Гальваномагнитные преобразователи на активных элементах
Магнитодиоды
Магнитодиодом называется полупроводниковый преобразователь магнитного поля, принцип действия которого основан на магнитодиодном эффекте.
Магнитодиодный эффект проявляется в диодах с длинной базой и заключается в резком изменении электрического сопротивления диода, вклюценного в прямом направлении, при воздействии поперечного магнитного поля [3]. В длинных диодах прямой ток определяется неравновесной проводимостью базовой области. Распределение инжектированных носителей в базе диода определяется подвижностью и временем жизни. В магнитном поле вследствие магниторезистивного эффекта уменьшается подвижность носителей и, следовательно, проводимость базы, что приводит к перераспределению напряжений, падающих на р-п-переходе, и в толще базы: падение напряжения на базе растет, а на р-п-переходе уменьшается. Уменьшение напряжения на р-п-переходе приводит к уменьшению уровня инжекции и к дальнейшему увеличению сопротивления толщи базы. Последнее вызывает новое перераспределение напряжения и т.д.
Таким образом, эффект магнитосонротивления за счет изменения уровня инжекции усиливается в сотни раз. Магниточувствительность длинных диодов во много раз превышает чувствительность магниторезисторов.
Существенным недостатком магнитодиодов является сильная зависимость электрических параметров от температуры, которая определяется температурной зависимостью подвижности носителей и увеличением концентрации основных носителей за счёт их генерации с ростом температуры. В табл.З приведены параметры выпускаемых промышленностью магнитодиодов типа КД301 и КДЗОЗ.
Электрические параметры магнитодиодов Таблица 3
Тип |
Прямое напряжение при 1=3 тА |
Магнитная чувствительность В/Тл, при Т=25°С, 1=1 тА |
Магнитная чувствительность В/Тл, при Т=25°С, 1=3 тА |
КД301А |
6.0-7.5 |
5 |
15 |
КД301В |
9.2-10.5 |
10 |
30 |
КД301Д |
12.2-13.5 |
15 |
45 |
КД301Ж |
15.2-20.0 |
20 |
60 |
КДЗОЗА |
4.0-5.0 |
- |
10 |
КДЗОЗВ |
6.1-7.0 |
- |
25 |
кдзозд |
9.1-11.0 |
- |
35 |
КДЗОЗ |
13.1-15.0 |
- |
45 |
Магнитодиоды типа КДЗОЗ в отличие от КД301 имеют вольт-амперную характеристику, зависящую не только от значений прямого тока и магнитной индукции, но и от сс направления (рис.8).