半导体电阻率涡流检测智能仪器的设计与实现

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半导体技术的发展,决定了测试技术需要不断的提高与创新。传统的四探针法表现出很多不足,这一现实决定了必须寻求其他方法以弥补这些不足。本文对涡流法用于半导体测试方面进行了研究。本次设计采用实验和计算机数值模拟相结合的方法,对电涡流传感器的性能进行了计算机辅助分析。通过研究了激励频率,检测距离以及线圈尺寸等参数对测量结果的影响,得到了600KHz的激励频率,0.05mm的检测距离,3.3mm的线圈内径和5mm的外径等线圈参数;分析了材料厚度与测量结果的关系,并得到电导率与线圈电压实部和材料厚度的解析关系。在处理方法上,本文提出了利用电压有效值直接反映电压实部变化的思想,替代了传统的阻抗分析法,并通过实验验证了其正确性。最后设计了对涡流线圈电压处理电路,用单片机PIC16F877A实现对数据的处理和显示。开发出实验样机,利用数码管显示出被测材料的电阻率。通过对不同电阻率的一组Si材料进行了实际测量,表明本次设计得到的实验样机,适合厚度为0.3-0.5mm的Si材料,通过实测表明,在6-60Ω·cm的测量范围内,误差在10%之内。
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