Abstract
Introduction. The article is dealing with the sensors analog front-end development in accordance to concepts of Lab-on-Chip and Internet of Things. The task of functional integration, the basis of which is the combination of several complementary methods of measurement in one device, is pointed. Basic approaches to functional integration. Functional integration provides the ability to use the same microelectronic structure for controlled heating, measuring the temperature, and measuring the changes of the investigated sample characteristics under the influence of external influence. Functional integrated magneto-transistor converter. The main advantages of used magneto-transistors are high signal-to-noise ratio, increased resistance to magneto-induction interferences, and multi-modes and multi-functionality. The last advantage is decisive for solving the problem of a single chip functionally integration. The principle of operation and the circuit diagram of the signal converter. The signal converter provides three functional properties on single chip magneto-transistor structure. The first is the magnetic field measurement. The second is controlled heating of the structure. And, the third property is the measurement of the temperature of the structure of the magneto-transistor with investigated substance placed on this structure. Hardware-software implementation of the signal converter. The signal converter has been implemented on the Programmable System on Chip PSoC 5LP (Cypress Semiconductor). The module CY8CKIT-059 Prototyping Kit has been used. The developed software for controlling the measurement process provides controlling the duration of the heating pulses and relaxation, the number of measurements in each thermal cycle, coefficients of measuring transformation functions, API operating modes commands, etc. Conclusions. The novelty of the obtained results is the implementation of the sensor device for thermomagnetic analysis on the lateral magneto-transistors single chip structure. The areas of application are sensors for materials science, biophysics and medicine in the concept of the Internet of Things.
Highlights
The article is dealing with the sensors analog front-end development in accordance to concepts ofLab-on-Chip and Internet of Things
Синфазна складова цього сигналу рiвна напрузi опорного кола V1, тобто, при вiдсутностi магнiтного поля та iдеалiзовано симетричнiй структурi магнiтотранзистора (з вiдсутнiстю напруги змiщення) має мiсце рiвнiсть V2 = V1
ConclusionsThe novelty of the obtained results is the implementation of the sensor device for thermomagnetic analysis on the lateral magneto-transistors single chip structure
Summary
У вiдповiдностi до сформульованої задачi в статтi представлений подальший розвиток концепцiї побудови функцiонально iнтегрованих in-situ сенсорiв на основi компонентiв мiкроелектронiки. Приклад реалiзацiї функцiонально iнтегрованих сенсорiв магнiтного поля та температури представлений на рис. 1. Такi сенсори складаються з двох компонентiв – напiвпровiдникового сенсора Холла (1), яким вимiрюють абсолютнi значення магнiтного поля та мiнiатюрного (з розмiром декiлька мiлiметрiв) соленоїда – актюатора (2), яким формують магнiтнi поля заданої величини, проводять керований нагрiв структури та вимiрювання температури. - вимiрювання змiни характеристик дослiджуваного зразка пiд дiєю зовнiшнього впливу (здебiльшого, такий вплив реалiзується компонентом сенсорного пристрою, що називають актюатором), зокрема, магнiтних властивостей дослiджуваного зразка в процесi модуляцiї магнiтного поля та температури. В цьому разi соленоїд використовують для формування заданих значень магнiтного поля, керованого нагрiву дослiджуваної речовини та вимiрювання ї ї температури. У вище розглянутому функцiонально iнтегрованому модулi вимiрювання температури проводять терморезистивним методом, використовуючи температурну залежнiсть опору мiдного дроту, з якого виготовлений соленоїд. Фотографiя розщеплених холлiвських структур: кутовий сенсор (а) та 3D сенсор (б)
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
