SU1670363A1

SU1670363A1 - Полупроводниковый преобразователь перемещений

Info

Publication number: SU1670363A1
Application number: SU894741542A
Authority: SU
Inventors: Валерий Борисович Лапин; Сергей Станиславович Коновалов
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-08-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель - расширение диапазона измерени полупроводникового преобразовател перемещений, выполненного в виде полупроводниковой многосекционной транзисторной структуры, секции электродов стока 1 и истока 2 которой закреплены неподвижно и взаимно чередуютс в направлении перемещени электрода затвора 4, установленного с возможностью линейного или углового перемещени относительно общей поверхности этих неподвижных электродов. При последовательном перекрытии соответствующих пар секций стока и истока электродом затвора 4 происходит "зажигание" очередного канала проводимости транзисторной структуры, сопротивление которой зависит от положени подвижного электрода затвора. 6 ил.

Description

ё

U

Фиг 1

О 4J

О 00

Os 00

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и автоматике и может быть использовано дл измерени линейных и угловых перемещений.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона измерени перемещений.

На фиг. 1 изображен полупроводниковый преобразователь линейных перемещений , общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - вариант выполнени дл измерени угловых перемещений; на фиг.4 - электрическа схема включени преобразовател в измерительный мост посто нного тока; на фиг.5 - эквивалентна схема замещени многосекционной полупроводниковой структуры; на фиг.6 - график изменени общего сопротивлени полупроводникового преобразовател в функции перемещени .

Полупроводниковый преобразователь перемещений содержит металл-диэлектрик-полу проводниковую МДП-транзистор- ную структуру, выполненную в виде закрепленных неподвижно электродов 1 и 2 стока и истока, которые образованы п-поо- чередно расположенными секци ми в теле полупроводниковой подложки. Обща ось 3 симметрии этих секций параллельна оси симметрии электрода затвора 4, установленного с возможностью линейного х или углового а перемещени относительно поверхности неподвижных электродов транзисторной структуры.

Секции электродов истока 2 и стока 1 соединены между собой параллельно и включены в плечо измерительного моста посто нного тока (фиг.4).

Полупроводниковый преобразователь перемещений работает следующим образом .

При подаче электрического напр жени на металлический электрод затвора 4 МДП- транзистрной структуры происходит перераспределение носителей зар да в приповерхностной области полупроводниковой подложки и, как следствие, изменение сопротивлени канала транзистора от бесконечности до некоторой величины, определ емой параметрами МДП-транзистор- ной структуры. Отсутствие напр жени на электроде затвора 4 аналогично отсутствию затвора вообще. Данное обсто тельство положено в основу принципа работы преобра- зовател перемещени на основе МДП-структуры полевого типа.

В положении, когда электрод затвора 4 перекрывает всю область между электродами стока и истока, происходит зажигание всех каналов проводимости n-типа в многоэлектродной МДП-структуре, сопротивление которой стремитс к некоторому минимуму (фиг.6).

При перемещении электрода затвора за

пределы электродов стока и истока без изменени величины зазора д между ними пе- рераспределени носителей зар да не происходит, каналы проводимости между стоком и истоком не образуютс , и сопротивление транзисторной структуры между стоком и истоком стремитс к бесконечности .

Перемещение металлического электрода затвора 4 вдоль оси 3 симметрии многосекцион- t

ной полупроводниковой структуры вызывает поочередное зажигание провод щих каналов между очередными парами электродов исток - сток, перекрытыми затвором и с приложенным к нему напр жением Кзи

между затвором и истоком, 4to приводит к изменению общего сопротивлени преобразовател ,

Принцип работы данного преобразовател перемещений иллюстрирует

эквивалентна схема замещани , представл юща собой систему параллельно соединенных цепей, содержащих одинаковые по сопротивлению резисторы R и электрические ключи К.

Перемещение подвижного электрода

затвора преобразовател аналогично поочередному замыканию электрических ключей данной схемы, что приводит к изменению ее общего сопротивлени Р0бщ

по экспоненциальному закону (фиг.5)

D- R

Кобщ .

где R - сопротивление одного резистора; п - число замкнутых ключей.

В результате секционировани электродов стока и истока обеспечиваетс значительно более широкий диапазон измер емых перемещений как линейных, так и угловых (почти до 360°).

Claims

Формула изобретени Полупроводниковый преобразователь перемещений, содержащий полупроводниковую транзисторную структуру, выполненную в виде закрепленных неподвижно электродов стока и истока и установленного с возможностью перемещени вдоль их поверхностей электрода затвора, отличающийс тем. что, с целью расширени

диапазона измерени , электроды стока и истока выполнены в виде нескольких поочередно расположенных секций, имеющих общую ось симметрии, параллельную оси симметрии электрода затвора.

Фиг.2

4

Фиг.З

V / / f tЛл

{( (tf

Фиг. 5

КоЬищ

1234567 Фиг. 6

(X)