Напівпровідниковий гігрометричний сенсор

Напівпровідниковий гігрометричний сенсор, який містить два польових транзистори, витоки яких з'єднано між собою, на затворі одного з яких створено гребінчасту структуру вологочутливого матеріалу, джерело постійної напруги, який відрізняється тим, що перший і другий польові транзистори є двозатворними, другий транзистор також є вологочутливим, крім того, введено перший, другий, третій і четвертий резистори, ємність й індуктивність, причому перший полюс джерела постійної напруги через перший резистор підключено до другого затвора першого воло U 1 3 Недоліком такого пристрою є недостатня точність і чутливість, особливо при вимірюванні малих значень вологості, що пов'язано з шумами, які вносить другий нечутливий до вологи польовий транзистор, а також незначними змінами параметрів струму, що проходить через вологочутливий польовий транзистор. В основу корисної моделі поставлено задачу створення напівпровідникового гігрометричного сенсора, в якому за рахунок введення другого чутливого польового транзистора і удосконалення вимірювальної схеми напівпровідникового гігрометричного сенсора підвищується чутливість вимірювання вологості при різних рівнях її вмісту в досліджуваному газовому середовищі. Поставлена задача досягається тим, що в напівпровідниковий гігрометричний сенсор, який містить два польових транзистора, витоки яких з'єднано між собою, на затворі одного з яких створено гребінчасту структуру вологочутливого матеріалу, джерело постійної напруги, причому перший і другий польові транзистори є двохзатворними, другий транзистор також є вологочутливим, крім того, введено перший, другий, третій і четвертий резистори, ємність й індуктивність, перший полюс джерела постійної напруги через перший резистор підключено до другого затвору першого волого чутливого двохзатворного польового транзистора і стока другого вологочутливого польового транзистора, через індуктивність приєднано до стокової області першого вологочутливого двохзатворного польового транзистора, через другий резистор підключено до витокових областей першого і другого вологочутливих двохзатворних польових транзисторів, другий полюс джерела постійної напруги через четвертий резистор приєднано до першого затвора другого вологочутливого двохзатворного польового транзистора, а через четвертий і третій резистори - до стокової області першого вологочутливого двохзатворного польового транзистора, коло послідовно з'єднаних індуктивності і ємності приєднано паралельно стоку першого і витоку другого вологочутливих двохзатворних польових транзисторів, вихід пристрою утворений стоком першого вологочутливого двохзатворного польового транзистора і загальною шиною, якою сполучено другий резистор і другий полюс джерела живлення. На кресленні представлено схему напівпровідникового гігрометричного сенсора, який містить джерело постійної напруги 9, яке через пер 42218 4 ший резистор 1 і другий резистор 2 підключено до першого двохзатворного вологочутливого польового транзистора 3 і другого двохзатворного вологочутливого польового транзистора 4, паралельно стокам яких підключено послідовне коло з третього резистора 5 і четвертого резистора 6. Послідовне коло з індуктивності 7 і ємності 8, паралельно якій підключено перше джерело постійної напруги 9. Вихід пристрою утворений стоком першого двохзатворного вологочутливого польового транзистора 3 і загальною шиною. Пристрій працює наступним чином. Волога, що міститься у досліджуваній газовій атмосфері, адсорбується вологочутливим шаром вологочутливих двохзатворних польових транзисторів 3 і 4, чим впливає на електричні, а саме частотні, параметри останніх, збуджуючи в них електромагнітні коливання. Підвищенням напруги джерела постійної напруги 9 через резистори 1 і 2 до величини, коли на електродах стік-стік вологочутливих двохзатворних польових транзисторів 3 і 4 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним включенням повного опору з ємнісним характером на електродах стікстік вологочутливих двохзатворних польових транзисторів 3 і 4 та індуктивністю 7. Ємність 8 запобігає проходженню змінного струму через джерело постійної напруги 9. При підвищенні рівня і адсорбції вологи, змінюється як ємнісна так і індуктивна складова повного опору на електродах стік-стік вологочутливих двохзатворних польових транзисторів 3 і 4, що викликає зміну резонансної частоти коливального контуру. Резистори 5 і 6 слугують для перерозподілу напруги від джерела постійної напруги 9 між виводами вологочутливих двохзатворних польових транзисторів 3 і 4 та забезпечення зворотного позитивного зв'язку між останніми. Використання запропонованого пристрою суттєво підвищує точність виміру вологості досліджуваного газу за рахунок перетворення величини вологості досліджуваного газового середовища в частотний сигнал за допомогою описаного частотного перетворювача, де в якості елементів коливального контуру використовується: ємнісного - структура на основі першого та другого вологочутливих двохзатворних польових транзисторів та індуктивного елемента, і в якому зміна ємності чутливого елемента під дією вологості перетворюється в ефективну зміну резонансної частоти. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 42218 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601