Сигнальний перетворювач функцiонально iнтегрованих термомагнiтних сенсорiв

Стаття присвячена проблемам розвитку сенсорної електроніки у відповідності до концепцій "Лабораторія на чіпі" (Lab-on-Chip), "Програмована система на кристалі" (Programmable System-on-Chip) та "Інтернет речей" (Internet of Things). Вирішується задача функціонального інтегрування, основою якої є поєднання в одному пристрої декількох взаємодоповнюючих методів вимірювання. Новизною отриманих результатів є реалізація сенсорного пристрою термомагнітного аналізу на однокомпонентній структурі латерального магнітотранзистора. Показано, що перевагою побудови in-situ сенсорів термомагнітного аналізу на основі магнітотранзисторів є мультипараметричність їх pежимів роботи. Ця перевага створює можливості реалізації термомагнітних однокомпонентних вимірювальних перетворювачів з розширеними функціональними можливостями, а саме, вимірювання магнітного поля, керованого нагріву та вимірювання температури. Керування процесами вимірювання з функціональним in-situ інтегруванням здійснюється сигнальним перетворювачем, який містить аналоговий фронт-енд та мікроконтролер керування. На відміну від типових рішень сигнального перетворення на магнітотранзисторах, запропонована схема дозволяє перейти від двофазного типу вихідного сигналу магнітотранзистора у виді різницевої напруги до ефективнішого для вирішуваної задачі рішення з однофазним вихідним сигналом. Таке рішення особливо важливе в схемах з низьковольтним однополярним живленням, що є вимогою до пристроїв Інтернету речей. Сигнальний перетворювач реалізовано на платформі програмованої системи на кристалі PSoC CY8CKIT-059 PSoC 5LP Prototyping Kit. Інформативна величина температури визначається температурною залежністю падіння напруги на прямозміщених p-n переходах магнітотранзистора. Представлені результати апаратно-програмної реалізації сигнального перетворювача. Галузь застосування представленого вимірювального перетворювача – сенсорні пристрої термомагнітного аналізу для матеріалознавства, біофізики та медицини.