Газовый датчик

 

Использование: исследование или анализ материалов с помощью электрических средств путем определения теплоты, выделяющейся при химической реакции. Сущность изобретения: газовый датчик выполнен в виде полупроводниковой меззструктуры, содержащей внутри себя дза горизонтальных полупроводниковых перехода , на поверхность которой нанесена пленка катализатора. Мезаструктура размещена на диэлектрической ните, размещенной на полупроводниковой подложке, имеющей сквозное отверстие. Слом, образующие горизонтальные полупроводниковые переходы, имеют проводимости подложки , причем веохний и нижний слои - нмзкоомные, а средний, толщина которого не более 3-х диффузионных длин неосновных носителей зарядов, низкоомный и содержит мелкую и глубокую примеси противоположного знака. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) () >2 (5()5 G 01 N 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4774940/25 (22) 28.12.89 . (46) 15,09.92. Бюл, N. 34 (71) Науч но-исследова тел ьский институт

"Дельта" (72) А.В.Ерышкин, В.Н.Земский и В.В.Привезенцев (56) Павленко В,А. Газоаналиэаторы.- М,-Л.:

Машиностроение, 1965.

Proc. 2-nd Intern. Meeting an Chem, Sens.

Bordeux, Erance, 1986, р. 235. (54) ГАЗОВЫЙ ДАТЧИК (57) Использование: исследование или анализ материалов с помощью электрических средств путем определения теплоты, выделяющейся при химической реакции. СущИзобретение относится к исследованию или анализу материалов с помощью электрических средств, в частности, путем определения теплоты, выделяющейся при химической реакции.

Целью изобретения является увеличение точности измерения концентрации газового компонента в воздушной смеси и уменьшение потребляемой мо.цности, На фиг, 1 представлен предлагаемый газовый датчик. а на фиг. 2 — электрическая схема его включения, Датчик выполнен в виде полупроводниковой меэаструктуры, содержащей внутри себя два горизонтальных полупроводниковых перехода. На тыльной поверх-. ности мезаструктуры размещена пленка катализатора 5, а на другой поверхностиность изобретения: газовый датчик выполнен в виде полупроводниковой мезаструктуры, содержащей внутри себя два горизонтальных полупроводниковых перехода, на поверхность которой нанесена пленка катализатора. Мезаструктура размещена на диэлектрической ните, размещенной на полупроводниковой подложке, имеющей сквозное отверстие. Слои. образующие горизонтальные полупроводниковые переходы, име ат тип проводимости подложки, причем верхний и нижний слои— низкоомные, а средний, толщина которого не более 3-х диффузионных длин неосновных носителей зарядов, низкаамный и содержит мелкую и глубокую примеси противоположного знака. 2 ил. металлическая разводка 6. Диэлектрическая нетеплоправадящая мембрана 4 расположена на полупроводниковой подложке

1, имеющей сквозное отверстие больше размеров мезаструктуры и по размеру мембраны 4. На мезаструктуре на толщину нижнего слоя 1 с двух противоположных сторон сформированы две ступеньки. Слои, образующие горизонтальные полупроводниковые переходы, имеют тип проводимости подложки 1, причем внешние слои 1 и 3 — кизкоомные, а средний 2, толщина которого не более трех диффузионных д1ин неоснавных носителей заряда, высокоо лный, содержит мелкую и глубокую примеси противоположного знака, причем отношение концентраций неосновных и основных носителей заряда в нем более отношения времен жиз1762210 ни коротко- и долгоживущих носителей заряда, Датчик работает следующим образом.

Согласно фиг. 2 заявляемый датчик посредством металлических электродов 6 включается в цепь по постоянномутоку. При этом в цепи возникают синусоидальные автоколебания тока. Нагревательный элемент датчика п -типа проводимости 6-1-6 включается в автономную электрическую цепь. При подаче на катализатор исследуемой газовой смеси, содержащей анализируемую компоненту, например, водород, происходит каталитическая реакция окисления последнего на поверхности палладия, сопровождающееся выделением теплоты реакции. Это тепло регистрируется по изменению температуры n — т — п структуры 1-2-3, что приводит к изменению частоты синусоидальных автоколебаний тока в цепи. Для увеличения чувствительности можно увеличить температуру катализатора за счет пропускания большего тока через нагревательный элемент 6-1-6. Изменение частоты колебаний тока, характеризующее концентрацию детектируемого газа, регистрируется простым и надежным частотомером. Для контроля температуры заявляемого устройства в нем предусмотрен и -терморезистор 6-3-6.

Изобретение может быть использовано

5 в микроэлектронных измерителях компонентов газовых смесей.

Формула изобретения

Газовый датчик, выполненный в виде полупроводниковой трехслойной меэаст10 руктуры, содержащей внутри себя два полупроводниковых перехода и размещенной на нетейлопроводящей мембране, расположенной на полупроводниковой подложке с отверстием размером, превышающим раз15 мер мезаструктуры, на мезаструктуре со стороны отверстия размещена пленка катализатора, а с противоположной стороныэлектроды, отл ича ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения точности измерения

20 концентрации газа, слои, образующие горизонтальные полупроводниковые переходы, имеют тип проводимости подложки, причем внешние слои — низкоомные, а средний, толщина которого не более трех диффузионных

25 длин неосновных носителей заряда, — высокоомный и легирован примесями цинка и фосфора.

1762210

Составитель В. Привезенцев

Тех ред M.Мор гентал Корректор Н. Гунько

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 (Заказ 3255 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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