UA48601A - Напівпровідниковий вимірювач газу - Google Patents
Напівпровідниковий вимірювач газу Download PDFInfo
- Publication number
- UA48601A UA48601A UA2001107209A UA2001107209A UA48601A UA 48601 A UA48601 A UA 48601A UA 2001107209 A UA2001107209 A UA 2001107209A UA 2001107209 A UA2001107209 A UA 2001107209A UA 48601 A UA48601 A UA 48601A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- gas
- resistor
- sensitive
- terminal
- field
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- AMLFJZRZIOZGPW-UHFFFAOYSA-N prop-1-en-1-amine Chemical group CC=CN AMLFJZRZIOZGPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Напівпровідниковий вимірювач газу містить польовий газочутливий транзистор, біполярний транзистор, два джерела постійної напруги, газочутливий резистор, індуктивність, ємність і резистор. Перший полюс першого джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом резистора. Другий вивід резистора підключений до бази біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з витоком польового газочутливого транзистора. Затвор з'єднаний з другим виводом газочутливого резистора. При цьому колектор біполярного транзистора підключений до першого виводу газочутливого резистора і першого виводу індуктивності, до якого підключена перша вихідна клема. Другий вивід індуктивності підключений до першого виводу ємності і першого полюса другого джерела постійної напруги. Другий полюс другого джерела постійної напруги з'єднаний з другим виводом ємності, стоком польового газочутливого транзистора і другим полюсом першого джерела постійної напруги, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема.
Description
Опис винаходу
Винахід належить до області контрольно-вимірювальної техніки і може бути використаний як вимірювач газу 2 в різноманітних пристроях автоматичного керування технологічними процесами.
Відомий пристрій для виміру концентрації газу складається з керамічної підкладки, яка витримує нагрівання до 500"С. На керамічній підкладці створені два електроди, між якими міститься напівпровідниковий прошарок оксиду металу. При проходженні газу над поверхнею активованого прошарку оксиду металу змінюється його опір. За допомогою мостової схеми зміна опору перетворюється у зміну напруги (див. Г. Виглеб. Датчики. - М.: 70 Мир, 1989. С.99 - 111).
Недоліком такого пристрою є низька чутливість, особливо в області температур 100 - 200"С, тому що при цих температурах різко спадає хімічна швидкість реакцій, які відбуваються на поверхні газочутливого пристрою.
Найбільш близьким технічним рішенням до даного винаходу можна вважати вимірювач концентрації газів на основі польового газочутливого транзистора (див. патент ФРГ Мо3526348А1 по кл. 501М27/12, 1987). 19 Його конструкція являє собою польовий газочутливий транзистор з дірковим типом провідності каналу, на якому методом дифузії створені дві сильно леговані області стоку і витоку з електронним типом провідності, на які напилені алюмінієві електроди. Між електродами витоку і стоку міститься канал, на поверхні якого створено ізолюючий шар з двоокису кремнію. На шар двоокису кремнію напилено газочутливий шар. Далі на поверхні газочутливого шару створюється або суцільний електрод затвору на основі золота, або у вигляді гребінки з алюмінію. Основою газочутливого шару є амінопропіленові оксилани з різними домішками, які визначають реакцію на той або інший газ.
Недоліком такого пристрою є низька чутливість і точність виміру концентрації газу, яка обумовлена тим, що зміна концентрації газу зв'язана з накопиченням зарядів на поверхні розділу напівпровідник-підзатворний діелектрик. Це накопичення зарядів приводить до зміни висоти потенційного бар'єру польового транзистора, а 22 Це в свою чергу в незначному ступені змінює напругу на затворі. Невелика зміна напруги на затворі викликає « незначну зміну струму стоку.
В основу винаходу поставлена задача створення напівпровідникового вимірювача газу, в якому за рахунок введення нових блоків і зв'язків між ними відбувається перетворення концентрації газу у частоту, що приводить до підвищення чутливості і точності виміру концентрації газу. -- 30 Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій, який складається з польового газочутливого Га») транзистора, введені біполярний транзистор, два джерела постійної напруги, газочутливий резистор, індуктивність, ємність і резистор, що дало змогу замінити перетворення концентрації газу у струм у відомому ее, пристрої на перетворення концентрації газу у частоту у запропонованому, причому перший полюс першого Ге) джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом резистора, а другий вивід резистора підключений до
Зо бази біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з витоком польового газочутливого транзистора, а затвор М з'єднаний з другим виводом газочутливого резистора, при цьому колектор біполярного транзистора підключений до першого виводу газочутливого резистора і першого виводу індуктивності до якого підключена перша вихідна клема, а другий вивід індуктивності підключений до першого виводу ємності і першого полюса другого джерела «4, постійної напруги, а другий полюс другого джерела постійної напруги з'єднаний з другим виводом ємності, З 40 стоком польового газочутливого транзистора і другим полюсом першого джерела постійної напруги, які с утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема.
Із» Використання запропонованого пристрою для виміру концентрації газу суттєво підвищує точність виміру інформативного параметру за рахунок використання ємнісного елемента коливального контуру у вигляді біполярного і польового газочутливого транзисторів, в якому зміна ємності під дією газу перетворюється в 45 ефективну зміну резонансної частоти, при цьому можлива лінеаризація функції перетворення шляхом вибору е величини напруги живлення.
Ге | На креслені подано схему (Фіг.) напівпровідникового вимірювача газу. Пристрій складається з першого джерела постійної напруги 1, яке через резистор 2 з'єднане з біполярним транзистором З і польовим б газочутливим транзистором 4, затвор якого через газочутливий резистор 5 з'єднаний з індуктивністю 6 і ємністю ав! 20 7, яка підключена паралельно другому джерелу постійної напруги 8. Вихід пристрою утворений колектором біполярного транзистора З і загальною шиною. та Напівпровідниковий вимірювач газу працює таким чином.
В початковий момент часу газ не діє на затвор польового газочутливого транзистора 4 і газочутливий резистор 5. Підвищенням напруги першого джерела постійної напруги 1 і другого джерела постійної напруги 8 до величини, коли на електродах колектора біполярного транзистора З і стоку польового газочутливого в. транзистора 4 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань у контурі, утвореним паралельним включенням повного опору з ємнісним характером на електродах колектора біполярного транзистора З і стоку польового газочутливого транзистора 4 та індуктивним опором індуктивності 6. Ємність 7 запобігає проходженню змінного струму через друге джерело постійної напруги 8. При наступній дії газу на 60 польовий газочутливий транзистор 4 і газочутливий резистор 5 змінюється ємнісна складова повного опору на електродах колектора біполярного транзистора З і стоку польового газочутливого транзистора 4, а це викликає зміну резонансної частоти коливального контуру.
Claims (1)
- 65 Формула винаходуНапівпровідниковий вимірювач газу, який містить польовий газочутливий транзистор, який відрізняється тим, що в нього введені біполярний транзистор, два джерела постійної напруги, газочутливий резистор, індуктивність, ємність і резистор, причому перший полюс першого джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом резистора, а другий вивід резистора підключений до бази біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з витоком польового газочутливого транзистора, а затвор з'єднаний з другим виводом газочутливого резистора, при цьому колектор біполярного транзистора підключений до першого виводу газочутливого резистора і першого виводу індуктивності, до якого підключена перша вихідна клема, а другий вивід 70 індуктивності підключений до першого виводу ємності їі першого полюса другого джерела постійної напруги, а другий полюс другого джерела постійної напруги з'єднаний з другим виводом ємності, стоком польового газочутливого транзистора і другим полюсом першого джерела постійної напруги, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема. « «- Зо о (Се) (ее) «- . и? щ» (ее) (о) («в) - 60 б5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001107209A UA48601A (uk) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | Напівпровідниковий вимірювач газу |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001107209A UA48601A (uk) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | Напівпровідниковий вимірювач газу |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA48601A true UA48601A (uk) | 2002-08-15 |
Family
ID=74216695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2001107209A UA48601A (uk) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | Напівпровідниковий вимірювач газу |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA48601A (uk) |
-
2001
- 2001-10-23 UA UA2001107209A patent/UA48601A/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11289601B2 (en) | Negative capacitance semiconductor sensor | |
| CN102375015B (zh) | 场效应气体传感器、用于制造场效应气体传感器的方法和用于探测气体的方法 | |
| KR101322354B1 (ko) | 습도 센서, 습도 센싱 방법 및 이를 위한 트랜지스터 | |
| JP2011215105A (ja) | 化学センサ及び検出方法 | |
| Lai et al. | Body effect minimization using single layer structure for pH-ISFET applications | |
| UA48601A (uk) | Напівпровідниковий вимірювач газу | |
| CN105301079A (zh) | 用于待测物离子活度检测的半导体器件及其检测方法 | |
| UA47906A (uk) | Пристрій для вимірювання газу | |
| UA48600A (uk) | Мікроелектронний давач газу | |
| RU2053504C1 (ru) | Полупроводниковый датчик газа | |
| CN210156384U (zh) | 半导体结构 | |
| Nasser et al. | A porous silicon P-type interdigitated extended-gate field effect transistor pH sensor | |
| UA48602A (uk) | Вимірювач газу | |
| UA46385A (uk) | Вимірювач вологості | |
| UA129556U (uk) | Прилад для вимірювання концентрації газів | |
| UA46483A (uk) | Напівпровідниковий пристрій для виміру вологості | |
| Jan et al. | Characteristics of the hydrogen ion-sensitive field effect transistors with sol–gel-derived lead titanate gate | |
| KR100308761B1 (ko) | 온도 및 습도 복합형 센서의 제조방법 | |
| UA155933U (uk) | Мікроелектронний частотний пристрій для вимірювання концентрації газу | |
| UA62016C2 (en) | Microelectronic moisture meter | |
| Chiang et al. | Sensing characteristics of ISFET based on AlN thin film | |
| EP4686940A1 (en) | Sensor device and corresponding methods | |
| Lee et al. | A field effect transistor type gas sensor based on polyaniline | |
| Chern et al. | Temperature dependence of the gate-controlled portion of ion-controlled diodes | |
| UA46381A (uk) | Мікроелектронний давач вологості |