Устройство для индукции магнитного поля

 

Союз Советсиии

Социвяистичесник

Республик

О Il И C А Н И Е „,ВЫЗОВ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Донолнительное к ввт. саид-ву (22) Двявиенв 240480 (2) ) 29) 2>8$/) 8-2f с пвисоеднненнем заявки М(23) Приоритет

ОпублниОввнв 233.1 «8)„Бктлдетен» Ь247

Двтв @ттублии@ввння @писания 2Я 281

G 0 R 33/02

ЗЬеудврстееивй иввитет ссср ва делан изабретеиий и отерытий (58) УЛК 621.317. .М (088.8} (72) Авторы изобретения т

Ю.О.Чернышев, С.P.ÄoìàHopà, В.А.Домана и,.Г.С.Гопубова-., !

t,i !

t /

Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (71) Заявитель (g4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике„ а именно к измерителям индукции магнитных полей, и может быть использовано в схемах автоматики, управления и контроля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения индукции магнитного поля, в котором чувствительный элемент выполнен в виде униполярного полевого транзистора, нап10 ряжение на нагрузочном резисторе которого изменяется в соответствии с величиной индукции измеряемого магнитного поля $1).

Однако в отсутствии магнитного поля на нагрузочном резисторе имеется некоторое начальное напряжение.

Поэтому для выполнения соответствия нулевое значение магнитного полянулевое значение напряжения, подаваемого на индикатор, необходима схема, компенсирующая начальное напряжение на нагрузочном резисторе. Кроме того„ униполярный полевой транзистор имеет существенную температурную зависимость характеристик. Повышение температурной стабильности влечет за собой усложнение схемы и кон" струкции. Все это усложняет схему устройства, увеличивает потребляемую мощность,.вес, габариты и стоимость конструкции и понижает ее надежность.

Цель изобретения - повышение чув" ствительности.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для измерения индукции магнитного поля, содержащем чувствительный элемент с нагрузочными коллекторными резисторами, чувствительный элемент выполнен в виде балансного биполярного магнитотранзистора, представляющего собой ппастину из полупроводникового материала с эмиттером неосновных носителей то- ка на одном конце, базовым контактом на противоположном конце и расположенными между ними двумя электричес892379

20 ки симметричными коллекторами неосновных носителей тока.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства для измерения индукции магнитного поля.

Устройство содержит биполярный балансный магнитотранзистор 1, находящийся в магнитном поле с индукцией В, имеющий пластину 2 из полупроводникового материала, эмиттер 3, to базовый контакт 4, два электрически симметричных коллектора 5 и 6, нагрузочные коллекторные транзисторы

7 и 8, разность падений напряжения которых поступает на индикатор 9 (или соответствующее устройство)и источники 10 и 11 питания эмиттерной и коллекторной цепей.

Устройство работает следующим бб-. разом, В отсутствии магнитного поля (В=О) токи коллекторов 5 и 6 при равных нагрузочных коллекторных резисторах 7 и 8 одинаковы, следовательно, разность их равна О, и на индикаторе 9 напряжение равно О. При воздействии на магнитотранзистор магнитного поля В, направленного перпендикулярно плоскости в которОЙ расположены коллекторы 5 и 6, эмиттер 3 и базовый контакт 4, неосновные носители тока в пластине 2 магнитотранзистора, инжектированные эмиттером 3, отклоняюТся под действием сил Лоренца и под действием э.пектрического поля

Холла к одному из коллекторов (в случае материала пластины п-типа и при направлении магнитного поля, изображенного на чертеже, — к коллектору 5, а в случае материала пластины р-ти 40 па — к коллектору 6).

В результате этого у коллектора к которому отклоняются неосновные носители тока, их концентрация возрастает, а у противоположного коллектора — уменьшается, что приводит к

45 увеличению тока соответствующего коллектора и уменьшению тока противоположного коллектора. При этом чем больше величина индукции магнитного поля В, тем сильнее отклоняются неосновные носители, тем, соответственно, больше разность коллекторных токов и, следовательно, Сольше разность напряжений на нагрузочных коллекторных резисторах 7 и 8, регистрируемых индикатором 9, Использование балансного биполярного магнитотранзистора в предлагаемом устройстве имеет то преимущество, что отклонение неосновных носителей тока происходит не только за счет сил Лоренца, но и эа счет электрического поля Холла, чувствительность таких магнитотранзисторов к магнитному полю выше,чем чувствительность униполярных полевых транзисторов.

Кроме того, использование балансного (биполярного) магнитотранзистора эквивалентно повышению чувствительности еще примерно вдвое.

Размеры магнитотранзистора 1 малы, поэтому весь объем пластины

2 практически однородный (обладает близкими значениями электрофизических параметров). Коллекторы 5 и 6 практически одинаковы в электрическом отношении, так как находятся в максимально близких условиях во время всего технологического процесса изготовления магнитотранзистора, поэтому их характеристики очень близки и имеют практически равное изменение во времени и от температуры. В результате этого временная и температур" ная стабильность балансного магнитотранзистора очень высока и значительно лучше, чем у униполярного полевого транзистора.

Пространственная разрешающая способность и острота направленности, как и в случае использования униполярного полевого транзистора, у балансного магнитотранзистора определяется размерами активной части (практически размерами пластины), чувствительностью. к магнитному полю и шумами. формула изобретения

Устройство для измерения индукции магнитного поля, содержащее чувствительный элемент с нагрузочными коллекторными резисторами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, чувствительный элемент выполнен в виде балансного биполярного магнитотранзистора, представляющего собой пластину из полупроводникового материала с эмиттером неосновных носителей тока на одном конце, базовым контактом на противоположном конце и расположенными между ними двумя электрически симметричными коллекторами неосновных носителей тока.

Источники информации, яринятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

298905, кл. G 01 R 33/02, 1969.

892379

Составитель Г.Семенова

Техред А.Савка Корректор Л.Бокшан

Редактор И.Юрковецкий

Подписное филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 11250/69 Тираж 735

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5