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Untersuchung zum elektrischen Verhalten piezoresitiver Widerstände

Wehrheim, Frank (2000):
Untersuchung zum elektrischen Verhalten piezoresitiver Widerstände.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

Die in dieser Arbeit zu untersuchenden Halbleiterwiderstände finden in der Praxis Anwendung bei piezoresistiven Drucksensoren. Diese Widerstände sind in die Druckplatte des Sensors implantiert und zu einer offenen Vollbrücke verschaltet. Mit Änderung der auf diese Druckplatte wirkenden Kraft verändert sich auch der spezifische Widerstand dieser Halbleiterwiderstände. Außerdem werden sie noch von verschiedenen anderen Parametern beeinflußt. So ist ein Ziel der Arbeit, den Einfluß der Versorgungsspannung der Brücke auf das Widerstandsverhalten zu untersuchen.

Hierbei wird speziell auf den Einfluß der Frequenz der am Widerstand anliegenden Spannung und bei Gleichspannung auf die Abhängigkeit des Widerstandes vom Betrag der an ihm anliegenden Spannung eingegangen. Zusätzlich wird die Temperaturabhängigkeit der Widerstandswerte bei verschiedenen Frequenzen der Versorgungsspannung untersucht. Die Widerstände sind in ein n-dotiertes Substrat eingebettet. So bildet sich zwischen Substrat und Widerstand jeweils ein pn-Übergang. Aufgrund der Anordnung zur Brücke wird die gegenseitige Beeinflussung der Widerstände und Leckströme zwischen den Widerständen über das Substrat anhand eines Transistormodells diskutiert. Einleitend steht eine theoretische Herleitung für einen einzelnen Halbleiterwiderstand, um den Einfluß verschiedener Parameter abzuschätzen. Die darauffolgenden Untersuchungen gliedern sich in Messungen und dazugehörenden Fehlerabschätzungen. Der Hauptteil der Untersuchungen wird an einem speziellen Versuchsmuster durchgeführt, welches erlaubt speziell einzelne Widerstände abzugreifen. Die dort gewonnenen Ergebnisse werden schließlich auf den realen Drucksensor übertragen. Abschließend werden Möglichkeiten zur Stabilisierung und Beeinflussung der Meßbrücke sowie des Brückenausgangssignals aufgeführt.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 2000
Creators: Wehrheim, Frank
Title: Untersuchung zum elektrischen Verhalten piezoresitiver Widerstände
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Die in dieser Arbeit zu untersuchenden Halbleiterwiderstände finden in der Praxis Anwendung bei piezoresistiven Drucksensoren. Diese Widerstände sind in die Druckplatte des Sensors implantiert und zu einer offenen Vollbrücke verschaltet. Mit Änderung der auf diese Druckplatte wirkenden Kraft verändert sich auch der spezifische Widerstand dieser Halbleiterwiderstände. Außerdem werden sie noch von verschiedenen anderen Parametern beeinflußt. So ist ein Ziel der Arbeit, den Einfluß der Versorgungsspannung der Brücke auf das Widerstandsverhalten zu untersuchen.

Hierbei wird speziell auf den Einfluß der Frequenz der am Widerstand anliegenden Spannung und bei Gleichspannung auf die Abhängigkeit des Widerstandes vom Betrag der an ihm anliegenden Spannung eingegangen. Zusätzlich wird die Temperaturabhängigkeit der Widerstandswerte bei verschiedenen Frequenzen der Versorgungsspannung untersucht. Die Widerstände sind in ein n-dotiertes Substrat eingebettet. So bildet sich zwischen Substrat und Widerstand jeweils ein pn-Übergang. Aufgrund der Anordnung zur Brücke wird die gegenseitige Beeinflussung der Widerstände und Leckströme zwischen den Widerständen über das Substrat anhand eines Transistormodells diskutiert. Einleitend steht eine theoretische Herleitung für einen einzelnen Halbleiterwiderstand, um den Einfluß verschiedener Parameter abzuschätzen. Die darauffolgenden Untersuchungen gliedern sich in Messungen und dazugehörenden Fehlerabschätzungen. Der Hauptteil der Untersuchungen wird an einem speziellen Versuchsmuster durchgeführt, welches erlaubt speziell einzelne Widerstände abzugreifen. Die dort gewonnenen Ergebnisse werden schließlich auf den realen Drucksensor übertragen. Abschließend werden Möglichkeiten zur Stabilisierung und Beeinflussung der Meßbrücke sowie des Brückenausgangssignals aufgeführt.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, DC-Abhängigkeit piezoresistiver Widerstand, Frequenzabhängigkeit piezoresistiver Widerstand, Halbleiterwiderstands Berechnung, Verhalten piezoresitiver Widerstände, Wheatstonebrücke
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
Date Deposited: 08 Sep 2011 16:52
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1464

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 08-11-1999

Ende Datum: 25-08-2000

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKS 1464
Referees: Zahout-Heil, Dipl.-Ing. Carsten and Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
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