Полупроводниковый преобразователь индукции магнитного поля

 

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНДУКЦИИ МАГ- 'НИТНОГО ПОЛЯ, выполненный в виде прямоугольной Полупроводниковой пластины с токовыми контактами на противоположньЕс торцах, содержащей область большой скорости рекомбинашЕИ носителей заряда, образованную на одной из боковых граней, отличающий с я,тем, что, с целью расши]{>&ения диапазона линейного преобр^азовавяя'магнитной индукции при сохранении высокой чувствительности преобразователя, сформированы две дополнительные области с большой скоростью рекомбинации но противоположных! боковых гранях перпендикулярных грани, на которой образована область большой скорости рекомбинации и примыкакадие к ней.00О5 ОО 4^to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (11 .Н 01 L, 29/82

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2855141/18-25 (22) 19. 12. 79 (46) 23. 09.83, Бюл. № 35 (72) IO.K. Пожела, К.К. Сталерайтис и В. И, Шилальникас (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников

АН Литовской CCP (53) 62 1. 38 2 (088.8) (56) 1.. Кобус А., Тушинский Е. Датчики .

Холла и магниторезисторы. М„Энергия, 1971, с. 142-147.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 505219, кл. G 01 R 33/00, 1976 (прототип) . (54) (57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, выполненный в виде прямоугольной полупроводниковой пластины с токовыми контактами на противоположных торпах, содержащей область большой скорости рекомбинапни носителей заряда, образованную на одной из боковых граней, отличающийсятем, что, с пелью расшшрения диапазона линейного преобразоваиия магнитной индукпии при сохранении высокой чувствительности преобразователя, сформированы две дополнительные области .с большой скоростью рекомбинапни на противопожикный боковых гранях перпендикулярных грани, на которой образована область большой: скорости рекомбннапни и примыкающие о к ней.

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может найти применение в преобразовательных устройствах индукции магнитного поляэ

Известными и широко применяемыми преобразователями индукции магнитного поля являются датчики Холла Г1 1 .

Однако - использование датчиков Холла для измерительного преобразования индук- щ ции магнитного поля ограничено, с одной стороны, параэитными сигналами на выходе преобразователя (термическим и остаточным напряжениями), с другой стороны, сравнительно небольшой вольтовой чувст вительностью, что в конечном счете предопределяет. небольшой динамический диа» пазон преобразования .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является полупроводниковый преобразоважль 2 )-.

Полупроводниковый преобразователь индукции магнитного попя выполнен в виде прямоугольной полупроводниковой пластины с токовыми контактами на противо- Zg дорожных торцах, содержащей область большой скорости рекомбинации. носителей заряда, образованную на одной из боковых граней.

Такие преобразователи обладают большой вольтовой магниточувствительностью.

Однако. динамический диапазон таких

l преобразователей также невелик из-за насьпцения, а затем и перегиба передаточной характеристики при увеличении индук- ции магнитного поля.

Целью изобретения является расширение диапазона линейного преобразования индукции. магнитного поля при сохранении высокой чувствительности преобразователя. 40

Бель достигается тем, что в полупроводниковом преобразователе индукции магнитного поля, выполненном в виде прямоугольной полупроводниковой пластины с токовыми контактами на противоположных торцах, содержащем область большой скорости рекомбинации носителей заряда, образованную на одной из боковых граней, сформированы две дополнительные области с большой скоростью рекомбинации на противоположных боковых гранях перпендикулярных грани, на котороой образованная область большой скорости рекомбинации и примыкающие к ней.

Изобретение поясняется чертежом.

Преобразователь содержит полупроводниковую пластину 1, токовые контакты 2, ВНИИПИ а 8180/6

Филиал ППП Патент", г.

42

3, области 4, 5, 6 большой скорости рекомбинации.

Принцип действия преобразователя сле» дующий, При пропускании через пластину 1 электрического тока и помещении ее в магнитное поле так, что вектор индукции оказывается параллельным грани с об -, ластью 4 и перпендикулярным граням с областями 5 и 6, возникающая сила Ло-. ренца отклоняет носители от грани с обпастью 4 к противоположной ей грани.

В слабых магнитных полях изменение концентрации, наибольшее у грани, противостоящей области 4, зкспоненциально спадает при переходе от этой грани к области 4. В области 4 и вблизи нее изменение концентрации ничтожно мало и поэтому наличие областей 5 и 6 мало сказывается на величине средней неравновесной концентрации по сечению пластины,величина которой в слабых полях прямо пропорциональна инщ кции магнитного поля. Следовательно, в слабых полях области 5 и 6 мало сказываются и на чувствительности преобразователя, определяемой величиной относительного изменения сопротивления пластины. С увеличением индукции поля, а значит и силы Лоренца, скорость дрейфа электронно-дырочных пар от одной грани к противоположной становится сравнимой со скоростью рекомбинации носителей (являющейся конечной величиной) в области 4. В результате в отличие от случая слабых магнитных полей концентрация. носителей в области 4 и вблизи нее имеет тенденцию уменьшаться, а следовательно, тормозить рост среднего изменения концентрации в пластине.

Наличие областей 5 и 6 однако приводит к встречной диффузии генерируемых в этих областях носителей в обедненную носителями обиасть, в результате чего увеличение средней концентрации продолжает расти по первоначальному закону.

Это существенно расширяет диапазон линейного преобразования магнитной индукции. При выборе оптимальных размеров пластины и областей 5 и 6 верхний предел диапазона увеличивается не менее чем в два раза.

Использование устройства по изобретению в выпускаемых промышленностью магнитометрах позволи.т увеличить пределы измерения магнитной индукции более чем в два раза.

Ти а 703 П циси е

Ужгород, ул. Проектная,4