Способ измерения индукции магнитного поля

 

Изобретение может быть использовано при создании высокочувствительных магнитометров . Способ измерения индукции магнитного поля (МП) реализован в устройстве, содержащем плоскопараллельный полупроводниковый датчик (ППППД) 1 с боковыми гранями 2, 3, радиатор 4. источник 7 тока, измеритель 8 МП, температуры 9, 10, индикатор 11. Пропускают ток через ППППД с проводимостью, близкой к собстЕ енной, и с повышенной скоростью поверхностной рекомбинации на боковой грани 2, создают в ППППД 1 перераспределение температуры с градиентом температуры, направленным к боковой грани 2, измеряют падение напряжения на ППППД I при воздействии на него измеряемым П. Способ высокочувствителен . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 01 R 33/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!!)

° Р

bl

О

О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808995/24-21 (22) 05.11.84 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Институт физики полупроводников

АН ЛитССР (72) А. М. Конин и А. П. Сащук (53) 621.317.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 813337, кл. G Ol R 33/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 542153, кл. G 01 R 33/06, 1975. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано при создании высокочувствительных магниÄÄSUÄÄ 1420560 А 1 тометров. Способ измерения индукции магнитного поля (МП) реализован в устройстве, содержащем плоскопараллельный полупроводниковый датчик (ППППД) 1 с боковыми гранями 2, 3, радиатор 4, источник 7 тока, измеритель 8 МП, температуры 9, 10, индикатор 11. Пропускают ток через ППППД 1 с проводимостью, близкой к собственной, и с повышенной скоростью поверхностной рекомбинации на боковой грани 2, созда1от в ППППД 1 перераспределение температуры с градиентом температуры, направленным к боковой грани 2, измеряют падение напряжения на ПП!1Г1Д 1 при воздействии на него измеряемым МП. Способ высокочувствителен. 1 нл.

1420560 AU

Формула изобретения

Составитель А. Синче нко

Редактор С. Лис ина Техред И. Верес Корректор М Васиоьева

Заказ 4327)52 Тираж 772 Поди исн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при создании высокочувствительных магнитометров.

Цель изобретения — увеличение чувст5 вительности и расширение функциональных возможностей способа путем расширения диапазона измеряемых магнитных полей.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Физической основой способа является термоградиентный эффект. При помещении полупроводниковой пластины, вдоль которой приложено электрическое поле Е, имеющей область с повышенной скоростью поверхностной рекомбинации (СПР), на одной из боковых граней при наличии направленного к грани с повышенной СПР градиента температуры в магнитное поле происходит перераспределение концентрации носителей заряда по сечению образца. Данное перераспределение обусловлено как магнитным 20 полем, так и градиентом температуры.

Относительное изменение проводимости в магнитном поле в этом случае следующее;

Ла l п Рп sh U > (chU — U shu ch) —.о=Х „+ „+ р а. еехх Вд + ра*а

U Т. (г1о К. + Рор о)

ЬР=Р— Р— разность концентрации дырок на гранях с температурой Тг и ТП 30 а„, — Х,„„фа кто р; ц„и 1j, — подвижности электронов и дырок;

nn, Po — равновесие концентрации электронов и дырок; диффузионная длина 35

d — толщина датчика;

Š— напряженность электрического поля,  — индукция магнитного поля аор +Роря г 40

Z но о нор л npp)

Первый член в формуле (1) описывает магнитоконцентрационный эффект, второй обусловлен градиентом температуры и магнитным полем. Таким образом, когда гра- 45 диент температуры направлен к грани с повышенной СПР, изменение проводимости наибольшее.

На чертеже схематически изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Полупроводниковый датчик 1, имеющий область с повышенной СПР на боковой грани 2, боковой гранью 3 имеет тепловой контакт с радиатором 4. Токовые контакты 5 и 6 датчика 1 подключены к источнику 7 тока.

Измеритель 8 магнитного поля подключен к токовому контакту 5 датчика 1. Термопары 9 и 10 размещены на гранях 2 и 3 датчика 1 и подключены к индикатору 11.

Измерение индукции магнитного поля производится следующим образом.

На датчик 1 подается электрический ток от источника 7 тока. При протекании тока через датчик 1 происходит его разогрев.

В результате отвода тепла от грани 3 датчика 1 радиатором 4 грань 2 с большой СПР разогревается больше, чем грань 3. Создаваемый градиент температуры контролируют термопары 9 и 10. Датчик 1 помещают в измеряемое магнитное поле, измеряют измерителем 8 падение напряжения на датчике, а величину индукции магнитного поля определяют по формуле где k — магниточувствительность датчика, определяемая параметрами полупроводникового материала, градиентом температуры и элементами схемы включения;

AU — изменение напряжения на датчике 1 под действием магнитного поля.

Способ измерения индукции магнитного поля, включающий пропускание тока через плоскопараллельный полупроводниковый датчик с проводимостью, близкой к собственной, и с повышенной скоростью поверхностной рекомбинации на одной из боковых граней, и измерение падения напряжения на датчике при воздействии на него измеряемым магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и расширения функциональных возможностей способа, перед воздействием магнитным полем создают в полупроводниковом датчике перераспределение температуры с градиентом температуры, направленным к грани с повышенной скоростью поверхностной рекомбинации, а средняя температура полупроводникового датчика соответствует его рабочей температуре.