Тензочувствительный интегральный преобразователь

 

Изобретение относится к полупроводниковой измерительной технике и может быть использовано при конструировании полупроводниковых датчиков давления. Цель изобретения - повышение чувствительности. Тензопреобразователь содержит упругий элемент и мостовую тензосхему. Мостовая тензосхема включает две пары основных МДП-тензотранзисторов взаимодополняющих типов проводимости, соединенных между собою в парах стоковыми выводами, и два дополнительных МДП-тензотранзистора. Между истоком и затвором каждого из основных тензотранзисторов включены тензорезисторы. Дополнительные тензотранзисторы включены между затворами основных МДП-тензотранзисторов, составляющих противоположные плечи мостовой схемы. Затвор и сток каждого из дополнительных МДП-транзисторов соединены между собой. Описан также вариант мостовой схемы на комплементарных биполярных тензотранзисторах. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании полупроводниковых тензодатчиков. Цель изобретения - увеличение чувствительности. На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 - схема преобразователя на биполярных тензотранзисторах. Преобразователь содержит размешенную на упругом элементе (не показан) мостовую схему из соединенных между собой стоковыми выводами двух пар МДП-тензотранзисторов 1, 2 и 3, 4 взаимнодополняющих типов проводимости, между истоком и затвором каждого из которых включены тензорезисторы 5-8, а между затворами тензотранзисторов 1,4 и 2, 3 каждой пары противоположных плеч моста включены МДП-тензотранзисторы 9 и 10 соответственно того типа проводимости, что и у соседних с ними тензотранзисторов. Затвор каждого из МДП-тензотранзисторов 9 и 10 соединен со стоком. Преобразователь (фиг. 2) на биполярных тензотранзисторах также содержит мостовую схему из соединенных между собой коллекторами двух пар биполярных тензотранзисторов 11, 12 и 13, 14 взаимодополняющих типов проводимости, между эмиттером и базой каждого из которых включены тензорезисторы 15-18 соответственно, а между базами тензотранзисторов 11, 14 и 12, 13 каждой пары противоположных плеч моста включены тензорезисторы 19, 20 того же знака тензочувствительности. Преобразователь работает следующим образом. Под действием деформации малые изменения тока МДП-тензотранзисторов 1-4 моста вызывают большие изменения напряжения на его выходе из-за большого выходного сопротивления. Кроме того, под действием деформации происходит изменение сопротивлений тензорезисторов 5-8 между затвором и истоком транзисторов 1-4, а также изменение токов тензотранзисторов 9 и 10, что приводит к изменениям потенциалов на затворах тензотранзисторов 1-4 моста. Знаки тензочуствительности транзисторов 9 и 10 выбраны таким образом, что в результате происходит дополнительное изменение напряжения на выходе моста, совпадающее с имеющимся изменением напряжения, вызванным тензочувствительностью транзисторов 1-4 и тензорезисторов 5-8, т. е. увеличивается чувствительность преобразователя. Преобразователь на биполярных тензотранзисторах работает аналогично. Преобразователь обладает повышенной чувствительностью, причем повышение чувствительности достигается при использовании меньшего числа тензокомпонентов, чем понадобилось бы при наращивании числа тензокомпонентов в каждом плече мостовой схемы. Благодаря этому уменьшается используемая площадь упругого элемента, а в ряде случаев и габариты преобразователя. (56) Авторское свидетельство СССР N 491059, кл. G 01 B 23/18, 1973. Авторское свидетельство СССР N 783573, кл. G 01 B 7/18, 1979.

Формула изобретения

ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащее упругий элемент и расположенную на нем мостовую схему, включающую две пары комплементарных МДП-тензотранзисторов, включенные в смежные плечи мостовой схемы стоковыми выводами, и четыре тензорезистора, включенных по одному между истоком и затвором каждого из МДП-тензотранзисторов, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, в мостовую схему дополнительно введены два МДП-тензотранзистора, включенных по одному между затворами МДП-тензотранзисторов составляющих противоположные плечи моста, причем затвор и сток каждого из дополнительных МДП-транзисторов соединены между собой, а знак тензочувствительности дополнительных МДП-тензотранзисторов совпадает со знаком тензочувствительности МДП-транзисторов мостовой схемы, с которыми дополнительные МДП-транзисторы соединены.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2