KR0155307B1 - Fet type hydrogen sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 변압기 오일 내의 수소 발생을 감시하는 FET형 수소센서에 관한 것이다. 본 발명 FET형 수소 센서는, 동일 기판에 형성되는 수소 압력에 의해 게이트 전압이 변화되는 센싱 트랜지스터와 상시 고정된 게이트 전압을 갖는 레퍼런스 트랜지스터를 갖춘다. 양 트랜지스터의 게이트 절연층은 두 개의 절연층 구조로 되어 있으며, 센싱 트랜지스터는 파라듐/백금의 적층으로된 게이트를 갖춘다. 이러한 본 발명 FET형 수소 센서는 먼저, 구조가 간단하기 때문에 유지 보수가 용이하고, 그 특성이 안정되어 정밀한 수소 농도의 측정이 가능하다.The present invention relates to an FET type hydrogen sensor for monitoring hydrogen generation in transformer oil. The FET type hydrogen sensor of the present invention has a sensing transistor whose gate voltage is changed by hydrogen pressure formed on the same substrate and a reference transistor having a fixed gate voltage. The gate insulating layer of both transistors has a structure of two insulating layers, and the sensing transistor has a gate of a palladium / platinum stack. The FET type hydrogen sensor of the present invention has a simple structure, and therefore, is easy to maintain, its characteristics are stable, and precise hydrogen concentration can be measured.
또한 지속적으로 수소 농도를 측정할 수 있기 때문에 실시간 원거리에서의 감시가 가능하다. 또한 가격면에 있어서도 매우 저렴함은 물론 대량 생산이 가능하므로 경제적인 측면에서의 큰 이익이 기대된다.In addition, the concentration of hydrogen can be continuously measured, enabling real-time remote monitoring. In addition, it is very inexpensive in terms of price and mass production is possible, so it is expected to have a big economic benefit.
Description
제1도는 변압기 중의 오일을 검지하는 전기 화학적 방식의 종래 수소 검지 장치의 구성도.1 is a block diagram of a conventional hydrogen detection device of the electrochemical method for detecting the oil in the transformer.
제2도는 본 발명에 다른 변압기 오일 내의 수소 발생을 감시하는 FET(Field effect tram sistem)형 수소 센서의 개략적 구성도.2 is a schematic configuration diagram of a field effect tram sistem (FET) type hydrogen sensor for monitoring hydrogen generation in a transformer oil according to the present invention.
제3도는 실험에 의해 얻어진 본 발명 수소 센서의 수소 압력(PH2)-게이트 전압 변화(ΔV) 선도.3 is a diagram of hydrogen pressure (P H2 ) -gate voltage change (ΔV) of the inventive hydrogen sensor obtained by experiment.
제4도는 제3도의 결과를 수소 압력 변화의 역수-게이트 전압의 제곱근의 역수 관계선도.4 is a reciprocal relationship diagram of the square root of the inverse-gate voltage of the hydrogen pressure change.
제5도는 본 발명 FET형 수소 센서에서의 센신 트랜지스터와 레퍼런스 트랜지스터의 게이트 전압 변화를 보인 선도.5 is a diagram showing changes in gate voltages of the Sensine transistor and the reference transistor in the FET-type hydrogen sensor of the present invention.
본 발명은 변압기 오일 내의 수소 발생을 감시하는 수소 센서에 관한 것으로서 상세하게는 실시간 수소 발생을 원격 감시할 수 있도록 하는 FET형 수소 센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen sensor for monitoring hydrogen generation in transformer oil, and more particularly, to an FET type hydrogen sensor for remote monitoring of hydrogen generation in real time.
일반적으로 고압용 변압기에는 오일이 충전되게 되는데, 이것은 절연유로서 충분히 정제된 광유이어야 하고 절연 내력이 크고 증발이 적은 것은 물론 비점이 높고 응고점이 낮으면 산화가 낮고 연소점이 높은 화학적 안정된 성질이 요구된다.In general, the high-pressure transformer is filled with oil, which should be sufficiently refined mineral oil as insulation oil, high dielectric strength, low evaporation, high boiling point and low freezing point require low oxidation and high chemical stability.
이러한 변압기 오일의 화학적 안정성이 해쳐지게 되면 변압기 내의 전류 누설이 야기되어 심한 경우 폭발하게 되는 등의 심각한 문제가 야기된다. 따라서 변압기의 오일을 주기적으로 점검되어야 하고 화학적 안정성 등이 일정 기준 이하로 떨어지면 사용 중인 오일을 새 오일로 교체하여야 한다.If the chemical stability of the transformer oil is compromised, serious problems such as current leakage in the transformer may be caused and explode in severe cases. Therefore, the oil in the transformer should be checked periodically. If the chemical stability falls below a certain standard, the oil in use should be replaced with new oil.
그런데, 문제는 주기적으로 변압기 내의 오일을 점검함에 있어서 상당한 비용과 시간이 소요된다는 것이며, 특히 일정한 시간을 두고 주기적으로 오일을 점검하기 때문에 장시간 사용된 오일의 경우 급격히 화학적 성질이 변화되는 점을 감안하여 점검 주기를 점차 앞당기지 않으면 안된다는 점 등이다.However, the problem is that it takes a considerable cost and time to check the oil in the transformer periodically, especially since the oil is periodically checked for a certain time, in view of the fact that the chemical properties change rapidly for a long time It is necessary to accelerate the inspection cycle gradually.
오일의 화학적 성질을 악화시키는 요인 중의 하나는 수소 발생으로서 이 수소 발생은 변압기 절연유로서의 기능을 마비시키는 등 오일에 있어서 매우 우려되는 현상이다.One of the factors that deteriorate the chemical properties of oil is hydrogen generation, which is a phenomenon of great concern for oil, such as paralyzing its function as a transformer insulating oil.
따라서 주기적인 오일 점검시에 수소량의 측정이 이루어 지고 있으며, 이때에는 수소 발생 측정 장치, 예를 들어 HYDRAN 201R을 사용하여 수소 발생량을 측정한다.Therefore, the amount of hydrogen is measured at the time of periodic oil check, and at this time, the amount of hydrogen is measured using a hydrogen generation measuring device, for example, HYDRAN 201R.
이 기술은 가이 비렌져(Guy Belanger)에 의해 개발된 것으로서 그 기술 내용을 살펴보면 다음과 같다.This technology was developed by Guy Belanger, and its contents are as follows.
제1도는 변압기 중의 오일을 검지하는 전기 화학적 구조를 보인다.1 shows an electrochemical structure for detecting oil in a transformer.
변압기의 오일(10)이 유입되는 채널(60)을 마련하고 이 채널(60) 중간에 오일 중 수소 가스의 통과를 허용하는 다공성 테프런 멤브레인(20)이 마련된다. 그리고 대기가 접촉되는 채널(60)의 끝에는 소정 간격을 갖는 제1, 2 다공성 전극(40)(50)이 배치되는 한편 이들 사이에 H2SO4등의 전해액(30)이 충전되어 있다.A porous Teflon membrane 20 is provided which provides a channel 60 through which the oil 10 of the transformer is introduced and allows passage of hydrogen gas in the oil in the middle of the channel 60. In addition, first and second porous electrodes 40 and 50 having predetermined intervals are disposed at ends of the channel 60 in contact with the atmosphere, and an electrolyte solution 30 such as H 2 SO 4 is filled therebetween.
이러한 구조에 있어서는 오일(10) 중에 용해되어 있던 수소 가스가 테프런 멤브레인(20)을 통하여 제1다공성 전극(40)에 면하는 채널(60)의 일측 공동부(61)로 확산된다. 공동부(61)에 모인 제1다공성 전극(40)의 표면에서 전기 화학적으로 산화된다. 이러한 전기적 산화는 제2다공성 전극(50)에 접촉된 산소의 전자 감소(electro reduction)와 관계되어 진다. 따라서 전류 흐름(i)이 야기되며, 이것은 전압 드롭 저항(Voltage Drop Resister, R)에 의해 검전된다.In this structure, the hydrogen gas dissolved in the oil 10 diffuses through the Teflon membrane 20 to one cavity 61 of the channel 60 facing the first porous electrode 40. It is electrochemically oxidized at the surface of the first porous electrode 40 collected in the cavity 61. This electrical oxidation is related to the electron reduction of oxygen in contact with the second porous electrode 50. Thus, a current flow i is caused, which is detected by the voltage drop resistor R.
이상에서 설명된 기존의 수소 센싱 방식은 전기 화학적인 방식의 것으로서 전해액의 화학적 상태 등에 의해 수소 검지 상태가 가변될 수 있는 구조이기 때문에 엄밀한 전해액의 관리가 요구된다. 또한 이러한 원리에 입각한 상기 장비는 실시간 오일 중 수소 발생을 모니터링 할 수 있기는 하지만 매우 고가이기 때문에 사용자에 경비 부담이 있을 뿐 아니라 하나로 단품화된 별개의 제품이어서 이동시 들고 다녀야 하는 등의 불편이 있다.Since the conventional hydrogen sensing method described above is an electrochemical method and has a structure in which the hydrogen detection state can be changed by the chemical state of the electrolyte solution, a strict management of the electrolyte solution is required. In addition, the equipment based on this principle can monitor the generation of hydrogen in real-time oil, but because it is very expensive, there is not only a burden on the user, but also a single product separately, which is inconvenient to carry around. .
본 발명은 높은 신뢰성을 가지며 제작 단가가 저렴한 변압기 오일 내의 수소 발생을 감시하는 수소 센서를 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a hydrogen sensor that monitors the generation of hydrogen in a transformer oil having high reliability and low manufacturing cost.
또한 본 발명은 오일 중 수소 발생을 장시간 안정되게 원격 감시할 수 있는 변압기 오일 내의 수소 발생을 감시하는 반도체 FET형 수소 센서를 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor FET-type hydrogen sensor for monitoring hydrogen generation in a transformer oil which can remotely and stably monitor hydrogen generation in oil for a long time.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 따른 변압기 오일 내의 수소 발생을 감시하는 FET형 수소 센서는, 상면이 변압기의 오일에 접촉하도록 된 반도체 기판과; 반도체 기판에 마련되는 제1채널, 상기 채널의 양측에 마련되는 제1소오스와 제1드레인, 상기 제1채널의 상부에 마련되는 하부의 제1하부 게이트 절연층, 상기 제1하부 게이트 절연층의 위에 마련된 제1상부게이트 절연층, 제1상부 게이트 절연층의 위에 형성되는 금속성 제1게이트를 구비한 레퍼런스 전계효과 트랜지스터(이하 트랜지스터라고함)와; 상기 제1채널로부터 소정 거리 이격된 위치에 마련되는 제2채널, 상기 제2채널의 양측에 마련되는 제2소오스와 제2드레인, 상기 제2채널의 상부에 마련되는 제2하부 게이트 절연층, 상기 제2하부 게이트 절연층의 위에 형성되는 제2상부 게이트 절연층, 상기 제2상부 게이트 절연층의 상부에 마련되는 파라듐(Pd) 또는 백금(Pt)으로 된 제2하부 게이트층과, 상기 하부 게이트층의 위에 마련되는 파라듐(Pd) 또는 백금(Pt)으로 된 제2상부 게이트층을 구비한 센싱 트랜지스터를 갖추는 점에 특징이 있다.In order to achieve the above object, an FET type hydrogen sensor for monitoring hydrogen generation in a transformer oil according to the present invention includes a semiconductor substrate having an upper surface in contact with the oil of a transformer; A first channel provided on a semiconductor substrate, a first source and a first drain provided at both sides of the channel, and a lower first lower gate insulating layer disposed above the first channel and the first lower gate insulating layer. A reference field effect transistor (hereinafter referred to as a transistor) having a first upper gate insulating layer provided above and a metallic first gate formed on the first upper gate insulating layer; A second channel provided at a position spaced apart from the first channel by a predetermined distance, a second source and a second drain provided at both sides of the second channel, a second lower gate insulating layer provided at an upper portion of the second channel, A second upper gate insulating layer formed on the second lower gate insulating layer, a second lower gate layer made of palladium (Pd) or platinum (Pt) formed on the second upper gate insulating layer, and It is characterized in that it comprises a sensing transistor having a second upper gate layer made of palladium (Pd) or platinum (Pt) provided on the lower gate layer.
상기 본 발명에 있어서, 상기 제2하부 게이트층은 백금으로 이루어지고, 제2상부게이트층은 파라듐으로 이루어 지도록 하는 것이 성능면에서 유리하며, 또한 오일의 직접 접촉에 의한 소자의 열화를 방지하는 다공성 멤브레인 층이 상기 적층의 최상위층에 마련하는 필요하다. 또한 상기 제1하부 게이트 절연층과 제2하부 게이트 절연층은 SiO2로 이루어지고, 제1상부 게이트 절연층과 제2상부 게이트 절연층은 Si3N4로 이루어 지도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is advantageous in terms of performance that the second lower gate layer is made of platinum, and the second upper gate layer is made of palladium, and also prevents deterioration of the device by direct contact with oil. It is necessary to provide a porous membrane layer on the top layer of the stack. The first lower gate insulating layer and the second lower gate insulating layer may be made of SiO 2 , and the first upper gate insulating layer and the second upper gate insulating layer may be made of Si 3 N 4 .
상기 본 발명의 변압기 오일 내의 수소 발생을 감시하는 FET형 수소 센서에 있어서 상기 센싱 트랜지스터의 백금층과 파라듐층은 오일 중의 수소가 접촉되어 분극되게 되는 기능층으로서 센싱 트랜지스터의 게이트 전극의 역할에 의해 접촉된 수소 분극량의 변화에 상응하는 게이트 전압 변화를 유기하며, 상기 레퍼런스 트랜지스터는 센싱 트랜지스터의 특성 변화를 감시하기 위한 것으로서 규정된 바이어스 전류와 게이트 전압에 의해 기준 출력을 상시 소오스와 드레인을 통해 발생하게 되는데, 기준 전압은 상기 센싱 트랜지스터로 부터의 출력과 함께 차동 증폭시킴으로써 소자의 여러 조건 변화에 따른 특성 변화에 따른 소자의 감도 저하를 감안한 순수 센싱 출력 만을 얻을 수 있도록 한다.In the FET-type hydrogen sensor for monitoring hydrogen generation in the transformer oil of the present invention, the platinum layer and the paradium layer of the sensing transistor serve as a functional layer in which hydrogen in oil is contacted and polarized by the role of the gate electrode of the sensing transistor. A gate voltage change corresponding to a change in the amount of contacted hydrogen polarization is induced, and the reference transistor is for monitoring a change in characteristics of the sensing transistor, and generates a reference output through the source and drain at all times by a prescribed bias current and gate voltage. The reference voltage is differentially amplified together with the output from the sensing transistor so that only a pure sensing output is obtained in consideration of the deterioration of the device according to a change in characteristics according to various conditions of the device.
이하 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 다른 변압기 오일 내의 수소 발생을 감시하는 FET형 수소 센서의 개략적 구조도이다.2 is a schematic structural diagram of an FET type hydrogen sensor for monitoring hydrogen generation in a transformer oil according to the present invention.
변압기의 오일(400)에 접촉되는 측의 p-Si 기판(100)의 상면에 센싱 트랜지스터(200)와 레퍼런스 트랜지스터(300)가 마련되어 있다. 각 트랜지스터(200)(300)는, 일반적인 트랜지스터에서와 같이, 채널이 개재되는 n+ 드레인(201)(301)과 n+ 소오스(202)(302)를 갖춘다. 각 채널의 위에는 SiO2절연층(203)(303)이 형성되고, 이 위에 Si3N4절연층(204)(304)이 마련된다. 그리고 센싱 트랜지스터(200)의 게이트 절연층(204)의 위에는 백금과 파라듐에 의한 게이트금속(205)(206)이 형성된다. 한편, 레퍼런스 트랜지스터(300)의 게이트 절연층(304)의 위에는 일반 알미늄 등으로 된 금속성 게이트(305)가 형성된다.The sensing transistor 200 and the reference transistor 300 are provided on the upper surface of the p-Si substrate 100 on the side in contact with the oil 400 of the transformer. Each transistor 200, 300 has n + drain 201 301 and n + source 202, 302 with a channel interposed therein, as in a normal transistor. SiO 2 insulating layers 203 and 303 are formed on each channel, and Si 3 N 4 insulating layers 204 and 304 are provided thereon. The gate metals 205 and 206 made of platinum and palladium are formed on the gate insulating layer 204 of the sensing transistor 200. On the other hand, a metal gate 305 made of general aluminum or the like is formed on the gate insulating layer 304 of the reference transistor 300.
위의 구조에서 상기 센싱 트랜지스터(200)의 게이트금속(205)(206)들은 상하 적층 순서가 바뀔 수 있으며, 그러나 파라듐(Pd)에 의한 게이트(206)가 백금(Pt)에 의한 게이트(205)의 위에 있는 것이 센싱 감도면에서 유리하다. 그리고 위의 구조에서 상기 트랜지스터(200)(300)들이 변압기의 오일(400)에 직접 접촉되도록 되어 있는데, 오일에 의한 소자의 열화가 우려되는 경우 소자들의 위에 다공질 절연층을 코팅할 수 있다. 이 절연층은 기존에 사용되던 테프런 멤브레인과 같은 소재로서 오일(400)중의 수소 이온이 통과하여 상기 센싱 트랜지스터(200)의 게이트금속(205)(206)에 접촉되게 하는 필터로서의 기능을 가지게 된다.In the above structure, the gate metals 205 and 206 of the sensing transistor 200 may have a vertical stacking order, but the gate 206 by palladium may be the gate 205 by platinum Pt. ) Is advantageous in terms of sensing sensitivity. In the above structure, the transistors 200 and 300 are in direct contact with the oil 400 of the transformer. When the deterioration of the device due to oil is concerned, the porous insulating layer may be coated on the devices. This insulating layer is the same material as a conventional Teflon membrane and has a function as a filter for allowing hydrogen ions in oil 400 to pass through and contact the gate metals 205 and 206 of the sensing transistor 200. .
그리고, 본 발명에서와 같이 Pd/Pt 게이트를 가지는 MOS(Metal Oxide Semiconductor) FET는 수소에 대해 높은 민감도를 가지는데, Pd게이트가 수소에 장시간 노출될 때 Pd게이트금속이 물집모양의 이상 변형(Blister formation )이 야기되고 그리고 장시간 사용으로 인해 감도가 드리프트(drift)되는 문제가 있다. 드리프트에는 유기 수소 드리프트(hydrogen induced drift)와 소자 고유의 드리프트(intrinsic drift)가 있다. 그런데 이러한 드리프트는 상기와 같은 본 발명에 의해 해소되게 되는데, 먼저 유기 수소 드리프트는 게이트와 SiO2절연층의 사이에 Si3N4를 사용함으로서 해소되고, 그리고 소자 고유의 드리프트는 상기와 같은 레퍼런스 트랜지스터를 적용함으로써 보상이 가능하게 된다.In addition, as in the present invention, a MOS (Metal Oxide Semiconductor) FET having a Pd / Pt gate has a high sensitivity to hydrogen. formation is caused and the sensitivity drifts due to prolonged use. Drift includes organic hydrogen induced drift and intrinsic drift. However, this drift is solved by the present invention as described above. First, the organic hydrogen drift is eliminated by using Si 3 N 4 between the gate and the SiO 2 insulating layer, and the device-specific drift is the same reference transistor Compensation is possible by applying.
그리고 물질의 발생은 낮은 수소 압력(low hydrogen) 하에서 수소가 유기된 Pd 격자의 확장에 기인하는데, Pd 게이트 밑에 Pt 게이트를 접촉시킴으로써 억제할 수 있다. 따라서 본 발명에 있어서 SiO2절연층의 사이에 Si3N4절연층의 이중 절연층과 Pd 게이트에 Pt 게이트에 의한 2중 게이트는 중요한 기능층이다. 특히 SiO2는 소자의 열화를 억제하여 소자 고유의 드리프트를 지연시키며, 그리고 Si3N4는 적층간의 결합력을 증가시키는 것으로서 산소 성분이 없어야 한다는 점이 중요하다. 이상의 구조에서 상기 Pd 게이트는 대기로부터, 특히 산소로부터 보호되어야 하는데, 산소가 접촉되게 되면 PdO로 산화되게 되는데 이에 의하면 감도가 급격히 저하되게 된다.And the generation of the material is due to the expansion of the Pd lattice in which hydrogen is induced under low hydrogen pressure, which can be suppressed by contacting the Pt gate under the Pd gate. Therefore, in the present invention, the double insulating layer of the Si 3 N 4 insulating layer and the double gate by the Pt gate between the Pd gate are important functional layers between the SiO 2 insulating layers. In particular, SiO 2 suppresses the deterioration of the device to delay the inherent drift, and it is important that Si 3 N 4 is free of oxygen components to increase the bonding force between the stacks. In the above structure, the Pd gate should be protected from the atmosphere, in particular from oxygen, and when oxygen comes into contact, the Pd gate is oxidized to PdO, thereby rapidly decreasing sensitivity.
상기 센싱 트랜지스터(200)의 동작 과정을 살펴보면, 다음과 같다.Looking at the operation of the sensing transistor 200, as follows.
오일(400) 중의 수소가 분리되어 Pd 게이트(206)에 흡수되면, 흡수된 수소 원자가 얇은 Pd 게이트에 확산되어 Si3N4과의 계면에 분극(Polarized)되어 표면에 분극층(Dipole layer)을 형성한다. 그리고 분극층은 외부로부터 인가되는 게이트 전압의 강하를 유도한다. 이와 같은 게이트 전압의 강하는 센싱 트랜지스터의 드레인 전류의 변화를 유도하게 된다. 실험에 의하면, Au/Pd, Al/Pd 그리고 La/Pd의 이중 층을 게이트로 사용했을 때에도 수소의 분극이 나타났으나 Pd/Pt 게이트에 비해 감도가 낮다는 결과가 나타났고, 그리고 500ppmH2에서 Pd/Pt 게이트의 게이트 전압 변화 크기는 0.42V였다.When the hydrogen in the oil 400 is separated and absorbed by the Pd gate 206, the absorbed hydrogen atoms diffuse into the thin Pd gate and are polarized at the interface with Si 3 N 4 to form a dipole layer on the surface. Form. The polarization layer induces a drop in the gate voltage applied from the outside. This drop in gate voltage induces a change in the drain current of the sensing transistor. Experimental results show that the polarization of hydrogen also occurs when the double layer of Au / Pd, Al / Pd and La / Pd is used as a gate, but the sensitivity is lower than that of Pd / Pt gate, and at 500 ppm 2 The magnitude of the gate voltage change of the Pd / Pt gate was 0.42V.
제3도는 실험에 의해 얻어진 본 발명의 소자를 150℃와 250℃에서 동작시킨 상태에서 측정된 수소 압력(PH2)-게이트 전압 변화(ΔV)선도이다. 이러한 제3도의 결과는 제4도에 도시된 바와 같은 선도로 변환이 가능한데 수소 압력 변화의 역수와 게이트 전압의 제곱근의 역수가 소정 기울기의 일차함수의 관계를 가짐을 보인다.3 is a diagram of hydrogen pressure (P H2 ) -gate voltage change (ΔV) measured when the device of the present invention obtained by experiment was operated at 150 ° C. and 250 ° C. FIG. The result of FIG. 3 shows that the inverse of the hydrogen pressure change and the inverse of the square root of the gate voltage have a relationship between the first function of a predetermined slope, which can be converted into a diagram as shown in FIG.
한편 상기 레퍼런스 트랜지스터는 소자의 고유 드리프트를 감시하기 위한 것으로서 센싱 트랜지스터와 동일 기판에 게이트를 제외한 나머지 요소가 동일 소재로 동일 과정을 통하여 형성되어 있기 때문에 센싱 트랜지스터와 동일한 고유 드리프트를 가진다. 제5도는 센싱 트랜지스터와 레퍼런스 트랜지스터의 시간 경과에 따른 게이트 전압드리프트를 보인다. 따라서, 본 발명 FET형 수소 센서를 이용하여 변압기 오일 중의 수소 농도를 측정함에 있어서, 상기 센싱 트랜지스터와 레퍼런스트랜지스터의 출력을 차동 증폭함으로서 고유 드리프트에 의한 출력 변동에 관계없이 실제 수소 농도를 측정할 수 있게 된다.On the other hand, the reference transistor is for monitoring the inherent drift of the device, and since the elements other than the gate are formed on the same substrate as the sensing transistor through the same process and have the same inherent drift as the sensing transistor. 5 shows the gate voltage drift over time of the sensing transistor and the reference transistor. Therefore, in the measurement of the hydrogen concentration in the transformer oil using the FET hydrogen sensor of the present invention, by differentially amplifying the outputs of the sensing transistor and the reference transistor, it is possible to measure the actual hydrogen concentration regardless of the output fluctuations caused by inherent drift. do.
이상과 같은 본 발명은 종래와 같이 전기 화학적인 방법이 아닌 반도체 소자에 의해 수소 농도를 측정하도록 하는 것으로서 여러 가지 측면에서의 장점을 기대할 수 있다. 먼저, 구조가 간단하기 때문에 유지보수가 용이하고, 그 특성이 안정되어 정밀한 수소 농도의 측정이 가능하다. 또한 지속적으로 수소 농도를 측정할 수 있기 때문에 실시간 원거리에서의 감시가 가능하다. 또한 가격면에 있어서도 매우 저렴함은 물론 대량 생산이 가능하므로 경제적인 측면에서의 큰 이익이 기대된다.As described above, the present invention allows the hydrogen concentration to be measured by a semiconductor device rather than an electrochemical method as in the related art, and thus can be expected in various aspects. First, because of its simple structure, maintenance is easy, and its characteristics are stable, enabling accurate hydrogen concentration measurement. In addition, the concentration of hydrogen can be continuously measured, enabling real-time remote monitoring. In addition, it is very inexpensive in terms of price and mass production is possible, so it is expected to have a big economic benefit.
Claims (4)
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| KR1019950001074A KR0155307B1 (en) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | Fet type hydrogen sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019950001074A KR0155307B1 (en) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | Fet type hydrogen sensor |
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|---|---|
| KR960030269A KR960030269A (en) | 1996-08-17 |
| KR0155307B1 true KR0155307B1 (en) | 1998-11-16 |
Family
ID=19407085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019950001074A KR0155307B1 (en) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | Fet type hydrogen sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0155307B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101974983B1 (en) | 2017-12-14 | 2019-05-07 | 한국생산기술연구원 | Hemt hydrogen sensor |
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Families Citing this family (2)
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1995
- 1995-01-23 KR KR1019950001074A patent/KR0155307B1/en not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960030269A (en) | 1996-08-17 |
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