Проектирование сенсорных и актюаторных элементов микросистемной техники. Лысенко И.Е. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

ки), изготавливаемые с использованием технологий МСТ.
В настоящее время классификация сенсоров проводится по различным
признакам:
1. По технологии изготовления – гибридно-пленочные, твердотельные
биполярные или МДП- структуры и т.д.
2. По выходному электрическому сигналу – емкостные, резистивные,
индуктивные и т.д.
3. По измеряемому параметру – сенсоры температуры, давления, магJ
нитного поля и т.д.
С точки зрения формирования сигнала, сенсорные элементы делятся на
активные и пассивные. Активный сенсор требует наличия внешнего источника
возбуждения, в то время как пассивный сенсор генерирует свой выходной сигJ
нал без использования внешнего источника тока или напряжения. Примерами
активных сенсоров являются тензодатчики и акселерометры, сенсоры магнитJ
ного поля и химического состава газовых средств. К пассивным сенсорам можJ
но отнести термоэлементы и фотодиоды, которые образуют термоэлектричеJ
ские напряжения или фотодиодный ток, соответственно, без внешних источниJ
ков энергии.
2.1. Сенсоры температуры на основе термопар
Развитие микросистемной техники привело к созданию одного из многоJ
численных видов сенсоров температуры, в основу работы которых положены
термоэлектрические явления.
Термоэлектрические явления возникают в результате взаимодействия
тепловых и электрических процессов.
Эффект Зеебека заключается в появлении термоЭДС в замкнутой цепи,
составленной из разнородных полупроводников, контакты между которыми
поддерживаются при разных температурах [35].
Рассмотрим полупроводник, вдоль которого существует градиент темпеJ
ратуры (рис.2.1). Подвижные носители в области с высокой температурой имеJ
ют большие кинетические энергии и скорости, чем в области с более низкой
температурой. Вследствие этого носители начинают диффундировать из более
горячей области в более холодную область. Несмотря на то, что одновременно
происходит также и движение носителей из холодной области в горячую, поток
носителей из горячей области в холодную преобладает. Поэтому на холодном
конце полупроводника происходит накопление объемного заряда одного знака,
а на горячем – другого [35].
Появление объемных зарядов приводит к образованию в полупроводнике
электрического поля.
Если полупроводник n-типа, то направление напряженности образовавJ
шегося электрического поля будет совпадать с направлением теплового потока
носителей (рис.2.1,а). Так как технически движение электронов происходит от
минуса к плюсу, то из холодной области начинается отток электронов в более
горячую область. Если полупроводник p-типа (рис.2.1,б), то направление
18

Страницы