Сенсори температури на основі інтегральної електроніки та оптики

Практичне значення одержаних результатів полягає в наступному:

Створені нові термосенсорні ІС:

з експоненціальною характеристикою перетворення, особливістю яких є гранично висока крутизна перетворення (10…20% /К), мінімальні структурні затрати та можливість нормального функціонування при низьких напругах живлення (від 2В) ;

з квазілінійним відліком відносних температур, який базується на основі диференційного каскаду і має переваги при вимірюванні температури у вузькому (декілька градусів) температурному діапазоні з високою чутливістю (5…8% /К) ;

з лінійним відліком відносних температур, які мають спільні сигнальні кола та кола живлення, що забезпечує мінімізацію енергоспоживання (одиниці міліват) та виводів (від 3-х виводів) ІС.

– Розроблені мікроелектронні сенсори температури систем: світловод – рідкий кристал, оптична призма – рідкий кристал.

– Розроблено ряд нових мікроелектронних пристроїв на основі плівкових терморезисторів, мостових схем з комбінацією двошарових плівкових резисторів.

- Для метрологічного забезпечення функціонування терморезистивних сенсорів розроблена багатозначна міра опору на основі імітаторів зразкових опорів. Для різних діапазонів імітації опору від 0, 025кОм до 5 10кОм отримано номінальне значення вихідного струму в інтервалі 1... 4мА при чутливості 0, 0025... 1Ом та абсолютній похибці 0, 01... 2Ом.

- Для представлення напруги, опору, струму з приведеною похибкою не вище 0, 02% на границях 10мВ, 10Ом, 1мА і 0, 01% з дискретністю відтворення напруги 1мкВ, опору 0, 001Ом, струму 0, 1мкА розроблена структурна та електрична схеми багатозначної міри для термосенсорних пристроїв.

Результати дослідження використані в науково-дослідному радіотехнічному інституті (м. Львів), Науково-дослідному інституті «Еротрон» (м. Львів), ОКБ “Рута” (м. Чернівці), ВАТ “Гравітон” (м. Чернівці), ВАТ «Термоприлад» (м. Львів), СКБ Мікроелектроніки в приладобудуванні (м. Львів) та науково-дослідних роботах кафедри інформаційно-вимірювальної техніки Національного університету «Львівська політехніка» та учбовому процесі Державного медичного університету ім. Данила Галицького та Національного університету «Львівська політехніка».

Особистий внесок здобувача полягає в розробці структур, конструкцій нових мікроелектронних сенсорів температури, постановці завдань досліджень та виборі методів їх вирішення, а також у інтерпретації та узагальненні наукових результатів, отриманих автором. Основні наукові результати оригінальні, захищені патентами України, надруковані провідними науковими журналами та в 5 монографіях і доповідались особисто автором на Міжнародних конференціях. У працях, виконаних разом з іншими співавторами, частка участі автора дисертаційної роботи рівноцінна частці інших авторів. У роботі узагальнені авторські результати досліджень, які проводились під час навчання в докторантурі на кафедрі інформаційно-вимірювальної техніки Національного університету “Львівська політехніка”, в рамках держбюджетної теми, а також на кафедрах електроніки Люблінського технічного університету (Польща), електронних пристроїв Жешівського університету (Польща), технології електронної техніки технічного університету м. Кошіце (Словаччина) в рамках міжнародної співпраці. Дослідження проводились також на кафедрах електронних приладів, напівпровідникової електроніки Національного університету “Львівська політехніка” та біофізики Львівського державного медичного університету ім. Д. Галицького.

Із основних публікацій, написаних у співавторстві і особисто, здобувачу належать: розробка універсальних перетворювачів біполярних інтегральних схем зі шкалою відносних температур[18, 32], запропонований спосіб формування сигналу термосенсорних пристроїв на основі диференційного каскаду, аналіз роботи температурного перетворювача та його характеристик[23], дослідження і аналіз розроблених термосенсорних інтегральних схем з експоненціальною характеристикою перетворення[15], запропоновано алгоритм уточнення температурних моделей p-n переходів транзисторних структур, що використовуються як первинні перетворювачі термосенсорних інтегральних схем [14], розробка методів та відповідних математичних моделей оптимізації функціонування термосенсорних інтегральних схем [34], розробка і дослідження низьковольтних джерел опорної напруги для інтегральних стабілізаторів напруги та струму, сенсорних пристроїв, аналого-цифрових перетворювачів [25], теоретичне дослідження впливу магнітної індукції на значення та симетрію тензорів кінетичних властивостей кристалів [20], розрахунок термодинамічних та кінетичних властивостей кристалів з довільними законами дисперсії та довільними механізмами розсіювання носіїв заряду в омічній області провідності і в неквантуючому магнітному полі [24], обґрунтування вибору терморезистивних матеріалів для сенсорних пристроїв на основі сучасної кінетичної теорії [17], розробка та дослідження параметрів вимірювачів температури[40, 41], розробка терморезистивного вимірювального перетворювача із застосуванням вимірювальної схеми зі стабілізатором струму, що забезпечує трипровідне під'єднання термоперетворювача опору [13], розробка плівкової термобатареї сенсора температури і теплового потоку, розробка пристрою для випаровування при застосуванні методу вибухового випаровування [16], розробка структури мікроелектронної багатозначної міри опору, напруги та струму [22], експериментальні дослідження активного імітатора опору [27], експериментальні дослідження немато-холестеричних сумішей на основі ціанобіфенілів та азоксисполук з різними оптично активними домішками для застосування їх в сенсорах температури [8, 9, 10, 33], розробка селекторів мод з використанням рідкокристалічної комірки [36, 37, 38, 39], розробка конструкції оптоелектронного сенсора [42], розробка конструкції волоконнооптичного сенсора[43], ідея застосування властивостей блакитних фаз у рідкокристалічному сенсорі температури, розробка сенсора [35, 47], аналіз впливу поверхневих та об'ємних ефектів на крок спіралі холестеричних рідких кристалів, теоретичне обґрунтування необхідності низьких значень   для створення якісної спіральної рідкокристалічної структури [11], запропоновано використання призми Воластона для автоматизації методу вимірювання товщини зазору у рідкокристалічних індикаторах [6], розрахунок зв'язку функції розподілу потенціалу в напівпровідниковому електроді з параметрами аналогового рідкокристалічного індикатора, отримане співвідношення, що пов'язує параметри індикатора з лінійною характеристикою перетворення [12], розробка конструкцій аналогових рідкокристалічних індикаторів [7, 21, 29, 44, 45, 46, 48], аналіз залежностей показів рідкокристалічного індикатора від прикладеної напруги [29], розробка конструкції аналогового рідкокристалічного індикатора, теоретичне обґрунтування вибору форми електродів [21], експериментальні дослідження світловодного телеметричного поєднувача для подачі оптичної енергії [26], експериментальні