Барило Г. І. Структурно-параметрична модифікація мікроелектронних сигнальних перетворювачів імпедансу для сенсорної техніки

Дисертаційна робота присвячена проблематиці створення мікроелектронних сигнальних перетворювачів імпедансу для сенсорної техніки з метою забезпечення підвищення точності вимірювань, розширення частотного діапазону активуючого сигналу, підтримки конвертерів високої роздільної здатності. Враховуючи динаміку розвитку сучасної імпедансної спектроскопії , яка широко використовується в галузях матеріалознавства, фізики, біофізики, медицини виникає потреба у створенні нових інтегральних, функціонально закінчених аналогових фронт-енд пристроях з підтримкою Інтернету Речей. На основі проведеного аналізу визначено перспективні напрямки побудови та пропоновано нові підходи та моделі для дослідження процесів синального перетворення з використанням базових елементів твердотільної електроніки. У роботі обґрунтовано застосування засобів математичного та схемотехнічного моделювання з використанням готових SPICE моделей електронних компонентів, які надаються їх виробниками та розроблено власні оригінальні моделі функціонально залежних джерел сигналів, підсилювачів, синхронних детекторів та інтеграторів. Показано можливість використання як гармонічних так і негармонічних джерел сигналів активуючих джерел в процесі вимірювання та встановлено закономірності впливу гармонік цих джерел на точність сигнального перетворення. На основі отриманих результатів модельних досліджень показано можливість значного підвищення точності шляхом використання методів синхронного детектування та інтегрування інформативного сигналу. Розроблено узагальнені структурні схеми побудови перетворювачів гальваностатичного та потенціометричного методу вимірювання імпедансу та методики розрахунку точності сигнального перетворення. Здійснено практичну реалізацію мікроелектронних перетворювачів імпедансу на основі базових елементів твердотільної електроніки та створено ряд сенсорних пристроїв для вимірювання температури, неінвазивних досліджень тканин, для дослідження властивостей органічних напівпровідникових матеріалів та структур на їх основі. Фундаментальною проблемою, яка вирішується в цій роботі є побудова наукових засад створення високочутливих, функціональних мікроелектронних сигнальних перетворювачів імпедансу гальваностатичного іпотенціометричного методу вимірювань для створення сенсорних пристроїв та інформаційно-вимірювальних систем.