РАДИОМЕРНЫЙ ДАТЧИК КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА НА ОСНОВЕ О СТРУКТУРЕ ТРАНЗИСТОРА С NDR ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ШТАММОВ БАКТЕРИИ HELICOBACTER PYLORI
Ключевые слова:
радиоизмерительный частотный преобразователь, отрицательный дифференциальное сопротивление, реактивные свойства, концентрация газа, Helicobacter PyloriАннотация
В статье рассмотрены радиоизмерительный преобразователь концентрации газа для диагностики штаммов бактерии Helicobacter Pylori. Одним из перспективных направлений при построении преобразователей концентрации газа для дыхательной диагностики является использование частотных преобразователей концентрации газа на основе реактивных свойств транзисторных структур с отрицательным дифференциальным сопротивлением (NDR). Данный тип преобразователей позволяет решить задачу использования аналогово-цифровых преобразователей, поскольку реализует метод превращения «информативный сигнал - частота», который является одним из лучших для дальнейшей обработки на компьютере. Проведены теоретические и практические исследования показали, что используя реактивные свойства полупроводниковых приборов и транзисторные структуры, в которых существует отрицательный дифференциальное сопротивление, можно значительно повысить чувствительность и точность измерения концентрации газа, в частности NH3. Авторами предложен и исследован радиоизмерительный преобразователь концентрации газа построенный на основе транзисторной структуры с отрицательным дифференциальным сопротивлением и газочувствительные элементом в NH3. При изменении концентрации газа меняется проводимость чувствительного элемента который адсорбирует молекулы NH3, что в свою очередь изменяет активную и реактивную составляющие полного сопротивления транзисторной структуры. Реактивная составляющая полного сопротивления транзисторной структуры имеет емкостный характер. Эта емкость входит в состав общей емкости, возникает на электродах сток двухзатворного МДП-транзистора - коллектор биполярного транзистора, которая вместе с индуктивностью L образуют резонансный колебательное круг. Разработана динамическая математическая модель частотного преобразователя концентрации газа методом переменных состояний. Динамическая модель автогенераторного вторичного преобразователя концентрации газа позволяет определить значение частоты выходного сигнала в зависимости от изменения концентрации газа в любой момент времени. Получены аналитические выражения функции преобразования и уравнения чувствительности. Чувствительность разработанного устройства для диагностики штаммов бактерии Helicobacter Pylori составляет от 2,1 кГц / ppm до 3,4 кГц / ppm.
