire substrate that is common with the thermistor.

Сопоставительный анализ предложенного устройства с известным позволяет сделать вывод, что предложенный термопреобразователь обладает следующими преимуществами. A comparative analysis of the proposed device with the known allows us to conclude that the proposed thermal converter has the following advantages.

Благодаря использованию гетероэпитаксиального кремниевого терморезистора с концентрацией носителей тока (5... 8) • 1019 см-3 и подключенного параллельно ему термонезависимого резистора, сопротивление которого определяется с помощью предложенной математической формулы, обеспечивается линеаризация градуировочной характеристики полупроводникового термопреобразователя в широком (несколько сотен градусов Цельсия) диапазоне рабочих температур.By using a heteroepitaxial silicon thermistor with a concentration of current carriers (5 ... 8) • 10 19 cm -3 and a thermally independent resistor connected in parallel with it, the resistance of which is determined using the proposed mathematical formula, linearization of the calibration characteristic of the semiconductor thermal converter in a wide (several hundred degrees) is provided Celsius) operating temperature range.

Благодаря соединению с помощью металлического серебросодержащего припоя сапфировой подложки с основанием из титанового сплава существенно улучшается теплопередача между терморезистором и корпусом термопреобразователя, что уменьшает тепловую инерцию устройства и позволяет запитывать термопреобразователь большим током, не вызывая его саморазогрев. Due to the connection of a sapphire substrate with a titanium alloy base using metallic silver-containing solder, the heat transfer between the thermistor and the thermocouple body is significantly improved, which reduces the thermal inertia of the device and allows the thermocouple to be powered with a large current without causing it to self-heat.

Благодаря тому, что термонезависимый резистор выполнен в виде пленочного резистора, расположенного на общей с терморезистором поверхности сапфировой подложки, значительно упрощается конструкция и повышается надежность устройства. Due to the fact that the thermally independent resistor is made in the form of a film resistor located on the surface of the sapphire substrate that is common with the thermistor, the design is greatly simplified and the reliability of the device is increased.

При этом, благодаря применению микроэлектронной тонкопленочной технологии, обеспечивается возможность автоматизации технологического процесса изготовления термопреобразователя и его крупносерийное и массовое производство. At the same time, due to the use of microelectronic thin-film technology, it is possible to automate the process of manufacturing a thermal converter and its large-scale and mass production.

Сущность изобретения заключается в выборе такой степени легирования кремниевого терморезистора, при которой зависимость его сопротивления от температуры в интервале от -100 до +500oC с высокой точностью описывается экспоненциальной функцией, при этом значение сопротивления термонезависимого резистора выбирается (рассчитывается) по предложенному критерию достижения наименьшей погрешности нелинейности градуировочной характеристики термопреобразователя. Для заданного интервала температур отклонение градуировочной характеристики от линейной зависимости не превышает ±0,5%.The essence of the invention lies in the choice of such a degree of doping of a silicon thermistor in which the dependence of its resistance on temperature in the range from -100 to +500 o C is described with high accuracy by an exponential function, while the resistance value of a thermally independent resistor is selected (calculated) according to the proposed criterion of achieving the smallest errors of nonlinearity of the calibration characteristic of the thermal converter. For a given temperature range, the deviation of the calibration characteristic from the linear dependence does not exceed ± 0.5%.

Заявителю не известны технические решения, обладающие в совокупности указанными отличительными существенными признаками, обеспечивающими достижение полученного результата. The applicant is not aware of technical solutions that together possess the indicated distinctive essential features that ensure the achievement of the result.

Изобретение поясняется фиг. 1-4. The invention is illustrated in FIG. 1-4.

На фиг. 1 показаны зависимости удельного сопротивления гетероэпитаксиальных слоев монокристаллического кремния, легированных бором с различной концентрацией дырок. Концентрация дырок, см-3: 1 - 2,0 • 1018; 2 - 2,3 • 1018; 3 - 4,5 • 1018; 4 - 9,0 • 1018; 5 - 1,4 • 1019; 6 - 2,3 • 1019; 7 - 4,3 • 1019; 8 - 5,4 • 1019; 9 - 8 • 1019; 10 - 1,3 • 1020; 11 - 2,2 • 1020.In FIG. Figure 1 shows the dependences of the specific resistance of heteroepitaxial layers of single-crystal silicon doped with boron with different hole concentrations. Hole concentration, cm -3 : 1 - 2.0 • 10 18 ; 2 - 2.3 • 10 18 ; 3 - 4.5 • 10 18 ; 4 - 9.0 • 10 18 ; 5 - 1.4 • 10 19 ; 6 - 2.3 • 10 19 ; 7 - 4.3 • 10 19 ; 8 - 5.4 • 10 19 ; 9 - 8 • 10 19 ; 10 - 1.3 • 10 20 ; 11 - 2.2 • 10 20 .

На фиг. 2 показано отклонение градуировочной характеристики полупроводникового термопреобразователя от линейного закона в различных интервалах температур. In FIG. Figure 2 shows the deviation of the calibration characteristic of the semiconductor thermal converter from the linear law in various temperature ranges.

На фиг. 3 показан пример конструкции предлагаемого полупроводникового термопреобразователя сопротивления в разрезе. In FIG. 3 shows an example of the construction of the proposed semiconductor thermal resistance converter in section.

На фиг. 4 изображен вид А на фиг. 3. In FIG. 4 is a view A of FIG. 3.

Принцип действия полупроводникового термопреобразователя сопротивления основан на использовании зависимости удельного сопротивления кремния от температуры. На фиг. 1 показаны полученные экспериментально в интервале от -200 до +500oC зависимости удельного сопротивления гетероэпитаксиальных слоев кремния p-типа проводимости с различной концентрацией дырок. При этом удельное сопротивление кремния отложено по оси ординат в логарифмическом масштабе. Логарифмическое представление позволяет определить интервалы температуры, в которых температурный коэффициент удельного сопротивления кремния

Figure 00000003
(и, соответственно, температурный коэффициент сопротивления кремниевого резистора
Figure 00000004
сохраняет постоянное значение. Действительно, если в некотором интервале температур выполняется условие
Figure 00000005

то в этом интервале температур зависимость величины от температуры описывается выражением
ρ(t) = ρ(to)exp[αρ(t-to)], (2)
а lnρ пропорционален температуре.The principle of operation of a semiconductor thermal resistance converter is based on using the temperature dependence of the specific resistance of silicon. In FIG. 1 shows experimentally obtained in the range from -200 to +500 o C the dependence of the specific resistance of heteroepitaxial layers of silicon p-type conductivity with different concentration of holes. In this case, the resistivity of silicon is plotted along the ordinate axis on a logarithmic scale. The logarithmic representation allows you to determine the temperature intervals in which the temperature coefficient of resistivity of silicon
Figure 00000003
(and, accordingly, the temperature coefficient of resistance of a silicon resistor
Figure 00000004
keeps constant value. Indeed, if in a certain temperature range the condition
Figure 00000005

then in this temperature range the dependence of the quantity on temperature is described by the expression
ρ (t) = ρ (t o ) exp [α ρ (tt o )], (2)
and lnρ is proportional to temperature.

На фиг. 1 участки зависимостей ρ(t), где они с высокой степенью точности аппроксимируются прямыми линиями, выделены пунктиром. Видно, что температурная зависимость удельного сопротивления слоев кремния с концентрацией дырок от 5 • 1019 до 8 • 1019 см-3 описываются выражением (2) в интервале температур от - 100 до +500oC. Для слоев кремния с концентрацией носителей тока меньше 5 • 1019 см-3 и большие 8 • 1019 см-3 зависимость ρ(t) имеет вид экспоненциальной функции в более узких интервалах изменения температуры.In FIG. 1, the sections of the dependences ρ (t), where they are approximated by straight lines with a high degree of accuracy, are indicated by a dotted line. It is seen that the temperature dependence of the resistivity of silicon layers with a hole concentration of 5 • 10 19 to 8 • 10 19 cm -3 is described by expression (2) in the temperature range from -100 to +500 o C. For silicon layers with a carrier concentration of less 5 • 10 19 cm -3 and large 8 • 10 19 cm -3, the ρ (t) dependence has the form of an exponential function in narrower temperature ranges.

Таким образом, температурная зависимость сопротивления терморезистора, изготовленного из гетероэпитаксиальных слоев кремния с концентрацией носителей тока (5...8) • 1019 см-3 в интервале от -100 до +500oC, с высокой точностью описывается выражением
R(t) = R(to)exp[α(t-to)], (3)
где

Figure 00000006
- температурный коэффициент сопротивления терморезистора;
t0 - фиксированная температура из интервала (-100...+500)oC;
R(t0) - сопротивление терморезистора при температуре t0.Thus, the temperature dependence of the resistance of a thermistor made of heteroepitaxial silicon layers with a concentration of current carriers (5 ... 8) • 10 19 cm -3 in the range from -100 to +500 o C is described with high accuracy by the expression
R (t) = R (t o ) exp [α (tt o )], (3)
Where
Figure 00000006
- temperature coefficient of resistance of the thermistor;
t 0 - fixed temperature from the interval (-100 ... + 500) o C;
R (t 0 ) is the resistance of the thermistor at a temperature of t 0 .

При этом значения температурного коэффициента сопротивления находятся в пределах (0,0012...0,0014)oC-1.The temperature coefficient of resistance is in the range (0.0012 ... 0.0014) o C -1 .

Зависимость сопротивления термопреобразователя, электрическая схема которого включает в себя такой терморезистор и подключенный параллельно ему термонезависимый резистор сопротивления Rш, определяется выражением

Figure 00000007

Если при температуре t0 значения сопротивлений терморезистора и термонезависимого резистора одинаковы, т.е. Rш = R(t0), то температурная зависимость сопротивления термопреобразователя описывается выражением
Figure 00000008

Анализ функции
Figure 00000009
показывает, что в окрестности точки t0 она наиболее близка к линейной зависимости. Отклонение этой функции от прямой линии, выраженное в процентах от диапазона изменения сопротивления, для трех интервалов температур показано на фиг. 2. Видно, что в диапазоне изменения температур 200, 400 и 600oC погрешность нелинейности не превысит соответственно 0,06, 0,22 и 0,50% и симметрично относительно точки t0.The dependence of the resistance of the thermal converter, the electric circuit of which includes such a thermistor and a thermally independent resistance resistor R w connected in parallel to it, is determined by the expression
Figure 00000007

If at temperature t 0 the resistance values of the thermistor and the thermally independent resistor are the same, i.e. R W = R (t 0 ), then the temperature dependence of the resistance of the thermal converter is described by the expression
Figure 00000008

Function analysis
Figure 00000009
shows that in the vicinity of the point t 0 it is closest to the linear dependence. The deviation of this function from a straight line, expressed as a percentage of the range of resistance, for three temperature ranges is shown in FIG. 2. It is seen that in the temperature range of 200, 400 and 600 o C, the non-linearity error will not exceed 0.06, 0.22 and 0.50%, respectively, and symmetrically with respect to the point t 0 .

Таким образом, если значение сопротивления термонезависимого резистора равно сопротивлению терморезистора в середине диапазона измерений, то нелинейность градуировочной характеристики термопреобразователя является минимальной. Thus, if the resistance value of a thermally independent resistor is equal to the resistance of the thermistor in the middle of the measurement range, then the nonlinearity of the calibration characteristic of the thermal converter is minimal.

Расчет сопротивления термонезависимого резистора осуществляется с помощью выражения

Figure 00000010

где температурный коэффициент сопротивления рассчитывается через значения сопротивления терморезистора, соответствующие нижней tmin и верхней tmax границам диапазона измерения по формуле
Figure 00000011

Подставляя (7) в выражение (6), окончательно получаем
Figure 00000012

где R(tmax) и R(tmin) - значения сопротивления кремниевого терморезистора, соответствующие верхней и нижней границам диапазона измерения.The calculation of the resistance of a thermally independent resistor is carried out using the expression
Figure 00000010

where the temperature coefficient of resistance is calculated through the resistance values of the thermistor corresponding to the lower t min and upper t max the boundaries of the measuring range according to the formula
Figure 00000011

Substituting (7) into expression (6), we finally obtain
Figure 00000012

where R (t max ) and R (t min ) are the resistance values of the silicon thermistor corresponding to the upper and lower boundaries of the measurement range.

На фиг. 3 показан пример конструкции полупроводникового термопреобразователя сопротивления в разрезе. Термопреобразователь содержит монокристаллическую сапфировую подложку 1, на свободной поверхности которой сформирован резистор 2 из монокристаллического слоя кремния с концентрацией носителей тока (5...8) • 1019 см-3, осажденного методом гетероэпитаксии на сапфировую подложку. Монокристаллическая сапфировая подложка с терморезистором на одной поверхности соединена другой своей поверхностью с основанием 3 из титанового сплава с помощью высокотемпературного серебросодержащего припоя 4. Питание терморезистора электрическим током осуществляется по проводам 5, закрепленным в отверстии титанового основания при помощи высокотемпературного изолирующего материала 6, например клея КТ 2. Контактные площадки терморезистора 2 соединяются с проводами питания 5 при помощи токопроводов 7 (например, из алюминиевой проволоки Кр А 999), приваренных контактной сваркой. Сборочный узел на титановом основании 3 размещается в цилиндрической гильзе 8 (например, из алюминия) и герметизируется по торцу высокотемпературным клеем 9.In FIG. 3 shows an example of a sectional design of a semiconductor thermal resistance transducer. The thermal converter contains a single-crystal sapphire substrate 1, on the free surface of which a resistor 2 is formed from a single-crystal silicon layer with a concentration of current carriers (5 ... 8) • 10 19 cm -3 deposited by heteroepitaxy on a sapphire substrate. A single-crystal sapphire substrate with a thermistor on one surface is connected by its other surface to the base 3 of titanium alloy using high-temperature silver-containing solder 4. The thermistor is supplied with electric current through wires 5 fixed in the hole of the titanium base using high-temperature insulating material 6, for example, КТ 2 glue The contact pads of the thermistor 2 are connected to the power wires 5 by means of conductors 7 (for example, from aluminum wire and Cr A 999), welded by contact welding. The assembly on a titanium base 3 is placed in a cylindrical sleeve 8 (for example, from aluminum) and is sealed at the end with high-temperature adhesive 9.

На фиг. 4 показан вид А (фиг. 3) полупроводникового термопреобразователя сопротивления с термонезависимым резистором 10, выполненным, например, из пленки нихрома и расположенным на общей с терморезистором 2 поверхности сапфировой подложки 1. Причем терморезистор 2 и термонезависимый резистор 10 параллельно подключены к проводам 5 через токопроводы 7. In FIG. 4 shows a view A (Fig. 3) of a semiconductor resistance thermoconverter with a thermally independent resistor 10 made, for example, of nichrome film and located on the surface of the sapphire substrate 1 that is common with the thermistor 2. Moreover, the thermistor 2 and the thermally independent resistor 10 are connected in parallel to wires 5 through current conductors 7.

Полупроводниковый термопреобразователь сопротивления работает следующим образом. A semiconductor thermal resistance converter operates as follows.

При измерении температуры среды, окружающей защитную гильзу 8, терморезистор 2 изменяет свое начальное сопротивление по экспоненциальной зависимости. Благодаря параллельно включенному термонезависимому сопротивлению 10 с расчетным номинальным значением сопротивления, рабочая характеристика термопреобразователя (зависимость его результирующего сопротивления от температуры окружающей среды) линеаризуется с высокой точностью в широком интервале температур. When measuring the temperature of the medium surrounding the thermowell 8, the thermistor 2 changes its initial resistance in an exponential manner. Thanks to the thermally independent resistance 10 connected in parallel with the calculated nominal resistance value, the operating characteristic of the thermal converter (the dependence of its resulting resistance on the ambient temperature) is linearized with high accuracy in a wide temperature range.

Таким образом, как видно из описания и принципа действия полупроводникового термопреобразователя сопротивления, получено новое техническое решение, при котором обеспечивается высокая точность измерения температуры (0,06... 0,5%), высокая термочувствительность и долговременная стабильность характеристик, обусловленная монокристаллической структурой терморезистора и сапфировой подложки. Кроме того, благодаря поверхностному контакту титанового основания с алюминиевой защитной гильзой существенно снижается тепловая инерция термопреобразователя и повышается его быстродействие. Thus, as can be seen from the description and principle of operation of the semiconductor resistance thermoconverter, a new technical solution is obtained, which ensures high accuracy of temperature measurement (0.06 ... 0.5%), high thermal sensitivity and long-term stability of characteristics due to the single-crystal structure of the thermistor and sapphire substrate. In addition, due to the surface contact of the titanium base with the aluminum protective sleeve, the thermal inertia of the thermal converter is significantly reduced and its speed is increased.

Полупроводниковый термопреобразователь сопротивления, выполненный согласно изобретению, целесообразно использовать в интервале рабочих температур от -100 до +500oC в качестве чувствительного элемента для датчиков температуры со стандартными выходными сигналами постоянного тока (взамен чувствительных элементов из платиновой проволоки).The semiconductor resistance thermoconverter, made according to the invention, it is advisable to use in the range of operating temperatures from -100 to +500 o C as a sensitive element for temperature sensors with standard DC output signals (instead of sensitive elements made of platinum wire).

Источники информации
1. А.с. СССР N 602796; кл. G 01 K 7/16;
2. Г.Виглеб. Датчики. М.: "Мир" 1989, 196 с.
Sources of information
1. A.S. USSR N 602796; class G 01 K 7/16;
2. G. Wigleb. Sensors M .: "World" 1989, 196 p.

Claims (3)

1. Полупроводниковый термопреобразователь сопротивления, содержащий кремниевый терморезистор и подключенный параллельно ему термонезависимый резистор, отличающийся тем, что терморезистор изготовлен из монокристаллического слоя кремния с концентрацией носителей тока (5 - 8) • 1019 см-3, осажденного методом гетероэпитаксии на монокристаллическую сапфировую подложку, а значение сопротивления термонезависимого резистора выбрано равным
Figure 00000013

где R(tmin) и R(tmax) значения сопротивления терморезистора, соответствующие нижней и верхней границам диапазона измерения.
1. A semiconductor resistance thermoconverter containing a silicon thermistor and a thermally independent resistor connected in parallel with it, characterized in that the thermistor is made of a single-crystal silicon layer with a concentration of current carriers (5-8) • 10 19 cm -3 deposited by heteroepitaxy on a single-crystal sapphire substrate, and the value of the resistance of the thermally independent resistor is chosen equal
Figure 00000013

where R (t min ) and R (t max ) are the resistance values of the thermistor corresponding to the lower and upper boundaries of the measurement range.
2. Полупроводниковый термопреобразователь сопротивления по п.1, отличающийся тем, что монокристаллическая сапфировая подложка с терморезистором на одной поверхности соединена другой своей поверхностью с основанием из титанового сплава с помощью высокотемпературного серебросодержащего припоя. 2. The semiconductor thermal resistance converter according to claim 1, characterized in that the single crystal sapphire substrate with a thermistor on one surface is connected by its other surface to the base of the titanium alloy using high-temperature silver-containing solder. 3. Полупроводниковый термопреобразователь сопротивления по п.1 или 2, отличающийся тем, что термонезависимый резистор выполнен из пленки нихрома и расположен на общей с терморезистором поверхности сапфировой подложки. 3. The semiconductor thermal resistance converter according to claim 1 or 2, characterized in that the thermally independent resistor is made of nichrome film and is located on the surface of the sapphire substrate that is common with the thermistor.
RU98115234/28A 1998-08-06 1998-08-06 Thermistor-type semiconductor transducer RU2145135C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115234/28A RU2145135C1 (en) 1998-08-06 1998-08-06 Thermistor-type semiconductor transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115234/28A RU2145135C1 (en) 1998-08-06 1998-08-06 Thermistor-type semiconductor transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2145135C1 true RU2145135C1 (en) 2000-01-27

Family

ID=20209460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98115234/28A RU2145135C1 (en) 1998-08-06 1998-08-06 Thermistor-type semiconductor transducer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2145135C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6953921B2 (en) 2000-11-21 2005-10-11 Lg Electronics Inc. Bolometric humidity sensor and cooker using the same and method for controlling the cooker
RU177643U1 (en) * 2017-05-24 2018-03-05 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Элемер" (Ооо Нпп "Элемер") Resistance thermoconverter
RU186037U1 (en) * 2018-10-05 2018-12-26 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Элемер" (Ооо Нпп "Элемер") Resistance thermoconverter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Г.Виглеб. Датчики. - М.: Мир, 1989, с.196. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6953921B2 (en) 2000-11-21 2005-10-11 Lg Electronics Inc. Bolometric humidity sensor and cooker using the same and method for controlling the cooker
RU177643U1 (en) * 2017-05-24 2018-03-05 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Элемер" (Ооо Нпп "Элемер") Resistance thermoconverter
RU186037U1 (en) * 2018-10-05 2018-12-26 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Элемер" (Ооо Нпп "Элемер") Resistance thermoconverter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2284595C2 (en) STABLE TUNGSTEN-ON-AlN HIGH-TEMPERATURE SENSOR/HEATER SYSTEM AND METHOD THEREOF
US6883370B2 (en) Mass flow meter with chip-type sensors
JP3175887B2 (en) measuring device
KR101489104B1 (en) Electric element
US4246786A (en) Fast response temperature sensor and method of making
CA2011659C (en) Measuring sensor for fluid state determination and method for measurement using such sensor
JPS5937773B2 (en) temperature detection device
US4841273A (en) High temperature sensing apparatus
RU2145135C1 (en) Thermistor-type semiconductor transducer
US4246787A (en) Fast response temperature sensor and method of making
JP3210530B2 (en) Thermistor flow rate sensor
JP5765609B2 (en) Electrical device, integrated device, electronic circuit and temperature calibration device
Fraden et al. Temperature sensors
Berlicki et al. Thermal thin-film sensors for rms value measurements
JP3456647B2 (en) Liquid flow sensor
JP2619735B2 (en) Heat flow sensor
JP5761589B2 (en) Electrical device, integrated device, electronic circuit and temperature calibration device
SU887945A1 (en) Temperature-sensitive resistor
JPH0769221B2 (en) Temperature sensing material, temperature sensor and temperature measuring method
JPH03176623A (en) Temperature controller for semiconductor element and temperature sensor used for the same
RU2125717C1 (en) Thin-film resistance thermometer
Larsen et al. Fast-response temperature sensors
SU1719924A1 (en) Thermoelectric thermometer
Gorbachuk Measuring transducers and sensors
RU2213330C2 (en) Method of thermal measurement of levels of interface of media

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130807

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160327