Полупроводниковый преобразователь перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - расширение диапазона измерения полупроводникового преобразователя перемещений, выполненного в виде полупроводниковой многосекционной транзисторной структуры, секции электродов стока 1 и истока 2 которой закреплены неподвижно и взаимно чередуются в направлении перемещения электрода затвора 4, установленного с возможностью линейного или углового перемещения относительно общей поверхности этих неподвижных электродов. При последовательном перекрытии соответствующих пар секций стока и истока электродом затвора 4 происходит "зажигание" очередного канала проводимости транзисторной структуры, сопротивление которой зависит от положения подвижного электрода затвора. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4741542/28 (22) 11.07.89 (46) 15,08.91, Бюл, Я 30 (71) Московский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) В.БЛапин и С,С,Коновалов (53) 621,317.39:531,71(088,8) (56) Окамото Угаи. Делитель напряжения на

МОП-транзисторе, ТИИЭР, N. 10. 1971, с.189 — 190. (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель — расширение диапазона

„„5U „„1670363 А1 измерения полупроводникового преобразователя перемещений, выполненного в виде полупроводниковой многосекционной транзисторной структуры. секции электродов стока 1 и истока 2 которой закреплены неподвижно и взаимно чередуются в направлении перемещения относительно общей поверхности этих неподвижных электродов. При последовательном перекрытии соответствующих пар секций стока и истока электродом затвора 4 происходит

"зажигание" очередного канала проводимости транзисторной структуры, сопротивление которой зависит от положения подвижного электрода затвора. 6 ил.

1670363

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и автоматике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения перемещений.

На фиг. 1 изображен полупроводниковый преобразователь линейных перемещений, общий вид; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1; на фиг.3 — вариант выполнения для измерейия угловых перемещений; на фиг.4 — электрическая схема включения преобразователя в измерительный мост постоянного тока, на фиг,5 — эквивалентная схема замещения многосекционной полупроводниковой структуры; на фиг.б — график изменения общего сопротивления полупроводникового преобразователя в функции перемещения.

Полупроводниковый преобразователь перемещений содержит металл-диэлектрик-полупроводниковую МДП-транзисторную структуру, выполненную в виде закрепленных неподвижно электродов 1 и 2 стока и истока, которые образованы п-поочередно расположенными секциями в теле полупроводниковой подложки. Общая ось 3 симметрии этих секций параллельна оси симметрии электрода затвора 4, установленного с воэможностью линейного х или углового и перемещения относительно поверхности неподвижных электродов транзисторной структуры.

Секции электродов истока 2 и стока 1 соединены между собой параллельно и включены в плечо измерительного моста постоянного тока (фиг.4).

Полупроводниковый преобразователь перемещений работает следующим образом.

При подаче электрического напряжения на металлический электрод затвора 4 МДПтранэистрной структуры происходит перераспределение носителей заряда в приповерхностной области полупроводниковой подложки и, как следствие. изменение сопротивления канала транзистора от бесконечности до некоторой величины, определяемой параметрами МДП-транзисторной структуры, Отсутствие напряжения на электроде затвора 4 аналогично отсутствию затвора вообще. Данное обстоятельство положено в основу принципа работы преобразователя перемещения на основе

МДП-структуры полевого типа.

В положении, когда электрод затвора 4 перекрывает всю область между электродами стока и истока, происходит "зажигание" всех каналов проводимости и-типа в много50

5

45 электродной МДП-структуре, сопротивление которой стремится к некоторому минимуму (фиг,б).

При перемещении электрода затвора за пределы электродов стока и истока беэ изменения величины зазора д между ними перераспределения носителей заряда не происходит, каналы проводимости между стоком и истоком не образуются, и сопротивление транзисторной структуры между стоком и истоком стремится к бесконечности, Перемещение металлического электрода затвора 4 вдоль оси 3 симметрии многосекционной полупроводниковой структуры вызывает поочередное "зажигание" проводящих каналов между очередными парами электродов исток — сток, перекрытыми затвором и с приложенным к нему напряжением U» между затвором и истоком, что приводит к изменению общего сопротивления преобразователя, Принцип работы данного преобразователя перемещений иллюстрирует эквивалентная схема замещания, представляющая собой систему параллельно соединенных цепей, содержащих одинаковые по сопротив ению резисторы R и электрические ключи К, Перемещение подвижного электрода затвора преобразователя аналогично поочередному замыканию электрических ключей данной схемы, что приводит к изменению ее общего сопротивления Ямщ по экспоненциальному закону (фиг,5)

R общ = п где R — сопротивление одного резистора; п — число замкнутых ключей.

В результате секционирования электродов стока и истока обеспечивается значительно более широкий диапазон измеряемых перемещений как линейных, так и угловых (почти до 360 ).

Формула изобретения

Полупроводниковый преобразователь перемещений, содержащий полупроводниковую транзисторную структуру, выполненную в виде закрепленных неподвижно электродов стока и истока и установленного с воэможностью перемещения вдоль их поверхностей электрода затвора, о т л и ч а юшийся тем. что, с целью расширения диапазона измерения, электроды стока и истока выполнены в виде нескольких поочередно расположенных секций, имеющих общую ось симметрии, параллельную оси симметрии электрода затвора.

1670363

А-А

1670363 (х)

Составитель В. Лузинский

Редактор С. Лисина Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Кучерявая

Заказ 2736 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101