Радіовимірювальні сенсори тиску на основі транзисторних структур з від’ємним опором

Abstract

У даній магістерській кваліфікаційній роботі було проведено аналіз сучасного рівня розробок конструкцій перетворювачів тиску, що дозволив визначити можливі шляхи поліпшення їх параметрів. Удосконалена фізико-математична модель деформаційних ефектів в напівпровіднику, а також математична модель деформаційних ефектів в МДН-тензотранзисторах. Отримано аналітичні вирази, які використовуються для визначення функції перетворення та чутливості радіовимірювальних частотних сенсорів тиску на основі біполярних та польових транзисторних структур з від’ємним опором. Розроблені частотні сенсори тиску на основі тензочутливих біполярних та польових транзисторних структур з ємнісним характером реактивної складової повного опору структури. Проведені експериментальні дослідження показали, що чутливість розроблених частотних сенсорів тиску на основі біполярних та польових транзисторних структури з від’ємним опором складає 0,5 – 3,0 кГц/кПа в діапазоні тиску 60 кПа – 125 кПа. За узагальненими показниками технічної досконалості, розроблені радіовимірювальні сенсори тиску кращі в 2,5 рази в порівнянні з існуючими. У п’ятому розділі описано рекомендації щодо охорони праці та безпеки при роботі з даним пристроєм та визначено області працездатності в умовах дії іонізуючого випромінювання та електромагнітного імпульсу. У шостому розділі проведено розрахунок кошторису витрат на виробництво пристрою та ефективність вкладених інвестицій.

In this master's qualification work was carried out to analyze the current level of development of structures of pressure transducers, which allowed to identify ways to improve their parameters. Improved physical and mathematical model of deformation effects in semiconductors, as well as the mathematical model of deformation effects in MOS tenzotransistors. Analytical expressions are used to determine the function of conversion and sensitivity of radio-frequency pressure sensors based on bipolar and field effect transistor structure with negative resistance. Developed frequency pressure sensors based on strain gauge sensitive bipolar and field effect transistor structures with capacitive reactive component of the impedance of the structure. The experimental results showed that the frequency sensitivity of the developed pressure sensors based on bipolar and field effect transistor structure with negative resistance is 0,5-3,0 kHz/kPa in the pressure range of 60 kPa - 125 kPa. For generalized indicators of technical perfection, pressure sensors designed radiomeasuring best 2,5 times compared with existing ones. The fifth sectiondescribesrecommendations forhealth and safetyat work withthis unitare evaluated-sti workablein terms ofradiationand electromagneticpulse. The sixth sectionestimatesthe calculation ofunitproduction costsand efficiencyof investment.