Датчик индукции магнитного поля

 

Изобретение относится к электронике . Датчик индукции (ДИ) магнитного поля (МП) представляет собой полупроводниковый кристалл 1 р-типа проводимости , например InAs, на поверхности которого посредством полировки алмазной пастой создан инверсионный слой 2 п-типа проводимости. На инверсионный слой 2 методом напьшения алюминия нанесены контакты 3-6. Рабочая температура ДИ составляет 77 К, ДИ имеет повышенную помехоустойчивость и высокую точность измерения индукции МП за счет обеспечения постоянства величины электродвижущей силы Холла. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 0 01 Н:33/06 ср .;,,,..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I

Н ABTOPCKOMY CBNPETEflbCTBV,и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4163126/21-21 (22) 19. 12. 86 (46) 30.06.88. Бюл. В 24 (71) Белорусский политехнический ине ститут (») О.К. Гусев, В.П. Киреенко, А.Г. Корженевский и В.Б. Яржембицкий ,(.53) «621.317 (088.8) .(56) Викулин С.И., Сафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. М.: Сов. радио 1980, с.258-260. (54) ДАТЧИК ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к электронике. Датчик индукции (ДИ) магнитно„„SU„„3406546 А 1 го поля (МП) представляет собой полупроводниковый кристалл 1 р-типа проводимости, например InAs на поверхности которого посредством полировки алмазной пастой создан инверсионный слой 2 и-типа проводимости. На инверсионный слой 2 методом напыления алюминия нанесены контакты 3-6. Рабочая температура ДИ составляет 77 К.

ДИ имеет повьппенную помехоустойчивость и высокую точность измерения индукции МП за счет обеспечения пос" тоянства величины электродвижущей силы Холла. 2 ил.

1406546

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам и может быть использовано для измерения индукции магнитного поля. 5

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости датчика и .точности измерения индукции магнитного поля за счет обеспечения постоянства величины ЭДС Холла, генерируе- 10 мой датчиком, при изменении тока через него.

На фиг. 1 схематически изображен датчик индукции магнитного поля, на фиг. 2 — кривая зависимости ЭДС Холла, вырабатываемой датчиком, от величины электрического тока при индукции магнитного поля 0,24 Тл. В качестве примера использован датчик индукции магнитного поля, 20

) представляющий собой кристалл 1рInAs на поверхности которого посредством механической полировки алмазной пастой создан инверсионный слой 2 а †ти проводимо ти. К слою 25

2 посредством напыления алюминия созданы контакты 3-6. Рабочая темпера— тура датчика составляет 77 К.

При пропускании через контакты 3 и 4 электрического тока контакт 3 30 имеет положительный потенциал такой величины, когда падение напряжения на переходе между кристаллом 1 и сло«м 2 не превосходит порогового напряжения электрического пробоя перехода, электрический ток протекает по поверхностному слою 2 и измеряемая на контактах 5 6 ЭДС Холла, со. ответствующая по знаку и-типу проводимости, пропорциональна току и 40 индукции магнитного поля. Увеличение электрического тока приводит к возрастанию падения напряжения на переходе между кристаллом 1 и слоем 2. .При достижении порогового напряже- 45 ния на переходе в области контакта

3 происходит электрический пробой пе рехода и ток протекает через слой кристалла 1 датчика. Однако высокое сопротивление перехода в области 50 контактов 5 и 6 приводит к тому, .что основной вклад в измеряемую ЭДС

Холла дает составляющая слоя 2. В процессе дальнейшего возрастания тока через датчик происходит распространение фронта области электрического пробоя от контакта 3 в направлении контакта 4. При этом составляющая тока через слой 2 сохраняется постоянной, что приводит к постоянству измеряемой ЭДС Холла при изменении тока. Постоянство ЭДС Холла сохранится до значения, при котором фронт области электрического пробоя достигнет контактов 5 и 6, в результате чего вклад составляющей

ЭДС Холла кристалла 1 увеличится и постоянство измеряемой ЭДС Холла нарушится.

Таким образом, в диапазоне величин тока через датчик от соответствующего началу пробоя поверхностного перехода до соответствующего достижения фронтом области пробоя контактов, на которых измеряется ЭДС

Холла, величина ЭДС Холла н зависит от тока и пропорциональна индук ии магнитного поля.

На фиг. 2 представлена зависимость

ЭДС Холла генерируемой датчиком, от величины тока при индукции магнитного поля 0,24 Тл. Из графика следует, что, действительно, в диапазоне величин тока от 10 " до 2.10 А ЭДС Холла соответствует п-типу проводимости и не зависит от величины тока.

При подключении к контактам 5, 6 источника постоянного напряжения через добавочное сопротивление 57 Ом в магнитном поле 0,24 Тл величина

ЭДС Холла 9,5.10 В остается постоянной в процессе изменения напряжения от 1,5 до 0,063 В. Это позволяет использовать автономный элемент питания, сохраняя работоспособность датчика до глубокой разрядки элемента без корректировки тока. формула изобретения

Датчик индукции магнитного поля, содержащий полупроводниковый кристалл и две пары контактов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости датчика и Tî÷íîñòè измерений за счет обеспечения постоянства гальваномагнитной ЭДС при изменении тока через него, на поверхности полупроводникового кристалла сформирован слой с противоположным типом проводимости, "онтакты нанесены на этот слой.

1406546

f0

Риг.2

Ю УА

Составитель Г. Павлов

Техред Л.Сердюкова Корректор.С. Черни

Редактор М. Циткина

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3189/42

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,, 4