Osadchuk A. 
Doctor of Technical  Sciences, Professor, Head of Radioengineering Department, 

Vinnitsa National Technical Universit, Vinnitsa, Ukraine 

Osadchuk V. 
Doctor of Technical  Sciences, Professor,  Prof. of Radioengineering Department,  

Vinnitsa National Technical University, Vinnitsa, Ukraine 

Osadchuk I. 
PhD,

 

Researcher of Radioengineering Department, Vinnitsa National Technical 

University, Vinnitsa, Ukraine 

 

GAS CONCENTRATION TRANSDUCERS WITH FREQUENCY 

OUTPUT SIGNAL BASED ON REACTIVE PROPERTIES  

OF SEMICONDUCTOR STRUCTURES WITH NEGATIVE 

DIFFERENTIAL RESISTANCE 

 
Introduction. The characteristics of the transducers determine the accuracy and 

reliability of control and regulation systems for process monitoring devices, 
environmental characteristics, industrial plant safety, etc. Therefore, gas converters are 
subject to stringent requirements. They should be economic, provide high accuracy of 
measurement, have minimum dimensions, weight and energy consumption, be 
compatible with modern computers and have the ability to manufacture on standard 
integrated technology [1-4]. 

Currently, the existing semiconductor gas sensors do not meet the above 

requirements. They have a low output signal, low accuracy and sensitivity, require 
analog-to-digital converters and amplifiers for further signal processing. A promising 
scientific direction, which allows to eliminate the disadvantages of existing analog gas 
sensors, is the creation of converters that implement the principle of transformation 
"gas concentration – frequency" on the basis of autogenerator semiconductor structures 
with negative differential resistance. 

Development of autogenerator gas transducers with a frequency output signal 

requires knowledge of changes in the impedance of primary semiconductor gas 
transducers from changes in gas concentration, that is, the gas reactive effect, because 
these processes cause changes in the parameters of the oscillating circuit of 
autogenerators, which in turn determines the dependence of the output frequency of 
devices [5-8]. Thus, the work is devoted to the study of the mathematical model of the 
gas reactive effect in semiconductor gas sensors, that is, the dependence of their total 
output resistance on the gas concentration, which is determined by the processes on the 
surface of the semiconductor. 

 

- 485 -