连续测量金属-绝缘体转变元件的突变的金属绝缘体转变的电路以及利用此电路的金属-绝缘体转变传感器制造技术

提供一种用于连续测量金属-绝缘体转变(MIT)元件的突变MIT的电 路以及利用该电路的MIT传感器。所述电路包括：被测量对象单元，包括 具有在转变电压处发生突变MIT的MIT元件；供电单元，施加预定的脉冲 电流或电压信号给被测量对象单元；测量单元，测量MIT元件的突变MIT； 以及微处理器，控制供电单元和测量单元。突变MIT测量电路连续地测量 MIT元件的突变MIT，因此能够将其用作感知外部因素变化的传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及金属-绝缘体转变(MIT)设备，更特定地，涉及MIT元件 应用电路以及使用其的MIT传感器。
技术介绍
近年来，人们已经研究出新的MIT应用技术。人们一般知道，钒氧化 物(V2Os)在68°C发生突变跳跃，因此能够将产生突变MIT的钒氧化物的 陶瓷材料用作感知特定温度的传感器。然而，在论文NewJ.Phys.6(2004)52 (丽w.nip观V，中发现并公开了一个新的事实人们能够控制突变的MIT。传感器通常分为感知光、磁、压力等物理量传感器，以及感知气体、湿 度等化学量的传感器。随着技术的不断进步，人们已经开发出各种各样的高 精度传感器。其中的一种传感器是使用热敏电阻器或者双金属材料的温度传感器。能 够由温度传感器所感知的温度范围被限定于特定温度，或者可以非常宽。感 知光强度的传感器包括用于数码相机或摄像机的电荷耦合器件(CCD)图像 传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。这些传感器价格昂 贵并且只能感知光线。在MIT元件中，从绝缘体到金属的突变发生在特定电压(下面被称为 转变电压)或者在特定温度(下面被称为转变温度)处。如上所述， 能够对转变电压或者转变温度进行控制。利用电压-电流曲线，能够将MIT 现象解释为在转变电压或转变温度处突变的电流跳跃。MIT元件的转变电压5或转变温度能够根据例如光线、温度、压力或气体的外部因素来改变。因此，通过连续地测量MIT元件的突变MIT跳跃能够感知外部因素的变化。然而， 能够测量MIT元件的突变MIT的电路还没有被开发出来
技术实现思路
技术问题本专利技术提供能够连续地测量MIT元件的突变MIT的电路，以及使用此 电5^的MIT传感器。 技术方案根据本专利技术的一个方面，提供用于测量MIT元件的突变MIT的电路， 包括被测量对象单元，包括突变MIT发生在它的转变电压处的MIT元件； 供电单元，向被测量对象单元施加预定的脉冲电流或电压信号；测量单元， 测量MIT元件的突变MIT;以及控制器，控制供电单元和测量单元。被测量对象单元可以包括与MIT元件串行连接的保护电阻器，并且供 电单元可以包括DAC(数模转换器)，产生脉冲电流或电压信号；以及运 算放大器，放大DAC的输出信号。测量单元可以包括比较器和边沿触发型 触发器或者釆样保持器，存储比较器的输出信号并且将所存储的信号发送给 控制器的^f敛处理器。能够将MIT元件中的电阻部件代替外部电阻器用作保 护电阻器。可以将比较器的第一输入端子连接到MIT元件和保护电阻器之间，并 且它的第二输入端子可以接收与MIT元件的转变电压相对应的参考电压。 通过可变电阻器可以控制参考电压，并且可以将由供电单元所产生的脉沖电 流或电压信号施加于MIT元件。当第一输入端子电压低于第二输入端子电 压时，比较器可以输出低信号，当第一输入端子电压等于或高于第二输入端 子电压时，比较器输出高信号，边沿触发型触发器或者采样保持器可以存储 比较器的输出信号并将所述输出信号发送给微处理器。微处理器可以通过数据总线控制DAC的输出信号。参考电压可以由控 制器的微处理器来施加。被测量对象单元可以包括与MIT元件串行连接的保护电阻器，供电单 元可以包括DAC，产生脉冲电流或电压信号；以及运算放大器，放大DAC 的输出信号。测量单元可以包括采样保持器，以及ADC (模数转换器)，将6采样保持器的输出信号转换为数字信号。可以以高的频率将脉沖电流或电压信号施加于MIT元件。采样保持器可以将MIT元件电压或电流的变化保存一l殳预定的时间。ADC可以接收采 样保持器的输出信号，将所述输出信号转换为数字信号，并且将所述数字信 号发送给控制器的微处理器。控制器的微处理器可以将控制信号输出给DAC,并且通过数据总线从 ADC接收与MIT元件的电压或电流变化相对应的信号。通过数据总线的信 号发送可以由芯片选择器来控制。被测量对象单元可以包括与MIT元件串行连接的保护电阻器，并且供 电单元可以包括晶体管，被脉冲电流或电压信号所控制；以及输入电源， 将固定电压施加于被测量对象单元。测量单元可以包括比较器；以及边沿 触发型触发器或采样保持器，存储比较器的输出信号，并且将所存储的信号 发送给控制器的微处理器。可以将比较器的第一输入端子连接到MIT元件和保护电阻器之间，并 且它的第二输入端子可以接收与MIT元件的转变电压相对应的参考电压。 通过可变电阻器可以控制参考电压。当第一输入端子电压低于第二输入端子 电压时，比较器可以输出低信号，当第一输入端子电压等于或高于第二输入 端子电压时，比较器输出高信号。边沿触发型触发器或者采样保持器可以存 储比较器的输出信号并将所述输出信号发送给控制器的微处理器。脉冲电流或电压信号可以由微处理器产生并且施加于晶体管，或者由另 外的脉冲产生振荡器产生并且施加于晶体管。所述晶体管可以是双极性晶体管或者MOS (金属氧化半导体)晶体管。 当晶体管是双极性晶体管时，将脉沖电流或电压信号施加于双极性晶体管的 基极，并且可以将被测量对象单元连接到双极性晶体管的集电极或发射极。 当晶体管是MOS晶体管时，将脉冲电流或电压信号施加于MOS晶体管的 栅极，并且可以将被测量对象单元连接到MOS晶体管的漏极或源极。被测量对象单元可以包括与MIT元件串行连接的保护电阻器，并且供 电单元可以包括晶体管，被脉冲电流或电压信号所控制；以及输入电源， 将固定电压施加于被测量对象单元。测量单元可以包括采样保持器；以及 ADC，将采样保持器的输出信号转换为数字信号。可以将高频率的脉冲电压或电流信号施加于MIT元件。所述采样保持7器可以将MIT元件的电压或电流变化保存预定的一段时间。所述ADC可以 接收采样保持器的输出信号，将输出信号转换为数字信号，并且将数字信号 发送给控制器的微处理器。被测量对象单元可以包括至少两个MIT元件；以及一个多路器，用 于选择MIT元件。微处理器可以将选择信号施加于选择至少一个MIT元件 的多路器，以便测量至少一个所选择MIT元件的突变MIT。根据本专利技术的另一个方面，提供一种利用突变MIT测量电路所制造的 MIT传感器。所述MIT传感器可以对应于温度传感器、红外线传感器、图像传感器、 压力传感器、电磁传感器、颗粒检测器、气体浓度传感器和开关中的一个。 被测量对象单元可以包括串行、并行或串并组合连接，或者排列为阵列或矩 阵的多个MIT元件。MIT元件可以-波排列成阵列或矩阵形式，并且具有#4居包含红外线的电 磁波而改变的转变电压，突变MIT测量电路检测转变电压以便测量电磁波 的强度。MIT传感器可以是图像传感器。根据本专利技术的突变MIT测量电路能够连续地测量MIT元件的突变MIT。 更进一步，由于MIT元件的转变电压或转变温度根据诸如温度、压力或气 体浓度的外部因素而改变，通过连续地测量MIT元件的突变MIT，能够将 突变MIT测量电路用作感知外部因素变化的传感器。因此，根据本专利技术的 利用突变MIT测量电路所制造的MIT传感器能够感知例如光线、压力、温 度或气体浓度的物理或化学变化。有益效果根据本专利技术的突变MIT测量电路能够连续地测量MIT元件的突变MIT。 更进一步，由于MIT元件的转变电压或转变温度随着例如温度、压力或气 体浓度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量金属－绝缘体转变ＭＩＴ元件的突变ＭＩＴ的电路，包括：　被测量对象单元，包含ＭＩＴ元件，在它的转变电压处出现突变ＭＩＴ；　供电单元，将预定的脉冲电流或电压信号施加于被测量对象单元；　测量单元，测量ＭＩＴ元件的突变 ＭＩＴ；以及　控制器，控制供电单元和测量单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.8.7 KR 10-2006-0074310;2006.12.15 KR 10-20061、一种用于测量金属-绝缘体转变MIT元件的突变MIT的电路，包括被测量对象单元，包含MIT元件，在它的转变电压处出现突变MIT；供电单元，将预定的脉冲电流或电压信号施加于被测量对象单元；测量单元，测量MIT元件的突变MIT；以及控制器，控制供电单元和测量单元。2、 如权利要求l所述的电路，其中，测量单元包括微处理器。3、 如权利要求l所述的电路，其中，被测量对象单元包括与MIT元件 串联的保护电阻器，供电单元包括产生脉沖电流或电压信号的数模转换器 DAC以及放大DAC的输出信号的运算放大器，测量单元包括比较器以及存 储比较器的输出信号并且将所存储信号发送给控制器的微处理器的边沿触 发型触发器或采样保持器。4、 如权利要求3所述的电路，其中，将比较器的第一输入端子连接到 MIT元件和保护电阻器之间，并且比较器的第二输入端子接收与MIT元件 的转变电压相对应的参考电压，通过可变电阻器来控制所迷参考电压，将供 电单元所产生的脉冲电流或电压信号施加于MIT元件。5、 如权利要求4所述的电路，其中，当第一输入端子的电压低于第二 输入端子的电压时，比较器输出低信号；当第一输入端子的电压等于或高于 第二输入端子的电压时，比较器输出高信号，并且边沿触发型触发器或采样 保持器存储比较器的输出信号，并且将输出信号发送给控制器的微处理器。6、 如权利要求l所述的电路，其中，控制器的微处理器施加预定的脉 冲电流或电压信号。7、 如权利要求l所述的电路，其中，被测量对象单元包括与MIT元件 串联连接的保护电阻器，供电单元包括产生脉冲电流或电压信号的DAC以 及放大DAC输出信号的运算放大器，测量单元包括采样保持器以及将采样 保持器的输出信号转换为数字信号的模数转换器ADC。8、 如权利要求7所述的电路，其中，以高的频率将脉冲电流或电压信 号施加于MIT元件，采样保持器存储MIT元件的电压或电流的变化一段预 定的时间，ADC接收采样保持器的输出信号，将输出信号转换为数字信号， 并且将数字信号发送给控制器的微处理器。9、如权利要求7所述的电路，其中，控制器的微处理器输出控制信号应的信号，芯片控制器控制通过数据总线的信号发送。10、 如权利要求1所述的电路，其中，被测量对象单元包括与MIT元 件串联连接的保护电阻器，供电单元包括被脉冲电流或电压信号控制的晶体 管以及施加固定电压到被测量对象单元的输入电源，并且测量单元包括比较 器以及存储比较器的输出信号并且发送所存储的信号给控制器的微处理器 的边沿触发型触发器或采样保持器。11、 如权利要求10所述的电路，其中，将比较器的第一输入端子连接 到MIT元件和保护电阻器之间，比较器的第二输入端子接收与MIT元件的 转变电压相对应的参考电压，参考电压由可变电阻器...

【专利技术属性】
技术研发人员：金铉卓，金俸准，李镕旭，尹善真，崔相国，
申请(专利权)人：韩国电子通信研究院，
类型：发明
国别省市：KR