Магниторезисторы - это электронные компоненты, действие которых основано на изменении электрического сопротивления полупроводника (или металла) при воздействии на него магнитного поля.
Выделяются две большие группы магниторезисторов, которые условно можно разделить на «монолитные» и «пленочные».
«Монолитные» магниторезисторы. Принцип действия монолитных магниторезисторов основан на эффекте Гаусса, который характеризуется возрастанием сопротивления проводника (или полупроводника) при помещении его в магнитное поле.
Магниторезистор представляет собой подложку с размещенным на ней магниточувствительным элементом (МЧЭ). Подложка обеспечивает механическую прочность прибора. Элемент приклеен к подложке и защищен снаружи слоем лака. МЧЭ может размещаться в оригинальном или стандартном корпусе и снабжаться ферритовым концентратором магнитного поля или «смещающим» постоянным микромагнитом.
«Монолитные» магниточувствительные элементы изготавливаются из полупроводниковых материалов, обладающих высокой подвижностью носителей заряда. К таким материалам относятся антимонид индия (InSb) и его соединения арсенид индия (InAs) и др.
Магнитодиодом (МД) называется преобразователь магнитного поля, принцип действия которого основан на магнитодиодном эффекте.
Магнитодиод представляет собой полупроводниковый прибор с р-п переходом и невыпрямляющими контактами, между которыми находится область высокоомного полупроводника.
Отличие от обычных полупроводниковых диодов состоит в том, что магнитодиод изготавливается из высокоомного полупроводникового материала, проводимость которого близка к собственной, а ширина базы d в несколько раз больше диффузионной длины пробега носителей L, в то время как в обычных диодах d < L. В «длинных» диодах при прохождении электрического тока определяющими становятся процессы, зависящие от рекомбинации и движения неравновесных носителей заряда в базе и на поверхности.
Для магнитодиодов характерны следующие специфические параметры и термины.
1.Прямое напряжение Uп. Падение напряжения на магнитодиоде в проводящем направлении при пропускании через него номинального прямого тока Iном и в отсутствии поперечного магнитного поля.
2.Прямой рабочий ток Iном. Значение прямого (неизменного во времени) тока через магнитодиод, длительное протекание которого не вызывает его недопустимого перегрева прибора.
3.Максимально допустимый прямой импульсный ток Iном имп. Ток, определяемый из условий, что длительность импульса должна быть не более 6 мс, а средняя рассеиваемая мощность на магнитодиоде не превышает допустимую.
4.Максимально допустимый постоянный обратный ток Iобр. Ток, равный значению обратного тока при приложении к магнитодиоду обратного напряжения в 100 В.
5. Максимально допустимая рассеиваемая мощность Pмакс. Мощность, определяемая из условий, что магнитодиод помещен в среду неподвижного воздуха при температуре 25 °С, а температура р-п перехода магнитодиода при этом не превышает допустимую.
6. Выходной сигнал (по напряжению) Uвых. Представляет собой разность выходных напряжений △ U = Uвых = Uв – U0, где Uв - напряжение на выходе магнитодиода при номинальном значении индукции магнитного поля, U0 - напряжение на выходе магнитодиода при отсутствии магнитного поля (В = 0).
7. Магнитная чувствительность магнитодиода по напряжению γu. Отношение напряжения выходного сигнала магнитодиода к значению номинальной индукции: γu = Uвых / Вном, где Uвых - напряжение сигнала на выходе магнитодиода.
8. Магнитная чувствительность магнитодиода по току γi. Отношение выходного тока сигнала магнитодиода к значению номинальной индукции γi = Iвых/ Вном.
Для изготовления МЧЭ элементов магнитодиодов в основном используются германий (Ge) и кремний (Si). Преимуществом германиевых магнитодиодов является высокая удельная магнитная чувствительность при низких напряжениях источника питания. Наивысшая чувствительность этих магнитодиодов достигается при больших значениях сопротивления нагрузки (Rн = 1-100 МОм), но при этом сильно увеличивается постоянная времени и возрастает напряжение питания.
Главным недостатком германиевых магнитодиодов считается сравнительно низкая предельная температура эксплуатации до +85 °С
Применение магнитодиодов. в качестве чувствительных элементов в функционально-ориентированных магнитных датчиках: скорости и направления вращения, угла поворота и преобразователях типа «угол-код», уровня и т.п. Их используют в бесконтактной клавиатуре ПЭВМ, вентильных электродвигателях, бесконтактных реле предельного тока, регуляторах электрической мощности, в бытовой электронной аппаратуре, системах автоматического управления, устройствах считывания информации ЭВМ, в электронных и электрифицированных игрушках и т.д.
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 296 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Физические основы пьезоэлектроники. | | | Об авторе книги |