У дисертаційній роботі в науковому аспекті розроблені математичні моделі як вологочутливих елементів на основі МДН-структур, ємнісних та резистивних структур, так і математичні моделі мікроелектронних частотних вологочутливих перетворювачів на основі нелінійних еквівалентних схем, що дозволило отримати вольт-амперні характеристики, функції перетворення і рівняння чутливості розроблених приладів. В інженерно-технічному аспекті створено новий клас мікроелектронних частотних перетворювачів вологості на основі реактивних властивостей транзисторних структур з від’ємним опором, які працюють у широкому діапазоні частот від 103 Гц до 107 Гц. Розроблено пакет прикладних програм в обчислювальному середовищі „Matlab 5.2” для моделювання та розрахунків характеристик перетворювачів вологості з врахуванням впливу відносної вологості навколишнього середовища на реактивні властивості і від’ємний опір напівпровідникових біполярних і МДН-транзисторних структур. Отримано такі основні наукові та практичні результати: 1. Вперше запропоновано використання реактивних властивостей транзисторних структур з від’ємним опором для створення первинних перетворювачів вологості, що працюють по принципу “вологість-частота”. 2. Вперше розроблені математичні моделі частотних мікроелектронних перетворювачів вологості, в яких на відміну від існуючих, враховано вплив відносної вологості навколишнього середовища на елементи нелінійних еквівалентних схем перетворювачів на основі транзисторних структур з від’ємним опором, що дало змогу отримати рівняння чутливості і функції перетворення відносної вологості у частоту. 3. Удосконалені математичні моделі резистивного та ємнісного вологочутливих елементів, які відрізняються від існуючих тим, що в них враховані фізичні процеси, що приводять до зміни електрофізичних параметрів (опору, діелектричної проникності, ємності) вологочутливої плівки на основі гігроскопічних солей NaCl, LiCl, BaCl2 від кількості адсорбованої пари води, в результаті хімічної та фізичної адсорбції. 4. Удосконалена фізико-математична модель вологочутливого МДН-конденсатора на основі аморфного двоокису кремнію, яка відрізняється від існуючих тим, що в ній враховано залежність ємності вологочутливого шару від кількості адсорбованої водяної пари та впливу поверхневих станів на приповерхневій області напівпровідника і складового діелектрика – термічного та аморфного двоокису кремнію. 5. В результаті математичного моделювання отримані аналітичні вирази, які можуть бути використані для інженерних розрахунків вольт-амперних характеристик, функції перетворення та чутливості розроблених мікроелектронних частотних перетворювачів вологості. 6. Вперше запропонована конструкція вологочутливого двозатворного МДН-транзистора, в якому вологочутливий шар аморфного двоокису кремнію створений під другим затвором транзистора. Вологочутливий двозатворний МДН-транзистор використовувався як чутливий елемент частотного перетворювача вологості з активним індуктивним елементом. 7. Розроблено частотний мікроелектронний перетворювач вологості з вологочутливим МДН-конденсатором на основі аморфного двоокису кремнію для виміру зміни відносної вологості в діапазоні від 60 % до 95 % з чутливістю від 1,55 кГц/% до 1,95 кГц/%. 8. Розроблено частотний мікроелектронний перетворювач вологості з активним індуктивним елементом, вологочутливим елементом, якого слугує двозатворний МДН-транзистор, в діапазоні виміру відносної вологості від 60 % до 95 % з чутливістю від 1,8 кГц/% до 2,55 кГц/%. 9. Розроблено вимірювальний блок температуро-вологістних режимів для виміру відносної вологості та температури в складських приміщеннях харчової промисловості. Сумарна похибка системи вимірювання становить 1,206 %. Аналіз проведених теоретичних і експериментальних досліджень показав, що математична модель описує поведінку перетворювача з похибкою ±3 %. | 