Интегральный преобразователь давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А БРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТ симметрии мембраны т оси симметрии к евьппает длину пре оны правлени ронам.н й резис е с нои полоски,ыду ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ИСАНИЕ И,(56) Патент США У 4079508,кл. 29/580, 1978.С 1 агЕ Я.К. Ргезвцге зепв 1 с 1 чдсудп Апдвосгорса 11 у ессЬей сЬ 1 п-д 1 арЬадхпргеззиге вепвогз - 1 ЕЕЕ Тгапвассопз оп Е 1 ессгоп Эеч 1 сев, 1979,ч, ЕП, У 12, р, 1887-1895.(54)(57) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬДАВЛЕНИЯ, содержащий квадратную мембрану из монокристаллического кремния,плоскость которой совпадает с основной кристаллографической плоскостью,а стороны ориентированы вдоль взаимно перпендикулярных направлений, и(50 4 С 01 Ь 9/04 расположенные по периферии мембраны тензорезисторы р-типа проводимости в Виде резистивных полосок, параллельные двум противоположным сторонам и перпендикулярные двум другим сторонам мембраны, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения чувствительности при сохранении допустимого уровня рассеиваемой мощности и температуры саморазогрева тензорезисторов, суммарйая площадь областей мембраны расположения тензорезисторов, включая промежутки между резистивными полосками, составляет не менее 207 от площади всей мембраны, а длина каждой последующей сФ резистивной полоски в направленииИзобретение относится к измерительной технике, в частности к интегральным тензопреобразователям, предназначенным для использования в различныхобластях науки и техники, связанныхс измерением давления.Известны интегральные преобразователи давления, содержащие квадратнуюмембрану из монокристалллическогокремния и тензореэисторы, расположенные на ней,Основными недостатками преобразователейявляются низкая чувствительность, а также невозможность уменьшения геометрических размеров мембраныпри сохранении чувствительности ибез ухудшения метрологических илиэксплуатационных характеристик преобразователя, 20Наиболее близким к предлагаемому,по технической сущности являетсяинтегральный преобразователь давления, содержащий квадратную мембрануиз монокристаллического кремния р-типа проводимости. Плоскость мембранысовпадает с кристаллографической плоскостью (00 1), а стороны ориентированывдоль взаимно перпендикулярных кристаллографических направлений с 011),На мембране методом диффузии сформированы четыре тензорезистора р-типа,объединенные в мостовую схему.Основным недостатком этого преобразователя является низкое значениечувствительности, Это объясняетсяпрактической невозможностью увеличения выходного сигнала за счет повышения напряжения питания, что связаносо значительным мощностным саморазогревом тензорезисторов,Целью изобретения является повышение чувствительности при сохранениидопустимого уровня рессеиваемой мощности и температуры транзорезисторов,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователе давления, содержащем мембрану иэ монокристаллического кремния, плоскость которойсовпадает с основной кристаллографической плоскостью, а стороны мембраныориентированы вдоль взаимно перпендикулярных кристаллографических направлений, и расположенные по перифериимембраны тензорезисторы р-типа проводимости в виде резистивных полосок,параллельные двум противоположнымсторонам и перпендикулярные двум другим сторонам мембраны, суммарная пло-щадь областей мембраны расположениятензорезисторов, включая промежуткимежду резистивными полосками, составляет не менее 203 от площади всеймембраны, а длина каждой последующейрезистивной полоски в направлении отстороны к оси симметрии мембраны ив направлении от оси симметрии мембраны к ее сторонам не превышает длину предыдущей резистивной полоски,На фиг, 1 схематично изображенпреобразователь давления на фиг.2 -фрагмент топологии тензочувствительной схемы преобразователя,Интегральный преобразовательдавленин представляет собой монокристалл1 кремния, в котором изготовлена мемб. -рана 2 квадратной формы, Плоскостьмембраны совпадает с кристаллографической плоскостью (001), а стороныориентированы вдоль взаимно перпендикулярных кристаллографических направлений (011), Тензорезисторы р-типапроводимости расположены в периферийных областях мембраны, причем тензорезисторы с одинаковым знаком чувствительности расположены у противоположных сторон мембраны. Тензорезисторы образованы последовательным соединением резистивных полосок 3 и 4.Объединение отдельных полосок в тензорезисторную структуру осуществленопри помощи соединительных областей 5.Контур мембраны показан пунктиром,Преобразователь работает следующимобразом.Давление, действующее на мембрану, вызывает изменение сопротивлениятранзисторов, расположенных на ней,что фиксируется измерительной схемой.Таким образом, использование предлагаемого преобразователя позволяетповысить чувствительность, расширитьдиапазон рабочих температур и уменьшить геометрические размеры мембраныи всего преобразователя,1075096 орректор О. Кравцова Те актор Н.Сильняг е Дид 743 писное к роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектн Тир НИИПИ Государстве по делам иэобрет 13035, Москва, Ж ж 847ного комитета СССРний и открытий5, Раушская наб., д,