Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. Агеев О.А - 71 стр.

UptoLike

73
На рабочей стороне кремниевого кристалла (6) сформирована прямо-
угольная диафрагма (1) с четырьмя одинаковыми резисторами (7), располо-
женными на её поверхности и включенными в мост Уитстона. Тензорези-
сторы имеют абсолютно одинаковую форму в виде длинного
прямоугольника, что позволяет максимально снизить температурный дрейф
нулевого сигнала. При подаче напряжения питания и воздействия давления, заставляюще-
го мембрану
изменять свою форму, возникающий пьезоэлектрический эф-
фект вызовет изменение сопротивления четырех резисторов моста, и сигнал
на его выходе, пропорциональный давлению, будет возрастать.
Кремниевый чип закреплен (3) на стеклянном основании (4). Золотые
провода приварены к контактным площадкам (2, 8) чипа и к внутренним про-
водам, которые проведены через стеклянные уплотнения от схемы компен-
сации и
усиления.
Для защиты кремниевого чипа от окружающей среды он заключен в
диафрагму из нержавеющей стали, которая приварена к сенсорному элементу
методом лазерной сварки. Для передачи давления среды от диафрагмы на
мембрану используется силиконовое масло (5). Для предотвращения возник-
новения пузырьков воздуха масло заливается при температуре 100
0
С в усло-
виях вакуума. После заливки проводится герметизация. Датчик давления рас-
полагается в пластмассовом корпусе и закрыт крышкой из нержавеющей ста-
ли.
4. МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ДАТЧИКИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
ГАЗОВ
4.1. Адсорбция на поверхности твердых тел
При помещении полупроводника в газовую среду на его поверхности
происходит адсорбция, т.е. газовые молекулы ударяются о поверхность твер-
дого тела и прилипают к ней. В таком состоянии они проводят некоторое
время, затем отрываются от поверхности и возвращаются обратно в газовую
среду. Это явление называется десорбцией. Таким образом, газовая молекула
проводит
какое-то время в адсорбированном состоянии на поверхности твер-
дого тела, а значит, твердое тело всегда удерживает на своей поверхности
некоторое количество молекул газа. Тело, на котором происходит адсорбция,
называется адсорбентом. Адсорбируемое вещество называется адсорбатом, a
aдcopбированное - адсорбтивом.
В зависимости от природы сил, удерживающих адсорбированную моле-
кулу на поверхности адсорбента
, различают физическую адсорбцию и хими-
ческую адсорбцию (так называемую xемосорбцию) [1].
В случае физической адсорбции - это силы той же природы, что и силы,
действующие между молекулами в газе (так называемые силы Ван дер Ва-
альса). При хемосорбции - это силы химической природы, действующие ме-
жду атомами в молекуле (так называемые обменные силы).
Хемосорбция отличается от физической адсорбции рядом признаков.
Прежде всего при физической адсорбции расстояние между адсорбирован-