da svaki stupanj u proizvodnji bude uspešan manja od jedinice,
ponekada i znatno. Verovatnoća da se dobije zadovoljavajuća
matrica na kraju svih stupnjeva je proizvod svih intermedijarnih
verovatnoća, tako da je postizanje visokih iskorišćenja u proi-
zvodnji vrlo teško. Mala iskorišćenja znače da se mnoge matrice
moraju odbaciti; kao posledica toga cena krajnjeg proizvoda je
visoka.
Jedan od najvećih izazova i ograničenja u konstrukciji hibridnih
matrica je potreba za vrlo pouzdanom dimenzionom kontrolom
pri konstrukciji i čitačkih i detektorskih matrica. Uređaji se
konstruišu i čuvaju na sobnoj temperaturi ali se moraju hladiti
pri radu; dimenzije se moraju održavati unutar uskih granica
tolerancije u širokom temperaturnom opsegu. Ovaj zahtev je
teško ostvariti kada su detektori od materijala čije se termičko
skupljanje razlikuje od silicijumskog čitača. Sa uobičajeno
korišćenim detektorskim materijalima, moguće je ostvariti
dimenzije uređaja do oko 1 cm
2
, zadržavajući odgovarajuću
kontrolu dimenzija da se podnese hlađenje. Matrice sa vrlo
velikim brojem piksela, podrazumevaju sve manje dimenzije
piksela i sve tanje detektorske i čitačke slojeve, a istovremeno
se moraju širiti i skupljati da bi se prilagodile širenju i skupljanju
drugih konstrukcionih materijala. Takođe, sila pri bondovanju
mora biti kontrolisana tako da se indijumske grudvice dovoljno
sabiju, ali da se ne oštete tanke pločice materijala koji nosi
detektore i čitače ili da izazove klizanje pločica jedne u odnosu
na drugu, što bi moglo da dovede do spajanja susednih lemova.
Uprkos tim teškoćama, uspešno su konstruisane direktne
hibridne infracrvene matrice od 1024 x 1024 do 2048 x 2048
piksela (sa dimenzijama piksela od 18 do 30 µm). Matrica 2048
x 2048 sa pikselima od 18 µm ima stranicu od 3,6 cm. Ako se
matrica ohladi za 200 K, dimenziono neslaganje od ugla do ugla
između infracrvenog detektorskog sloja i silicijumskog čitača
može da prevaziđe dimenziju piksela, tako da bilo čitački ili
detektorski sloj mora biti elastičan da bi se sačuvao integritet
matrice tokom hlađenja.
Krajnji zadatak čitača je da se smanji broj izlaznih linija matrice
od jedne po pikselu do razumnog broja (na primer 1, 2 ili 4 za
celu matricu od više hiljada piksela). Signali se pojavljuju sekven-
cijalno na tim izlaznim linijama, gde se mogu procesirati serijski
uz pomoć prateće elektronike. Kaže se da su signali „multipleksi-
rani“ kroz elektronski sklop i ceo čitač se označava kao multiplek-
ser, ili MUX, mada ima i značajan broj drugih funkcija.
Direktne hibridne matrice koriste se za merenja na talasnim duži-
nama između 1 i 40 μm. Za manje talasne dužine obično se kori-
ste monolitne matrice na bazi unutrašnje apsorpcije u silicijumu.
Na talasnim dužinama većim od 40 μm konvencionalne hibridne
matrice postaju manje upotrebljive zbog neodgovarajućih ka-
rakteristika fotoprovodnika koji se koriste za daleku infracrvenu
oblast. Između 1 i 10 μm matrice mogu biti zasnovane na dobro
razvijenoj tehnologiji fotodioda od HgCdTe, InSb, PtSi ili drugih
materijala, i između 1 i 6 μm one mogu postići kvantna iskori-
šćenja od 80 do 90 % (ako su zaštićene od refleksije) i šum od 4
do 30 elektrona. Između približno 4 i 40 μm matrice mogu biti
bazirane na spoljašnjim silicijumskim fotoprovodnicima ili silici-
jumskim BIB (blocked impurity band) detektorima, sa kvantnim
iskorišćenjima od 30 do 80% i šumom od 10 elektrona ili manjim.
Zbog obima teksta drugi deo pročitajte u narednom broju časo-
pisa Industrija. Nastaviće se...
građevinska industrija
građevi ska industrija
Nenad Ilić
Area Sales Engineer
Balkan Region
cell:+381 69 390 66 77
Kistler MEMS akcelerometri za monitoring
vibracija i sistemi za merenje mase vozila
u pokretu (WIM- OIML-R134)
Representative office Kistler
Bulevar Despota Stefana, 12/VIII
Belgrade, Serbia
Merenje
strukturalnih
vibracija
i WIM sistemi
