Датчик для измерения магнитных полей

 

опислн-И - в

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

354373

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10Л1!.1971 (№ 1632439118-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.Х.1972. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания ЗО.Х.1972

М. Кл. G Olr 33/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317,42(088.8) Авторы изобретения

T. В. Персиянов и Г. И. Рекалова

Электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) Заявитель

ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Изобретение может быть использовано в устройствах для измерения параметров постоянных и переменных магнитных;полей, в частности неоднородных полей в малых объемахх.

Известен транзисторный датчик, поля, выполненный в виде биполярного транзистора с дополнительным цилиндрическим коллектором, образующим зону высокой рекомбинации.

Этот датчик имеет недостаточные пороговую чувствительность и температурную стабильность, нелинейность характеристик по магнитному полю, малое пространственное и угловое разрешение и требует жесткой стабилизации источников питания.

Кроме того, этот датчик обладает низкой технологичностью из-за необходимости точного вьвполнеиия цилиндрической формы его конструкции.

Цель изобретения — повышение чувствительности датчика, линейности его рабочих характеристик и технологичности изготовления.

Цель достигается тем, что предлагаемый датчик содержит д ва параллельных измерительных коллектора, расположенных симметрично в непосредственной близости от эмиттера, .перпендикулярно к плоскости его р — пперехода, дополнительный коллектор, параллельпый .плоскости эмиттера, образующий зону высокой рекомбинации, и два базовых электрода.

Предлагаемый датчик схематически изобра5 жен на чертеже.

Он содержит два параллельных плоскостных измерительных коллектора 1 и 2, расположенных в непосредственной близости от эмиттера 8 перпендикулярно плоскости его

10 р — n-,ïåðåõîäà, дополнительный коллектор 4, параллельный плоскости эмиттера, и два базовых электрода б и б. Стрелкой О показано направление вектора напряженности магнит15 ного поля.

Датчик работает следующим образом.

В отсутствие мапнитного поля инжектированные эмиттером 8 иеосновные носители достигают вследствие диффузии всех трех кол20 лекторов 1, 2 и 4.

При по мещении датчика .в магнитное поле, при направлении поля, указанном .на чертеже, и при условии, что неосновными носителями являются дырки, ток в цепи измерительного

25 коллектора 1 уменьшается, а в цепи измерительного коллектора 2 увеличивается пропорционально величине индукции .измеряемого магнитного поля. Магнитное .поле не влияет на ток коллектора 4, и этот электрод может

30 быть включен;в цепь отрицательной обратной

354373

3 2 6 4

Составитель Л. Строганов

Редактор И. Орлова Техред А. Камышникова Корректор О. Волкова

Заказ 3574/13 Изд. № 1466 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 связи, обеспечивающей термостабилизацию или стабилизацию по питанию.

Порог чувствительности датчика определяется соб .твенными шумами триодной структуры.

Линейность характеристик датчика обеспечивается однородностью исходного пространственного распределения диффузионного потока неосновных носителей в объеме, заключенном между краями измерительных коллекторов / и 2 и дополнительным коллектором 4.

Высокая .пространственная разрешающая способность датчика обеспечивается малым расстоянием между измерительными .коллекторами 1 и 2 и эмиттером 8, а высокая IHBправленность действия — лланарным расположением элементов.

TBIK как уровень инжекции не влияет на распределение токов в цепях измерительных коллекторов, регулировка чувствительности может быть осуществлена в широких пределах путем изменения смещения па базовых электродах 5 и б.

Высокая технологичность датчика обусловлена IB03можностью применения планарной технологии изготовления и некритичностью к некоторой асимметрии расположения элементов.

С помощью описанного датчика можно осуществлять,измерения напряженности постоянitbIx и переменных магнитных полей и градиенты напряженности полей в,различных направлениях, причем максимальная чувствительность датчика превосходит чувствительность известных датчиков Холла.

Предмет изобретения

Датчик для измерения магнитных полей, выполненный в виде биполярного транзистора, напряжение на нагрузке которого опреде15 ляется величиной измеряемого магнитного поля, отличающийся тем, что, ic целью,увеличения чувствительности, повышения линейности рабочих характеристик и создания возможности измерения градиента поля, датчик

20 содержит два параллельных измерительных коллектора, расположенных симметрично в непосредственной близости от эмиттера, перпендикулярно к,плоскости его р — n-перехода, дополнительный коллектор, параллельный

25 плоскости эмиттера, образующий зону, высокой рекомбинации, и два базовых электрода.