【文章內容簡介】 用于傳感器技術的新材料和敏感元件的開發(fā)強度。傳感器開發(fā)的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用密切關聯(lián)的。表 中給出了一些可用于傳感器技術的、能夠轉換能量形式的材料。 按照其制造工藝，可以將傳感器區(qū)分為： 集成傳感器 薄膜傳感器 厚膜傳感器 陶瓷傳感器 集成傳感器是用標準的生產(chǎn)硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還 將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。 薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底 (基板 )上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。 厚膜傳感器是利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是 Al2O3 制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。 陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝 (溶膠 凝膠等 )生產(chǎn)。 安徽城市管理職業(yè)學院 2020 屆應用電子技術專業(yè)學年論文 8 完成適當?shù)念A備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝 的一種變型。 每種工藝技術都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。 壓電傳感器 壓電傳感器是利用某些電介質受力后產(chǎn)生的 壓電效應 制成的傳感器。所謂壓電效應是指某些電介質在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變（包括彎曲和伸縮形變）時，由于內部電荷的極化現(xiàn)象，會在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。常見的壓電 材料有三類：壓電晶體（石英晶體）、壓電陶瓷（陶瓷晶體）和高分子壓電材料。 應該指出的是，自然界中，大多數(shù)晶體都具有壓電效應，然而大多數(shù)晶體的壓電效應都十分微弱。 壓電傳感器只能應用于動態(tài)測量： 由于外力作用在壓電元件上產(chǎn)生的電荷只有在無泄漏的情況下才能保存，即需要測量回路具有無限大的輸入阻抗，這實際上是不可能的，因此壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測量。 壓電元件在交變力的作用下，電荷可以不斷補充，可以供給測量回路以一定的電流，故只適用于動態(tài)測量（一般必須高于 100Hz，但在 50kHz以上時，靈敏度下降）。 安徽城市管理職業(yè)學院 2020 屆應用電子技術專業(yè)學年論文 9 圖 32 壓電陶瓷片的符號和外形 場效應管放大電路 場效應管的直流偏置和靜態(tài)工作點計算 圖 33 （ 1） .自給柵偏壓電路 (只適用于耗盡型 FET)，Rg 為柵極泄放電阻，泄放柵極感 生電荷，通常取～ 10MΩ。 Rs 為源極偏置電阻，作用類似于共射電路的 Re，可以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點 Q 。 自偏壓電路由于 IG＝ 0，所以 Rg上無直流壓降， VG＝ 0。由于耗盡型 FET 在 VGS＝ 0時存在導電溝道，所以電路有漏極電流 ID。 （ 2） . 分壓式自偏壓電路，適用于耗盡型和增強型 FET。 圖 34 若 VG＞ IDRs，則可適用于增強型管 (N 溝道 )；若 VG＜ IDRs，則可適用于耗盡型 MOS 管或 JFET。 靜態(tài)工作點的計算 ：由 轉移特性曲線和偏壓線方程 (為一直線 )求輸入回路的工作點；由輸出特性曲線和直流負載線求輸出回路的工作點。 ：由 FET 的電流方程和偏壓線方程兩組方程聯(lián)立求解，通常舍去不合題意的一組解，然后得到靜態(tài)工作點。 安徽城市管理職業(yè)學院 2020 屆應用電子技術專業(yè)學年論文 10 圖 35 電壓傳輸特性： 圖 36 場效應管放大與開關應用舉例 圖 37 用作放大器： BCQD 段： VT＜ VGS＜ 6V， FET 工作在恒流區(qū) (放大區(qū) )內。 例如： 用作可控開關 : 安徽城市管理職業(yè)學院 2020 屆應用電子技術專業(yè)學年論文 11 圖 38 AB 段： VGS＜ VT， FET 工作在截止區(qū)， VO＝ VDD； EFG 段： VGS＞ 6V， FET 工作在可變電阻區(qū)， VO≈ 0。 圖 39 當 VGS=9V 時，工作點移至 F 點， MOS 管工作于可變電阻區(qū)， VDS=，相當于開關接通；當 VGS=0V時，工作點移至 A， MOS 管截止， VDS=12V, iD=0,相當于開關斷開。 FET 反相器的輸入 /輸出波形： 圖 310 用作壓控電阻：在可變電阻區(qū)， iD 隨 VDS 近似線性增加，且 VDS 與 iD 的比值 (即 RDS)受 VGS 控制，等效為壓控電阻 安徽城市管理職業(yè)學院 2020 屆應用電子技術專業(yè)學年論文 12 圖 311 NE555 (Timer IC)大約在 1971年 由 Sigics Corporation 發(fā)布，在當時是唯一非?？焖偾疑虡I(yè)化的 Timer IC，在往后的 30年來 非常普遍被使用，且延伸出許多的應用電 路 ，盡管近 年來 CMOS 技術版本的 Timer IC 如 MOTOROLA 的MC1455 已被大 量 的使用，但原規(guī)格的 NE555 依然正常的在市場上供應，盡管新版 IC 在功能上有部份的改善，但其腳位勁能并沒變化，所以到目前 都 可直接的代用。 NE555 是屬于 555 系列的計時 IC的其中的一種型號， 555 系列 IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生安徽城市管理職業(yè)學院 2020 屆應用電子技術專業(yè)學年論文 13 的振蕩頻率也不大相同；而 555 是一個用途很廣且相當普遍的計時 IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈沖信號。 a. NE555 的特點有： 、電容器，即可完 成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。 ，可與 TTL， CMOS 等邏輯電路配合，也就是它的輸出準位及輸入觸發(fā)準位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。 ，可直接推動多種自動控制的負載。 、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。 最大值 VCC = 5 V, RL = ∞ =6mA VCC =15 V, RL = ∞ =15mA b. NE555 引腳位功能配置說明下： 圖 312 NE555各腳功能 管腳圖 Pin 1 (接地 ) 地線 (或共同接地 ) ，通常被連接到電路共同接地。 Pin 2 (觸發(fā)點 ) 這個腳位是觸發(fā) NE555 使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于 2/3 VCC，下緣須低于 1/3 VCC 。 Pin 3 (輸出