Rezistența unui canal conductor în prezența suporturilor de încărcare a două semne este dată de
unde e este sarcina de electron; n și un - concentrația medie și mobilitatea electronilor (anioni); p și în sus sunt concentrația medie și mobilitatea găurilor (cationi); l și S sunt, respectiv, lungimea și secțiunea transversală a canalului de conducție.
Atunci când câmpul magnetic afectează canalul, rezistența sa electrică se modifică datorită unei modificări a mobilității suporturilor de încărcare, a concentrației lor medii și a modificării raportului dintre dimensiunile canalului conductor. Efectul magnetorezist poate fi observat în metale pure, în semiconductori și, de asemenea, în electroliți.
Prin traductoare magnetorezistiv sunt magnetoresistors, magnitodiody, magnitotranzistorov bipolare, galvanomagnitorekombinatsionnye pre-teren care formează și magnitotriody. În prezent, traductoarele de rezonanță magnetică și galvanomagnetorecombinare au găsit aplicații practice pentru crearea de facilități de măsurare. Celelalte tipuri de traductoare magnetorezistente, cu excepția magnetodiodelor, se află încă în stadiul de dezvoltare. Magnetodiodele sunt utilizate în principal ca rezistențe variabile fără contact.
Magnetorezistorii sunt convertoare galvanomagnetice (GMF), modificarea rezistenței care se datorează unei modificări a mobilității purtătorilor de sarcină. Sub influența câmpului magnetic, traiectoriile purtătorilor sunt curbate, ca urmare a căror viteză de mișcare în direcția câmpului electric scade. Ecuația de transformare a magnetorezistorului are forma RB =, unde Mobilitatea purtătorilor de încărcătură; RB = 0 - rezistența convertorului la B = 0; A - coeficient magnetorezistențial, în funcție de proprietățile materialului și de forma convertorului; m - exponent 2 în câmpuri magnetice slabe (V≤ 0,2 ÷ 0,5 T), pentru care Ub ≤ 1, și egal cu 1 în câmpurile magnetice puternice, pentru care și B ≥ 1.
Așa cum se poate vedea din fig. 9-6, iar funcția de conversie a magnetorezistoarelor este uniformă, prin urmare, atât într-un câmp magnetic constant al oricărei polarități, cât și într-un câmp magnetic variabil, crește rezistența acestora. Maximul creșterii rezistenței pentru o valoare dată a inducției magnetice apare dacă unghiul dintre vectorul de inducție magnetică și axa de directivitate a magnetoresistorului este 0 sau 180 °.
Primii magnetorezistori au fost făcuți din bismut (helici de bismut). Timpul de funcționare magnetoresistors permanente sunt realizate din materiale semiconductoare Grupa A III B V -. Indiu antimonid (InSb), arseniura indiu (InAs), și altele, în care efectul magneto pronunțate datorită mobilității ridicate a purtătorilor de sarcină.
Coeficientul magnetorezistiv A depinde de forma magnetorezistorului. Cu cât proporția lungimii rezistorului este mai mică cu cea a secțiunii transversale, cu atât este mai mare coeficientul A. În acest sens, designul optim este sub forma unui disc Corbino (figura 9.30, b)
Dezavantajul magnetorezistorilor sub formă de discuri Corbino și plăci rectangulare scurte este rezistența lor inițială mică. Pentru a crește această rezistență, magnetorezistoarele sunt realizate sub forma unei serii de rezistoare semiconductoare scurte conectate în serie de straturi conductive (rasteri) (fig.9.6, c). Aceasta vă permite să creați magnetorezistenți cu o rezistență de câțiva kilograme, menținând în același timp o valoare mare a coeficientului A.
Recent, magnetoresistors realizate dintr-un aliaj eutectic, în care metoda de cristalizare directionale sunt formate subțiri (d = 1 mm) de ace nichel antimonid (NiSb), care sunt uniform aranjate în paralel unul cu altul la o distanță de 20-400 microni grosime semi-conductor. Deoarece ordinele de conductivitate NiSb 2-3 de magnitudine mai mare decât cea a InSb, că aceste ace servesc drept mare rezistenta rastere conductoare magnetoresistors.
Principalele caracteristici metrologice ale magnetorezistorilor sunt rezistența inițială R0. care se află în intervalul de la o fracțiune de ohm la o duzină de ucide și o sensibilitate magnetorezistivă sb = dR / dB. De obicei, pentru caracterizarea traductoarelor magnetorezistente, dependențele # 8710; RB / # 8710; R0 = F (B), unde RB = RB-R0. În Fig. Figura 9.31 prezintă o familie de astfel de dependențe pentru patru magnetorezistori care diferă în raportul lungimii rezistorului cu zona secțiunii sale. Cel mai sensibil este un magnetorezistor sub forma unui disc Corbino (curba 4). Curentul de alimentare al magnetorezistorului amplasat într-un câmp magnetic cu inducția B1 trebuie ales cu mult mai puțin decât curentul admisibil inițial I0 (la B = 0) indicat în tabele. Valoarea curentului admisibil IB1 este determinată de formula IB1 =. Curentul inițial I0 al diferitelor tipuri de magnetorezistoare se află în domeniul 1-100 mA. Intervalul temperaturii de funcționare a magnetorezistorilor este de -271 până la +327 ° C. Pentru munca la temperaturi scăzute, magnetorezistenții din antimonidul de indiu sunt foarte promițători.
Coeficientul de temperatură al rezistenței magnetorezistorilor (TCR) depinde de compoziția materialului, de inducția magnetică și de temperatura. Cu cât este mai mare sensibilitatea magnetoresistorului, cu atât mai mare este TCR. Valorile TCS ale diferitelor tipuri de magnetorezistori au limite de 0,0002-0,012 K -1.
Caracteristicile de frecvență ale magnetorezistoarelor sunt determinate în principal de capacitățile interelectrode. Pentru discurile Corbino, eroarea de frecvență este mai mică decât pentru convertoarele dreptunghiulare, pentru care sensibilitatea magnetorezistivă scade cu 5-10% atunci când frecvența se schimbă de la 0 la 10 MHz.
traductoare magnetorezistiv sunt folosite ca Rezistențe variabile și divizoare de tensiune cu factor de divizare reglabil continuu fără contact, modulatorii curenti mici de curent continuu și tensiuni utilizate pentru a crea teslametrov pentru a lucra la temperaturi foarte scăzute și senzori pentru măsurarea numărului de cantități neelectrice, ușor convertite într-o schimbare a inducției magnetice, și măsurarea curentului fără contact [8].
Magnetodiodele sunt diode cu o asimetrie
p-n joncțiune, în care, sub influența câmpului magnetic scade mobilitatea și purtător de densitate, crescând astfel rezistența da tranziții directe și cu un anumit curent crește tensiune denie PAS pe p-n intersecție. Caracteristicile magnetodiodelor produse sunt prezentate în Tabelul 9.6. Puterea admisă pentru toate diodele din Tabelul 9.6 este de 0,2 W la temperatura ambiantă # 920; ambient = 25 ° C, domeniul de temperatură admisibil de la -60 la +85 ° C, domeniul de frecvență pentru câmpurile electrice și magnetice 0-1 kHz.
Magnitodiodov avantaj evident este sensibilitatea lor mare, dar a magnitodiodov caracteristici metrologice, cum ar fi non-linearitate și caracteristici de dispersie, sensibilitate temperatură, dificultate de orientare într-un câmp magnetic, le face dificil de utilizat pentru măsurarea parametrilor câmpurilor magnetice. Magnetodiodele sunt folosite ca potențiometre fără contact, comutatoare și relee.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: