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HALBLEITER-DEHNUNGSWANDLER
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Halbleitergerätebaus
und betrifft insbesondere Elalblelter-Dehnungswandler für wärmetechnische und mechanische
Parameter und kann für die Messung von Kraft, Druck, erstellung, Beschleunigung
usw. verwendet werden.
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Es ist ein Halbleiter-Dehungswandler, beispielsweise für Druck bekannt
(s. Reklameschrift der Firma Schlumberger Fichte Technique 76008, Mai 1976), der
einen als n-leitende Siliziummonokristallplatte ausgeführten Fühler, in dem Dehnungswiderstände
durch Diffusion von Akzeptormaterial in die Platte hergestellt sind. Die Isolierung
der Dehungswiderstände gegeneinander wird durch die bei der Diffusion gebildeten
pn-Übergänge realisiert. Die Dehnungswiderstände sind zu einer Brücken- bzw Difterentialschaltung
geschaltet, wobei das Ausgangssignal dieser Schaltung dem Meßparameter
(beispielsweise
Druck) proportional ist. Da außer dem Meßparameter das Ausgangssignal von der Temperatur
ab hangt, was einen zusätzlichen Fehler in die Messung einbringt, enthält der bekannte
Dehnungswandler eine elektrische schaltung zur Kompensation des Ausgangssignals
mit individueller Abstimmung.
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Der bekannte Dehnungswandler kann bei einer Umgebungstemperatur von
nicht über 120 Oc; arbeiten, da die Isoliereigenschaften der Silizium-pn-Übergange
bei höheren Temperaturen verschwinden.
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Darüber hinaus hat dieser Dehnungswandler eine relativ niedrige Empfindlichkeit,
da die Größe der Speisespannung für die Schaltung, der das Ausgangssignal proportional
ist, durch die Durchschlagsspannung Ub des pn-Überganges begrenzt ist (Ub beträgt
gewöhnlich einige Volt).
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Es ist auch zu betonen, daß die gegenwärtig entwickelten Schaltungen
mit individueller Abstimmung die erforderliche Umsetzungsgenauigkeit in einem Temperatur
bereich von mehr als 120°C nicht sichern. Dies ist dadurch bedingt, daß das Ausgangssignal
des Dehnungswandlers stark und nichtlinear von der Temperatur, bei der der Dehnungswandler
arbeitet, abhängt, was durch die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Parameter
der Halbleiter-Dehnungswiderstände (darunter der oilizium-Dehnungswiderwtande) hervorgeruien
isc. Aber die Eigenschaften der heute benannten Halbleitermaterialien sind derart,
daß das Ausgangssignal der dehnungsempfindlichen
Schaltung mit
Dehnungswiderständen aus diesen katerialen nicht unabhängig von der Temperatur gemacht
werden kann.
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Bekannt ist auch ein Fühler (Dehnungswiderstand) für Dehnungswandler
(s. Urheberschein der UdSSR Nr. 193769, erteilt am 13.03.1967), der aus Siliziumkarbid
mit einer Stickstoffkonzentration von 7,3.1015 cm-3 ausgeführt ist und stabile Dehnungsmeßdaten
im Temperaturbereich bis 8000C hat.
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Jedoch wird dieser Fühler durch eine wesentliche Temperaturabhängigkeit
des Widerstandes, die Siliziumkarbid mlt oben angegebenen Stickstoffgehalt eigen
ist, und folglich durch eine Temperaturinstabilität des Ausganiiuls ge-Kennzeichnet
Der Umstand, daß der erwähnte Fühler einen separaten Dehnungswiderstand darstellt,
macht eine Befestigung dieses Fühlers an dem elastischen Element des Wandlers notwendig;
hierbei entsteht eine Hysteresis und ein Kriechen, die mit der Zwischenschicht verbunden
sind.
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Bekannt ist auch ein Halbleiter-Dehnungsdruckwandler (s. Elektlonnaja
technika, heihe II, heft 2, 1976, J. 43), der einen Fühler enthält, als Saphirmonokristallträger
mit auf diesem angeordneten Epitexial-Dehnungswiderständen aus p-leitender Siliziummonokristallschicht
ausgefülirt ist, die eine Brücken-DehnungSmeBßchaltung bilden, welche ausgangsseitig
mit dem Eingang einer Signalwandlereinheit verbunden ist.
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Die Dehnungswiderstände sind bei diesem Dehnungswahler aus Siliziumschicht
mit einem spezifischen Widerstand von 0,005
bis 0,009 Ohm.cm (was
einer Defektelektronenkonzentration p=3,2.1019...1,4.1019 cm-3 entspricht) ausgeführt.
Dieser wandler ist frei von den mit dem vorhandenen pn-Übergang verbundenen Mängeln.
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Jedoch haben bei diesem Dehnungswandler die Dehnungswiderstände,
die die Brückenschaltung bilden, verschiedene widerstandstemperaturkoeffizienten,
was zu einer starten Temperaturabhängigkeit der AnfangsverstimmunsspaJinung der
Brücke führt und die Umsetzungsgenauigkeit herabsetzt.
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Darübci. hinaus ist der bekannte Dehnungswandler durch eine wesentliche
Temperaturabhängigkeit des Ausgangssignals gekennzeichnet, die zum Erhalten eines
Präzisionswandlers eine komplizierte Temperaturkompensationsschaltung mit individueller
Abstimmung erfordert und den Arbeitstemperaturbereich begrenzt (für den erwähnten
Dehnungswandler beträgt dieser Bereich nur 20...42°C).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halbleiter-Dehnungswandler
zu schaffen, bei dem die Dennungswiderotände aus einem solchen iialblei eriiia erial
hergestellt sind, das die Gewinnung eines von der Umgebungstemperatur in einem weiten
Bereich unabhängigen Ausgangssignals der dehnungsempfindlichen Schaltung des Dehnungswandlers
sichert.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem Halbleiter-Dehnunswandler,
der einen Fühler enthält, der als Saphirmonokristallträger mit auf diesem angeordneten
p-leitenden
epitaxialen Siliziumdehnungswiderständen, die eine dehnung 5 empi' indl iche Brücken-
bzw. Differentialschaltung bilden, welche ausgangsseitig mit dem eingang einer Signalwandlereinheit
verbunden ist, ausgeführten Fühler enthält, gemäß der Erfindung die Defektelektronenkonzentration
in dem silizium 3,5.1019 - ).102° cm 3 beträgt.
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Im Falle, wenn als Speisequelle für die dehnungsempfindliche Schaltung
eine Gleichstromquelle verwendet wird, ist es vorteilhaft, die Defektelektronenkonzentration
in dem Silizium gleich (3,5-9)19 cm 3 zu wählen.
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Falls jedoch als Speisequelle für die dehnungsempfindliche Schaltung
eine Gleichspannungsquelle genutzt wird, ist es vorteilhaft, die Defektelektronenkonzentration
in dem Silizium gleich (1,8-3) 1020 cm 3 zu wählen.
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Messungen in einem weiten Bereich von positiven und negativen Temperaturen
bei einer verhältnismäßig einfachen konstruktiven Lösung können gesichert werdeii,
wenn auf dem Saphirträger des Halbleiter-Dehnungswandlers mit der dehnungsempfindlichen
Schaltung, die aus einer Gleichstromquelle gespeist wird, eine zusätzliche dehnungsempfindliche
c1iltung, welche aus einer Gleichspannungsquelle gespeist wird, angeordnet ist,
und die Ausgänge beider dehnungsempfindlichen Schaltungen mit dem Eingang der Signalwandlereinheit
über ein Umschaltelement vom Relaistyp, in dessen Steuerkreis. ein Epitaxialthermistor
aus p-Silizium mit einer Defektelektronenkonzentration von 3,5.1019 - 3.1020 cm
der in der nichtverformbaren Zone bzw. in der nichtdehnungsempfindlichen
wichtung
des Saphirträgers angeordnet ist, verbunden sind.
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Der gemäß dieser Erfindung ausgeführte Halbleiter-Dehnungswandler
weist folgende Vorteile auf. Es wird wesentlich der Arbeitstemperaturbereich erweitert
(von -200 bis +200°C) und die Umwandlungsgenauigkeit erhöht. Infolge der Unabhängigkeit
des Ausgangssinals der dehnungsempfindlichen Schaltung von der Temperatur erübrigt
sich die elextronische Temperaturkompensationsschaltung, was die elektronische Signalwandlerschaltung
vereinfacht.
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Nachstehend wird die Erfindung durch die Bescireibung konkreter Ausführungsbeispiele
mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Halbleiter-Dehnungsdruckwandler
(Längs schnitt); i'ig. 2 Draufsicht auf den Dehnungswandler gemäß Fig. 1; Fig. 3
die Schaltung eines Dehnungswandlers mit in Brücke geschalteten Dehnungswiderständen;
Fig. 4 4 die Abhängigkeit des Widerstandstemperatuikoeffizienten für Siliziumschichten
auf p-leitendem Saphir von dem spezifischen vliderbtand; Fig. 5 die Abhängigkeit
der Summe der lfiderstands- und Dehnungsempfindlichkeitstemperaturkoeffizienten
für Siliziumschichten auf p-leitendem Saphir von dem spezifischen Widerstand;
Fig.
6 die Abhängigkeit des Dehnungsempfindlichkeitstemperaturkoeffizienten für Siliziumschichten
auf p-leitendem Uaphir von dem spezifischen Widerstand; ig. 7 einen Fühler eines
Halbleiter-Dehnungsdruckwandlers mit zwei dehnungsempfindlichen Schaltungen, Längsschnitt;
Fig. 8 Draufsicht auf den Fühler des Dehnungswandlers gemäß Fig. 7; Fig. 9 das elektrische
Blockschema des Halbleiterwandlers gemäß Fig. 7, 8; Fig. 10 die Temperaturabhängigkeit
der relativen Änderung des Widerstandes eines Theimistors; Fig. 11 die Temperaturabhängigkeit
der Ausgangssignale der dehnungsempfindlichen Schaltungen und der steuerbaren Umschalteinrichtung.
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Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Halbleiter-Dehnungswandlers, gegebenenfalls eines Druckwandlers, der ein zylinderförmlges
Gehäuse 1 mit einem an einer beite desselben angeordneten stutzen 2 zur Zuführung
des Druckes P enthält. An der anderen Seite des Gehäuses 1 ist auf bekannte Art,
beispielsweise durch Löten, ein Fühler ), bestehend aus einem als Membran mit einer
Wulst am Umfang ausgefillirten Saphirträgers 4 und am Membranrad paarweise parallel
und senkrecht zum Membranradius angeordneten epitaxialen Siliziumdehnungswiderständen
5 befestigt. Die Ebene des Saphirträgers 4 hat; eine Orientielung (1012), die epitaxialen
Siliziumtransistoren 9 sind
in der Ebene (100) längs der Richtungen
[011] und [011] angeordnet und habeneine Kontaktfläche 6.
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Die Dehnungswiderstände 5 sind in Brücke gemaß ?ig. 3 geschaltet.
Die eine Brückendiagonale ist an die bpeiseeinheit 7, die eine Gleichstromquelle
io oder eine Gleichspannungesquelle U darstellen kann, angeschlossen. Die andere
Brückendiagonale bildet den Ausgang des dehnungsempfindli chen Schaltung und ist
mit dem Eingang der Signalwandlereinheit 8 verbunden.
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Der Halbleiter-Dehnungswandler funktioniert wie folgt.
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Bei der Speisung der Brückenschaltung und beim Ausbleiben des Druckes
P wird die Membran 4 nicht verformt, der .iiderstand der Dehnungswiderstände 5 ändert
sich nicht und das Ausgangssignal der abgeglichenen Brücke ist gleich Null.
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Bei Zuführung des Druckes P wird der Saphiiträger 4 (die Membran)
gebogen und verformt die Silizium-Dehnungswiderstnnde . Unter der Wirkung der Verformung
ändern die Dehnung widerstände 5 ihren Widerstand R, wobei das Vorzeichen der Widerstandsänderung
von der Anordnung der Dehnungswiderstände 5 gegenüber dem Membranradius abhängt.
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Die Abhängigkeit des Widerstandes R des Dehnungswiderstandes von
der Temperatur T und der Verformung 8 kann wie folgt ausgedrückt werden R(T,#) =
R(T) [1+K(T)#], (1) worin K(T) der Koeffizient der Dehnungsempiindlichkeit ist.
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Hierbei kann man das Ausgangssignal U der Brückenschaltung
bei
Speisung derselben mit Gleichspannung U0 wie folgt ausdrücken: U (T, ) = U0 K (T)
, (2) und bei Speisung der Schaltung mit Gleichstrom io -U (T,#) = i@R (T) K (T)#
Da die Verformung # der Dehnungswiderstände an dem Fühler proportional dem zu messenden
Parameter S (gegebenenfalls Druck P) ist, d.h.
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= A (T) S (3) so kann man das Ausgangssignal wie folgt ausdrücken
U (T,S) = UoK (T).A (T).S (4) und U (T,S) = i@R (T).K(T).A(T).S (4') jeweils bei
Speisung mit Gleichspannung U0 und mit Gleichstrom i@.
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Erforderliche Bedingung für die Temperaturstabilität (d.h. für das
Ausbleiben der Temperaturabhängigkeit) des Ausgangssignals ist
jeweils bei Speisung mit Gleichspannung und mit Gleichstrom.
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Bezeichnet man den Widerstandstemperaturkoeffizienten der Dehnungswiderstände
mit
den Dehnungsempfindlichkeitstemperaturkoeffizienten mit
und den Elastizitätsteinperaturkoefizienten des Dehnungswandlers
mit
so kann man die Bedingungen (5) und (5') wie folgt ausdrücken αK + αA
= 0 (6) und αR + αK + αA = 0 (6') Da αA gewöhnlich klein
ist, so nehmen die Temperaturstabilitätsbedingungen des Ausgangssignals der Brückenschaltung
folgende l'orm an: αK # 0 (7) und αR + αK # 0 (7') jeweils bei
speisung der Schaltung mit Gleichspannung und Gleichstrom. Die Temperaturstabilitätsbedingungen
(6), (6') und (7), (7') bleiben auch bei der Differentialschaltung der Dehnungswiderstände
erhalten.
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Die auf einem Saphirträger gezüchtete einkiistalline Siliziumschicht
unterscheldet sich in ihren Charakteristiken stark von dem aus einer Schmelze durch
Diffusion bzw. Autoepitaxie gezuchteten Volumensilizium. Die ßesonderheiten der
Siliziumschichten auf Saphir sind damit verbunden, daß sich wegen der verschiedenen
Wärmedennungskoeffizienten für Silizium und Saphir die Siliziumschicht auf Saphir
in stark verspannten Zustand befindet. Infolge des durch die erwähnte verspannung
der Schicht hervorgerufenen tensoresitiven Effektes wird der Anfangsarbeitspunkt
für einen Dehnun£swiderstand auf der Grundlage eines auf einem Saphiiträger gezüchteten
einkristallinen
Siliziumschicht gegenüber dem Anfangsarbeitspunkt für einen auf der Grundlage von
Difiusions-bzw. Autoepitaxialsilizium hergestellten Dehnungswiderstand verschoben.
Diese Verschiebung des Arbeitspunktes führt zu einer Änderung sowohl des Dehnungsempfindlichkeitskoeffzienten
K -£ als auch des Temperaturempfindlichkeitskoeffizienten αK desselben, da
die verschiebung des Arbeitspunktes von der Temperatur abhängt.
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Darüber hinaus ändert sich infolge des durch die erwähnte thermische
Verspannung der auf saphir gezüchteten biliziumschicht auch der Widerstandswert
R des Dehnungswiderstandes (im Vergleich zu unverformtem Silizium) und der Temperaturabhängigkeitskoeffzient
desselben, da die thermische Verspannung von der Temperatur abhängt. Somit unterscheiden
sich die Werte des Widerstandstemperaturkoeffizienten αK und des Dehnungsempfindlichkeitstemperaturkoeffizienten
αK für Siliziumschicht von den entsprechenden Werten für Volumensilizium.
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Die Dehnungswiderstände 5 sind bei dem in Fig. 1, 2 wiedergegebenen
Fühler aus mit Bohr legierter Siliziumchicht auf Saphiträger mit einer Defektelektronenkonzentration
von 3,5.1019-3.1020 cm-3 (was einem spezifischen Widerstand # = 0,0045 - 0,0006
Ohm.cm entspricht) hergestellt. Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit des Widerstandstemperaturkoeffizienten
der Siliziumscnicht von dem spezifischen Widerstand x bei verschiedenen Werten der
Temperatur. Es ist ersichtlich,
daß in dem gewählten Bereich der
# -Wert der Widerstandstemperaturkoeffizient sich geringfügig in einem weiten Änderungsbereich
der Temperatur T ändert und ist auch schwach von dem spezifischen Widerstand der
Silizumepitaxialschicht abhängig. Bei der angegebenen Defektelektronenkonzentration
haben die unvermeidlichen technologischen Streuungen des spezifischen Widerstandes
in einzelnen Dehnungswiderständen einen geringen Einfluß auf deren Widerstanstemperaturkoeffizienten;
deshalb ist die Anfengsverstimmungsspannung der Brücke praktisch unabhangig von
der Temperatur. Darüber hinaus wiid bei solcnen werten der Defektelektronenkonzentration
dank der Sättigung der Akzeptorbeimischung im Silizium die Homogenität der elektrischen
Eigenschaften der Epitaxialschicht erhöht, was zu einer zusätzlichen Verminderung
der Streuung des Widerstandstemperaturkoeffizienten der Dehnungswiderstande und
zu einer weiteren Senkung der Temperaturabhängigkeit der Anfangsverstimmung führt.
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Bei der Ausführungsvariante des Dehnungswandlers nach Fig. 1, 2 wurden
die Dehnunswiderstände 5 aus einer mit Bor legierten Siliziumepitaxialschicht mit
einer Defektelektronenbonzentration (5,5-9) 1019 cm 3 (was einem # = 0,0045 -0,002
Ohm.cm entspricht) hergestellt, während die dehnungsempfindliche Brückenschaltung
mit Gleichstrom ; gespeist wurde (Fig. 3). In diesem Falle wird die Temperaturstabilitätsbedingung
des Ausganssignals durch den Ausdruck (6') beschrieben. In Fig. 5 ist die Abhängigkeit
der Summe des
Widerstandstemperaturkoeffizienten und des Dehnungsempfindlichkeitstemperaturkoeffizienten
für p-leitende Siliziumepitaxialschichten auf Saphir von dem spezifischen Widerstandf
derselben gezeigt. Es ist ersichtlich, daß die Bedingung (6') für den gewählten
Bereich der spezifischen Widerstände der erwähnten Schichten in einem weiten Temperaturbereich
(zumindest im Intervall von -100 bis +200°C) erfüllt wird, so daß das Ausgangssignal
der dehnungsempfindlichen Schaltung nicht von der Temperatur in dem erwähnten Bereich
abhängt (Kurve 9, gestrichelte Linie in jiL. 11).
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Bei der anderen Ausführungsvariante des Dehnunswandlers entsprechend
E'i. 1, 2 wurden die Dehnungswinderstände 5 aus einer mit Bor legierten Siliziumepitaxialschicht
mit cinor Defektelektronenkonzentration (1,8-3) 1020 cm-3 (was einem Widerstand
# = 0,0009 - 0,0006 Ohm.cm entspricht) hergestellt, während die dehnungsempfindliche
Brückenschaltung mit Gleichspannung U0 gespeist wurde (Bild 3). In diesem Falle
wird die Temperaturstabilitätsbedingung für das ;usgangssignal durch den Ausdruck
(6) beschrieben. I?£. 6 zeigt die Abhäugigkeit des Dehnungsempfindlichkeitstemperaturkoeffizienten
für p-leitende Siliziumepitaxialschichten auf Saphir von dem spezifischen Widerstand
# derselben. Es ist ersichtlicu, daß für den gewählten Bereich der spezifischen
iderstände # die Bedingung (6) näherungsweise in einem weiten Bereich niedriger
Temperaturen (zumindest von
-200 bis 0 °C) erfüllt wird, so daß
das Ausgangssignal der dehnungsempfindlichen Schaltung in dem erwähnten Bereich
fast unabhängig von der Temperatur ist kurve 10, Strichpunktlinie in Fig. 11).
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Noch eine Ausführungsvariante des Halbleiter-Dehnungswandlers ist
in Fig. 7, 8 gezeigt.
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Bei dieser Variante ist die Metallmembran 11 zu einem Stück mit dem
Gehäuse 12 ausgeführt, das einen kaum zur Zuführung des Druckes P (Stutzen am Boden
des Gehäuses 12 in lig. 7 nicht gezeigt) mit an dieser auf oekannte Art (beispielsweise
durch Löten) befestigtem in kristallografischer Ebene (1012) ausgeschnittenem Saphirträger
enthält.
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Auf dem Träger 13 sind Epitaxialdehnungswiderstände 14 formiert, die
aus einer mit Bor legierten Siliziumschicht mit einer Defektelektronenkonzentration
(3,5 - 9) cm-3 hergestellt, am äußeren Rand der Membran 11 paarweise längs und quer
zum Radius der Membran 11 in den kristallografischen Richtungen [110] und [110]
des Siliziums angeordnet und in eine Brückenschaltung I mit Kontaktflächen 15 geschaltet
sind.
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Darüber hinaus sind auf dem Träger 13 durch selektive Diffusion von
Bor Epitaxialdehnungswiderstände 16 formlext, die aus einer mit Bor legierten Siliziumschicht
mit einer Defektelektronenkonzentration (1,8 - 3) 1020 cm 3 hergestellt, auch am
äußeren hand der Membran 11 paarweise längs und quer zum Radius der Membran in den
kristallografischen Richtungen [110] und [110] angeordnet und in eine Brückenschaltung
II mit
Kontaktflächen 17 geschaltet sind. Auf dem Träger 13 ist
auch ein Epitaxialthermistor 18 mit Kontaktflächen 19 formiert, der aus einer mit
Bor legierten Siliziumschicht mit einer Defektelektronenkonzentration 3,5.1019 -
3.1020 cm-3 hergestellt und bei der beschriebenen Variante auf dem nichtverformbaren
Teil des Trägers 13 über der seitenwand des Gehäuses 12 angeordnet ist. Der Thermistor
18 kann auch in dtr nichtdehnungsemp£indlichen Richtung des Saphirträgers 13 angeordnet
sein.
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Die dehnungsempfindliche Brückenschaltung II (Fig. 9) wird aus der
Gleichspannungsquelle 20 mit Gleichspannung U0 gespeist; die dehnungsempfindliche
Brückenschaltung 1 wird von der Gleichstromquelle 21 mit Gleichstrom io gespeist,
woDei die Werte von U0 und io derart gewählt werdeii, daß bei einer bestimmten Temperatur
to in dem Bereich -100 °C...-0°C (beispielsweise bei t = -50°C) die Ausgangssignale
beider Dehnungsmeßschaltungen I und II bei einem bestimmten Druck P gleich sind,
d.h. UI (P) = UII (P). Die Au:gänge der Dehnungsmeßschaltungen I und II sind mit
den Eingängen eines steuelbaren Umschaltgliedes 22 vom Relaistyp, zum Beispiel,
eines Triggeis, dessen Ausgang seinerseits mit dem Eingang einer Signalwandlereinheit
23 in Verbindung steht, verbunden. In den Steuerkreis des Umschaltelementes 22 ist
ein Thermistor 18 geschaltet, dessen Wert R (t) derart gewählt ist, daß bei t0 =
50 °C R (to) = h0 ist, wobei Ro - dur Widerstand,
bei dem eine
Umsteuerung des Umschaltgliedes 22 aus der einen stabilen Lage in der andere stattfindet.
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Der in Fig. 7, 8, 9 gezeigte Halbleitr-Dehnungsdruckwandler funktioniert
wie folgt.
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bei Zuführung eines Druckes P (Fig. 7) wird des Saphirträger 13 zusammen
mlt der Membran 11 gebogen und verformt die Siliziumdehungswiderstände 14 und 16,
so daß an den Ausgängen der Dehnungsmeßschaltungen I und II Ausgangssignale UI (P)
und UII (P) erscheinen. Da bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise von -200 bis
-50 0C der widerstand h (t) des Thermistors 18 unter dem Wert h0 bleibt (Fig. 10),
so befindet sich das Umschaltglied 22 in einem stabilen Zustand, bei dem an den
Eingang der Signalwandereinheit 23 ein Signal UII (P) der Dehnungsmeßschaltung II
gelangt, das unanhängig von der Temperatur in diesen Temperaturbereich ist (Kuie
10 in Fig. 11). Bei Gleiclilieit der TeLperatur des zu messenden Mediums to = -50
0C wird der Widerstand des Thermistors 18 gleich R0 (Fig. 10) und das Umschaltglied
22 kippt in den anderen stabilen Zustand, bei welchem an den Eingang der Signalwandlereinheit
25 die Dehungsmeßschaltung II gelegt wird, deren Ausgangssignal UI (P) bei dem weiteren
Temperaturansties, zum Beispiel, von -50 bis auf +200 °C auch unabhängig von der
Temperatur ist (Kurve 9 in Fig. 11). Da in diesem Temperaturbereich der faiderstand
des Theimistors über dem Wert R0 liegt (Fig. 10), so verbleibt das Umschaltglied
22 in dieser Lage. Bei Senkung, der Temperatur kippt
das Umschaltglied
22 in den anderen stabilen Zustand bei R (t) = R0, d.h. bei t0 = 50 oC.
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Somit ist das Ausgangssignal des Umschaltgliedes 22
d.h. unabhängig von der Temperatur im gesamten Arbeitstemperaturbereich ausgezogene
Linie 24 in Fig. 11).