Mikroelektronikai szenzorok és alkalmazástechnikájuk

Tartalom

TARTALOMJEGYZÉK
Bevezetés
1. A szenzorok felosztása és csoportosítása 1
2. Félvezetőfizikai alapok 5
2.1. Energiasávok és energiaszintek a félvezetőben 5
2.2. Mozgékonyság és vezetőképesség 11
2.3. Gerjesztési és rekombinációs folyamatok 12
2.4. Áramok a félvezetőben 14
2.5. Apn-átmenet 16
2.6. Fém-félvezető átmenetek 21
2.7. Vegyületfélvezetők, heteroátmenetek 23
3. Mikroelektronikai érzékelőtípusok, adatlapjellemzők 27
3.1. Érzékenység 27
3.2. Linearitás 27
3.3. Működési sebesség 28
3.4. Zaj : 28
3.5. Stabilitás 29
3.6. Határadatok 29
3.7. Szerkezeti jellemzők 30
4. Hőmérsékletérzékelők 33
4.1. Hő és hőmérséklet 33
4.1.1. A hőátadás formái 35
4.1.2. Hőparaméterek elektromos megfelelői 38
4.2. A hőelektromos hatások fizikai alapjai 39
4.2.1. A Seebeck-hatás 40
4.2.2. A Peltier-jelenség 42
4.2.3. A Thomson-jelenség 43
4.3. Hőszenzor típusok 43
4.3.1 .Ellenállás típusú hőszenzor 43
4.3.2. A pn-átmenetes hőszenzorok 46
4.4. lnfrasugár érzékelők 48
4.4.1. Bolométerek 49
4.4.2. Golay-detektor 50
4.4.3. Piroelektromos detektorok 51
4.5. Hőszenzorok illesztőáramkörei, alkalmazási példák 53
4.5.1. Áramgenerátorok 54
4.5.2. Hőérzékelők linearizálása 60
5. Fényérzékelők 66
5.1. Fény-félvezető kölcsönhatások, fényérzékelő típusok 67
5.2. Fotoellenállás 71
5.3. Fényelemek és fotodiódák 74
5.3.1. Fényelemek 74
5.3.2. Fotodiódák 75
5.3.3. Schottky-diódák 77
5.3.4. Lavina-fotodiódák 79
5.3.5. Heteroátmenetes fotodiódák 81
5.4. Több pn-átmenetes fotoérzékelők 85
5.4.1. Fototranzisztorok 85
5.4.2. Fototirisztorok 87
5.5. Alkalmazások, illesztőáramkörök 88
5.5.1. Fotoellenállás 88
5.5.2. Fényelemek és fotodiódák 91
5.5.3. Lavina-fotodióda 96
5.5.4. Fototranzisztor 100
6. Sugárérzékelők 103
6.1. A nagyenergiájú sugárzások fajtái 103
6.1.1. Az a-sugárzás 103
6.1.2. A p-sugárzás 104
6.1.3. A y- és röntgensugárzás 105
6.1.4. Neutronsugárzás 106
6.2. Mértékegységek 107
6.3. A félvezető-alapú sugárzásérzékelők működési elve 110
6.4. Illesztőáramkörök 117
7. Száloptikás szenzorok 121
7.1. A fényvezető szálak anyagi jellemzői 121
7.2. Száloptikás érzékelő konstrukciók 123
7.3. Száloptikás érzékelők alkalmazási lehetőségei 128
8. Mágneses érzékelők 132
8.1. Magnetorezisztor 132
8.2. Hali-generátor 134
8.3. Mágneses érzékelő-típusok 136
9. Rugalmas deformációt mérő eszközök 142
9.1. Piezoelektromos érzékelők 142
9.2. Piezorezisztív érzékelők 143
9.3. Kapacitív nyomásérzékelők 147
9.4. pn-átmenetes érzékelők és MOSFET struktúrák 151
9.5. Kapcsolási példák 152
10. Kémiai érzékelők 161
10.1. Gázérzékelők 161
10.2. Ionérzékelők 170
10.3. Nedvességérzékelők 172
10.4. Illesztőáramkörök 175
11. Jelfeldolgozó rendszerek 179
11.1. Multiszenzoros adatbeszerző rendszerek * 179
11.2. Számláló típusú áramköri rendszerek
11.3. Jelátalakítók 184
11.4. Analóg mérésgyűjtő megvalósítása mikrokontrollerrel 185
Irodalomjegyzék 191

Témakörök