SU1182280A1

SU1182280A1 - Device for temperature measurement

Info

Publication number: SU1182280A1
Application number: SU843695472A
Authority: SU
Inventors: Igor L Zakharov; Mikhail Yu Terman; Nikolaj B Petyashin; Yurij A Aleksandrov; Gennadij I Makin
Original assignee: Nii Khim Pri Go G Univ Im N I
Priority date: 1984-01-27
Filing date: 1984-01-27
Publication date: 1985-09-30

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля, автоматического измерения температуры,, а также в системах тепло- 5 вой защиты мощных полупроводниковых приборов.The invention relates to instrumentation and can be used in control systems, automatic temperature measurement, as well as in the systems of heat protection of powerful semiconductor devices.

Цель изобретения - повышение точности измерений температуры.The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature measurements.

На чертеже приведено предлагаемое 10 устройство, разрез.The drawing shows the proposed 10 device section.

Устройство содержит резистивный полупроводниковый термочувствительный элемент, выполненный в виде пленочной структуры, состоящей из 15 слоя 1 диоксида ванадия и пленки 2 пятиокиси ванадия, размещенных на диэлектрической подложке 3 между ·· двумя электрическими контактами 4 и 5, которые подключены к источнику 20 6 регулируемого напряжения.The device contains a resistive semiconductor temperature-sensitive element, made in the form of a film structure consisting of 15 layer 1 of vanadium dioxide and film 2 of vanadium pentoxide, placed on the dielectric substrate 3 between ·· two electrical contacts 4 and 5, which are connected to the source 20 6 adjustable voltage.

Пленочная структура термочувствительного элемента изготавливается последовательным нанесением металлических и оксидных слоев методом 25 газофазного термического разложения металлоорганических соединений. В качестве исходных соединений используются алкоголяты ванадия и карбонил хрома (контакты 4 и 5 могут быть на- 30 несены и обычным вакуумным напылением) . Высокоомная пленка пятиокиси ванадия толщиной от 0,01 до 'The film structure of the thermosensitive element is manufactured by sequential deposition of metal and oxide layers by the method 25 of gas-phase thermal decomposition of organometallic compounds. Vanadium and carbonyl chromium alcoholates are used as starting compounds (contacts 4 and 5 can be applied by ordinary vacuum deposition). High-resistance film of vanadium pentoxide with a thickness of from 0.01 to '

0,05 мкм получается окислением поверхности предварительно сформированного слоя двуокиси ванадия толщиной л/ 1 мкм. Площадь контактов 4 и 5 может составлять от долей до десятков квадратных миллиметров, т.е. на одной стандартной подложке 3, изготовленной из высокотеплопроводного материала, например ситалла, может быть сформировано значительное (до 1000 и более) число термочувствительных элементов. '0.05 μm is obtained by oxidizing the surface of a pre-formed layer of vanadium dioxide with a thickness of l / 1 μm. The area of contacts 4 and 5 can be from fractions to tens of square millimeters, i.e. On one standard substrate 3, made of highly heat-conducting material, for example, sital, a significant (up to 1000 and more) number of heat-sensitive elements can be formed. '

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Разместив термочувствительный элемент на контролируемом объекте, изменяют величину напряжения, подводимого к контактам 4 и 5 от источника 6, до тех пор, пока не произойдет переход полупроводниковой структуры термочувствительного элемента в низкоомное состояние, соответствующее пробою высокоомной пленки пятиокиси ванадия. Такое переключение устройства в низкоомное состояние, фиксируемое по скачку силы тока в электрической цепи, возникает при превышении измеряемой температуры величины, соответствующей температуре фазового перехода металл-полупроводник для двуокиси ванадия (~70°С), при этом величина напряжения пробоя (переключения) однозначно зависит от величины измеряемой температуры и уменьшается с ростом последней. Диапазон измеряемых температур лежит в пределах от 68 до 110 С.Placing a temperature-sensitive element on a controlled object, change the voltage applied to contacts 4 and 5 from source 6, until the semiconductor structure of the temperature-sensitive element switches to a low-resistance state corresponding to the breakdown of a high-resistance film of vanadium pentoxide. Such a device switching to a low-resistance state, detected by a current jump in the electric circuit, occurs when the measured temperature exceeds a value corresponding to the metal-semiconductor phase transition temperature for vanadium dioxide (~ 70 ° C), and the breakdown voltage (switching) uniquely depends from the value of the measured temperature and decreases with increasing last. The range of measured temperatures ranges from 68 to 110 C.

Выходная характеристика предлагаемого устройства (напряжение переключения в указанном выше температурном интервале изменяется от 60 до 10 В) является обратимой, при этом наблюдается температурный гистерезис. Величина гистерезиса зависит от силы тока, протекающего через термочувствительный элемент устройства и увеличивается при его возрастании. Для ограничения тока возможно включение ограничивающего резистора;The output characteristic of the proposed device (the switching voltage in the above temperature range varies from 60 to 10 V) is reversible, while there is a temperature hysteresis. The magnitude of the hysteresis depends on the strength of the current flowing through the temperature-sensitive element of the device and increases with its increase. To limit the current, it is possible to turn on a limiting resistor;

Claims

MEASUREMENT DEVICE · TEMPERATURE containing resistive semiconductor temperature-sensitive element made as a layer of vanadium dioxide placed on a dielectric substrate and equipped with two electrical contacts connected to a power source, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, between a layer of vanadium dioxide and one of the contacts placed film of vanadium pentoxide, while the power source is made according to the scheme of an adjustable voltage source.

>

1 1182280 2