Напівпровідникові перетворювачі механічних величин з використанням поперечних тензоефектів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorМихайленко, Ігор Всеволодович
dc.date.accessioned2019-11-12T08:51:16Z
dc.date.available2019-11-12T08:51:16Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenThe purpose of the work is to develop a physical basis for transducers of mechanical values design and technology using transverse tenso-effects. The object of the research - characteristics of transverse effects caused by induced anisotropy in Si and Ge. The subject of research are transducers of mechanical values based on the transverse tenso-effects in Si and Ge. The result of the research is the development of both MEMS integrated pressure transducers and the industrial device for measuring the pressure of liquid media. The introduction substantiates the relevance of the topic, shows the relationship with scientific programs and plans, formulates purpose and objectives of scientific research, outlines the novelty and practical significance of the results obtained, indicates the personal contribution of the applicant, provides data on the validation of the results The First chapter analyzes phenomena leading to transverse effects. Consideration given in terms of anisotropy of conductivity, which is interpreted as the non-collinearity of the vectors of electric field and current. It allows using similar formal apparatus in the analysis of various effects. In particular, the cases of anisotropy induced by deformation and magnetic field have been examined. The Second chapter is devoted to the study of discrete tenso-emf transducers. In the proposed tenso-emf transducers, problems of matching the temperature dependencies of the sensitivity and impedances of individual strain gages are virtually eliminated. The dynamic range of the non-fixed tenso-emf transducer was about 120 dB. The Third chapter contains the results of the design and study of transducers using concentration effects in Ge in combination with other physical effects. New types of mechanical transducers proposed, such as differential tenso-transistor, non-contact linear displacement sensor, threshold angle sensors, and oscillistor-effect based force sensor. The Fourth chapter is devoted to the development of an integrated pressure transducer using MEMS technology. Problems of the physical principle of sensing element operation, optimization of the elastic element topology and design of the converter as a whole, as well as a choice of optimal manufacturing technology processes, are solved here. The sensitivity of the integrated transducer with a membrane thickness of 100 μm was 0.02 1/MPa at a nominal conversion range of 1 MPa and a 100% strength margin. Tests of the manufactured series of MEMS integrated transducer showed that the additive component of the error and its change in the range 233-373 K are, respectively, 1% and 1% ... 2% of the nominal signal, which is at least an order of magnitude smaller than the corresponding parameters of a strain gauge Wheatstone bridge. The Fifth chapter describes the design and test results of devices developed on the basis of tenso-emf transducers research. Such devices, introduced for industrial use, are remote manometer transducers PDM-2 and PDMT-1. These devices are designed to measure oil and bitumen wells pressure in the range 0 ... 2.5 MPa, with a nominal output signal of 100 mV. In addition, PDMT-1 transmits information about temperature. The PDM-2 device has passed the State Testing and was recommended for serial production. The conducted studies confirm the high potential of the practical application of transverse effects in multi-valley semiconductors for the development of mechanical values sensors.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена разработке физико-технологических принципов создания и исследованию преобразователей механических величин на основе поперечных эффектов в анизотропних полупроводниках. Разработаны физические основы построения преобразователей механических величин с использованием поперечных эффектов и проведено их исследование на экспериментальных образцах. Продемонстрирована перспективность использования преобразователей на основе эффекта тензо-э.д.с. как в дискретном, так и в интегральном исполнении для создания датчиков силы и давления, работающих в диапазоне температур 233-373K. Обнаружен ряд концентрационных эффектов в германии и предложены преобразователи оригинальных конструкций, таких как дифференциальный тензотранзистор, бесконтактный линейный датчик перемещений на основе магнитоконцентрационного эффекта, пороговые датчики угла поворота и силы на основе осциллисторного эффекта с возможностью управления порогом переключения. Проведенные исследования подтверждают перспективность практического использования поперечных эффектов в многодолинных полупроводниках для создания преобразователей механических величин.uk
dc.description.abstractukДисертація присвячена розробленню фізико-технологічних засад створення та дослідженню перетворювачів механічних величин на основі поперечних ефектів в анізотропних напівпровідниках. Розроблені фізичні основи побудови перетворювачів механічних величин з використанням поперечних ефектів і проведено їх дослідження на експериментальних зразках. Продемонстрована перспективність використання перетворювачів на основі ефекту тензо-е.р.с. як в дискретному, так і в інтегральному виконанні для створення датчиків сили і тиску, які працюють в діапазоні температур 233-373 K. Виявлений ряд концентраційних ефектів у германії і запропоновані перетворювачі оригінальних конструкцій, таких як диференціальний тензотранзистор, безконтактний лінійний датчик переміщень на основі магнітоконцентраційного ефекту, порогові датчики кута повороту і сили на основі осцилісторного ефекту з можливістю управління порогом переключення. Дослідження, що проведені, підтверджують перспективність практичного використання поперечних ефектів у багатодолинних напівпровідниках для створення перетворювачів механічних величин.uk
dc.format.page19 с.uk
dc.identifier.citationМихайленко, І. В. Напівпровідникові перетворювачі механічних величин з використанням поперечних тензоефектів : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.27.01 – твердотільна електроніка / Михайленко Ігор Всеволодович. – Київ, 2019. – 19 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/30025
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectанізотропіяuk
dc.subjectперетворювачі механічних величинuk
dc.subjectефект тензо-е.р.сuk
dc.subjectМЕМСuk
dc.subjectінтегральний перетворювач тискуuk
dc.subjectanisotropyuk
dc.subjecttransducers of mechanical valuesuk
dc.subjecttenso-emf-effectuk
dc.subjectMEMSuk
dc.subjectintegrated pressure transduceruk
dc.subjectанизотропияuk
dc.subjectпреобразователи механических величинuk
dc.subjectэффект тензо-э.д.сuk
dc.subjectМЭМСuk
dc.subjectинтегральный преобразователь давленияuk
dc.subject.udc621.382 043.744(043.3)uk
dc.titleНапівпровідникові перетворювачі механічних величин з використанням поперечних тензоефектівuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Mikhailenko_aref.pdf
Розмір:
1.42 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (МЕ)
Автореферати (вільний доступ)