By Thomas Elbel

ISBN-10: 3528033770

ISBN-13: 9783528033774

ISBN-10: 3663058395

ISBN-13: 9783663058397

Die Mikrosensorik als Teilgebiet der Mikrosystemtechnik hat einen rasanten Aufschwung genommen. Zur Lösung der grundsätzlichen Aufgabenstellung der Sensorik - der elektrischen Messung vorwiegend nichtelektrischer Meßgrößen- wurde in den zurückliegenden 10 Jahren eine Vielzahl neuer Mikrosensoren mit zum Teil hervorragenden Sensorparametern und mit völlig neuen Anwendungsmöglichkeiten entwickelt. Das Buch will einen Einblick in dieses faszinierende Arbeitsgebiet vermitteln. Das Buch ist als Lehrbuch konzipiert. Es entstand aus meiner Gastvorlesung "Thermische Sensoren/Mikrosensoren" an der ETH Zürich und aus einem Skript für die Vorlesung "Sensoren/Mikrosensoren" an der FH Hannover. Das Buch wendet sich in erster Linie an Studierende, vor allem an Studenten elektrotechnischer Disziplinen. In der meßtechnischen Praxis und in der angewandten Forschung tätige Ingenieure können das Buch zur Einarbei­ tung in die Mikrosensorik anwenden. Zum Verständnis des Buches sind keine besonderen theoretischen Vorkenntnisse erforderlich. Für Leser ohne Vorkenntnisse auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie wurden im Kapitel 2 die für die Mikrosensorik wichtigen technologischen Verfahren wie Fotolithografie oder Silizium-Mikromechanik in knapper shape dargestellt. Für ein vertiefendes Studium dieses umfangreichen Fachgebietes wird auf die angegebene Literatur verwiesen. Nach der zusammenfassenden Beschreibung der für alle Mikrosensoren gemeinsamen techno­ logischen Grundlagen werden in den Kapiteln three bis 7 die Sensoren mit ihrer physikalischen Wirkungsweise, ihrem technologischen Autbau und ihren wesentlichen Eigenschaften be­ schrieben. Die Gliederung erfolgt nach der paintings der Meßgröße.

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Die Dickschichtpasten werden zur Einstellung der Temperaturabhängigkeit des Widerstandes mit Zusätzen wie Ru02, Bi2Ru207, CuO, Mn02 und CoO versehen. Die Eigenschaften der Sensoren hängen stark von den Technologiebedingungen (vor allem der Einbrenntemperatur) ab und die Exemplarstreuungen sind nur schwer zu minimieren. Die Materialkonstante B der Dickschichtthermistoren ist niedriger als bei Thermistoren in Pillenform. 2 Ausbreitungswiderstands-Silizium-Sensoren In Si-Temperatursensoren nach dem Prinzip des Ausbreitungswiderstandes (spreading resistance) wird die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes von n-dotiertem massiven Silizium ausgenutzt.

1 ), muß eine weitere strahlungsphysikalische Größe, die Strahldichte L, eingeführt werden. Q (in sr). Q 0 ist der Raumwinkel des Halbraumes. Als Maß des Raumwinkels dient die Fläche, die vom Raumwinkel aus der Einheitskugel um den Scheitel als Mittelpunkt herausgeschnitten wird. Dementsprechend ist der Raumwinkel für den Halbraum 2Il. Die eingeführten Größen 4>, Mund L gelten für Strahlung aus allen an der Strahlung beteiligten Wellenlängenbereichen. Wird nur Strahlung aus einem bestimmten differentiellen Wellenlängenbereich um die Wellenlänge A.

V I K. V I K. Obwohl der Seeheck-Koeffizient von Halbleitern wesentlich höher als der von Metallen ist, werden für Thermoelemente zur berührenden Temperaturmessung ausschließlich Metallkombinationen verwendet, da ein Thermoelement in der Form zweier an einem Punkt verschweißter oder verlöteter Drähte technologisch nicht aus den im allgemeinen spröden Halbleitermaterialien hergestellt werden kann. Halbleiter werden für Strahlungsthermosäulen (Kap. 2) und zur thermoelektrischen Spannungserzeugung sowie zur thermoelektrischen Kühlung eingesetzt.

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Mikrosensorik: Eine Einführung in Technologie und physikalische Wirkungsprinzipien von Mikrosensoren by Thomas Elbel


by Daniel
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