Датчик холла

 

С "А" Н"И

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<11785910

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0401.79 (21) 2707593/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 071280.Бюллетень ¹ 45

Дата опубликования описания 07,12.80 (51)М. Кл.

H 01 L 29/82

Государственный комитет

СССР но делам изобретениИ н открытий (53) УДК 621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н.И. Павлов и Ю.И. Якунин

Горьковский исследовательский физико-технический институт при Горьковском государственном университете им. Н.И. Лобачевского (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ХОЛЛА

Изобретение относится к устройст вам, использующим гальваномагнитные эффекты, а именно вторичный эффект

Холла, и может быть применено для измерения характеристик .электромагнитных полей, параметров полупроводниковых материалов, в различных счетно-решающих устройствах, а также в качестве элемента радиоэлектронных и регулирующих цепей.

Возникновение ЭДС вторичного эффекта Холла обусловлено действием внешнего магнитного поля на вихревые холловские токи, которые образуются . 15 в проводящей среде в результате такого же действия внешнего магнитного поля на основной электрический ток-. Поэтому величина ЭДС вторичного эффекта Холла пропорциональна 2О второй степени индукции внешнего магнитного поля (1) . Вторичная ЭДС

Холла всегда направлена против напряжения, поддерживающего основной ток в среде, вызывая. тем самым кажущее- 25 ся увеличение сопротивления среды, т.е. ее магнитосопротивления.

Известен также датчик Холла, выполненный на основе полупроводникового диска с двумя точечными токовыми 30 и двумя потенциальными электродами (2) .

Недостатки данного устройства связаны прежде всего с невозможностью непосредственного измерения с его помощью ЭДС вторичного эффекта Холла, что обусловлено необходимостью измерять гадение напряжения на сопротивлении как в магнитном поле,так и без него.

Цель изобретейия — упрощение устройства при измерении вторичного эффекта Холла и повышение точности измерения.

Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что электроды расположены на одном диаметре, причем один из токовых электродов установлен на периферии диска, другой — на расстоянии а от него, потенциальные электроды расположены соответственно на расстояниях в и с от первого токового электрода, которые определены условием

2aR

, у,„(„.д.) Ь а,асс2Р, () где R — радиус круга.

Суть изобретения поясняется чертежом, на котором изображен датчик

785910

ВНИИПИ Заказ 8856/55 Тираж 844 Недписное

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 вторичного эффекта Холла, представляющий собой полупроводниковую пластину 1, например круглой формы, на поверхности которой определенным обра:ом.установлены четыре точечных электрода. Токовые электроды 2 и 3 используются для пропускания тока через пластину, а потенциальные электроды 4 и 5 для измерения разности потенциалов U. Датчик помещают . во внешнее однородное магнитное по- . ле, направленное нормально к плоскости пластины. Токовые и потенци альные электроды располагают таким образом, чтобы напряжение между потенциальными электродами в отсутст— вии внешнего магнитного поля и ЭДС первичного эффекта Холла при включении магнитного поля были бы равными нулю.

При получении максимальной ЭДС вторичного эффекта Холла выполнение этих требований приводит к тому, что для датчика все четыре электрода следует устанавливать на одном из диаметров пластины. Причем, электроды 2 и 5 располагают на границе круга, а электроды 3 и 4 на расстоянии

0,0864 R от его центра. При этом снимается разность потенциалов с электродов 4 и 5 оказывается равной

U= p3 ((и Ь) > (2) g 0п(3+2-Й") где р — удельное сопротивление, fU — подвижность носителей заряда

4 — толщина пластины., Для датчиков вторичного эффекта

Холла, имеющих иную форму пластины, точки для установки токовых и потенциальных электродов находят путем конформного отображения круга на поверхность пластины заданной формы.

Таким образом, предложенный датчик Холла позволяет непосредственно без дополнительных устройств, измерять вторичный эффект Холла.

10 Формула изобретения

Датчик Холла, выполненный на основе полупроводникового диска с дву мя точечными токовыми и двумя потенциальными электродами, о т л и ч а ю" шийся тем, что, с целью упрощения устройства при измерении вторичного эффекта Холла и повышения точ-. ности измерения, электроды располо жены на одном диаметре, причем один из токовых электродов установлен на периферии диска, другой — на расстоя нии а от него, потенциальные электроды расположены соответственно на расстояниях в и с от первого токовогЬ электрода, которые определены ус25 ловием:

2aR „„ I < b а,а с 2R, где R — радиус круга..

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Серков В.В. Об одной задаче по эффекту Холла. УФН, 1964, т. 82, 9 1, с. 161-163.

3$ 2. Викулин И.М. и Стафеев В.И. .Полупроводниковые датчики. М.,"Сов. радио, 1975, с. 89 (прототип).