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Conductivimetro de corriente alterna basado en la técnica de van der pauw para caracterizar solidos semiconductores

Resumen

Este trabajo describe el diseño y la implementación de un equipo para medir la conductividad eléctrica en varias frecuencias para sólidos semiconductores basado en la técnica de Van der Pauw. El equipo diseñado está constituido por los siguientes bloques funcionales: una fuente de corriente Howland, que proporciona la corriente de excitación del sólido; un sistema de conmutación, para la implementación de la técnica de Van der Pauw; un sensor de tensión, para medir la respuesta a la excitación por la corriente; un sensor de corriente, para medir la corriente que se inyecta al sólido; un convertidor RMS, para encontrar el valor eficaz de las señales de tensión y de corriente; un detector de fase, que permite hallar la parte real de impedancia eléctrica medida; y un sistema de control para el procesamiento digital de las señales. La metodología empleada para el desarrollo del dispositivo implementado se describe a continuación: primero, se realizó un análisis teórico detallado de la fuente de corriente Howland, partes esencial del dispositivo, y se determinaron unos criterios de diseño para la misma. Segundo, se elaboró un diseño preeliminar de todas las etapas que conforman el equipo, tercero, se realizó su respectiva simulación y análisis, cuarto, se realizó el ajuste al diseño preeliminar, quinto, se implementación la primera versión del dispositivo final para validar el diseño, sexto, se rediseñaron las topologías que no funcionaron de la manera esperada. Por último se implementó la segunda versión del dispositivo a la cual se le hicieron pruebas y ajustes.