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磁敏二極�
閱讀�10684時間�2010-12-20 10:32:24

  磁敏二極�是一種新型的磁電�(zhuǎn)換器�。這種元件�霍爾元件的探測靈敏度�,且具有體積�、響�(yīng)�、無觸點(diǎn)、輸出功率大及線性特性好的優(yōu)�(diǎn)。該器件在磁力探測、無觸點(diǎn)開關(guān)、位移測量、轉(zhuǎn)速測量及其他各種自動化設(shè)備上得到了廣泛的�(yīng)��

�(jié)�(gòu)

  磁敏二極管內(nèi)部結(jié)�(gòu)與普通二極管不同,在P區(qū)與N區(qū)之間有一線度�(yuǎn)大于載流子擴(kuò)散長度的高純空間電荷區(qū)——1區(qū),在1區(qū)的一個側(cè)面上,嵌有一載流子高�(fù)合區(qū)——R區(qū),其基本�(jié)�(gòu)如圖1所�。該管采用電子與空穴雙注入效�(yīng)及復(fù)合效�(yīng)來控制流過PN結(jié)的電�。在外界磁場的作用下,兩效應(yīng)作用�(jié)果以乘積取�。因此它具有很高的探測靈敏度。當(dāng)外界無磁場時,加正向電壓,N區(qū)電子大部分注入P區(qū)空穴�(nèi)(圖2),只有少�(shù)載流子在1區(qū)及R區(qū)�(fù)�,器件呈�(wěn)定狀�(tài)。若外界加一正向磁場B+(圖3)�,在正向磁場洛侖茲力的作用下,空穴及電子�(yùn)動方向均偏向R區(qū),空穴及電子在R區(qū)的復(fù)合率極高,因此大部分載流子在R區(qū)�(fù)�,則1區(qū)中載流子�(shù)目大為減�,R區(qū)電阻隨之增大,壓降亦增大,從而循�(huán)�(chǎn)生正反饋,使該管外部表現(xiàn)為電阻增�,電流減�,壓降增大;反之,外界加B-(圖4)�,則外部表現(xiàn)為電阻減�,電流增�,壓降減��

  磁敏二極管的電壓輸出特性如圖5所�,由圖可看出,在弱磁場作用下,輸出電壓(U)與磁感應(yīng)�(qiáng)度(B)成正比呈線性關(guān)�,磁敏二極管的伏安特性如圖6所�。在磁感�(yīng)�(qiáng)度B不同�,有著不同的伏安特性曲線,AB為負(fù)載線。由圖可以看�,通過磁敏二極管的電流越大,在同一磁場作用�,輸出電壓越�,靈敏度也越高。在�(fù)向磁場作用下,其電阻小、電流大;在正向磁場作用下,其電阻大,電流小�

磁敏二極管參數(shù)測量電路圖

  ,在選擇該管時還要注意一些重要的參數(shù),額定工作電壓:V0;工作電流:L0;及使用頻限f0。例如國�(chǎn)2ACM-1A管,其V0=12V,2mA<I0<215m�,f0<10kH��

工作原理

  利普通的二極管在�(jié)�(gòu)上有很大不同,它的P區(qū)和N區(qū)均由高阻硅材料制成。P區(qū)和N區(qū)之間夾有一個較長的本征區(qū)I,其中,本征區(qū)I的一個面磨成光滑的復(fù)合表�(稱為I區(qū)),另一面打�,構(gòu)成高�(fù)合區(qū)(稱為r區(qū)),半�(dǎo)體材料中固有的電子——空穴對容易在r區(qū)�(fù)合,�(jié)�(gòu)及工作原理如圖所��

磁敏二極管的原理圖

  從圖�(c)中可看出,當(dāng)無磁場作用時,且磁敏二極管加正向偏壓�,電子一空穴對在VDM管內(nèi)部相向遷�。當(dāng)受圖(d)所示的磁場作用時,電子和空穴受到洛侖茲力向r區(qū)偏轉(zhuǎn),由于r區(qū)的復(fù)合速度很快,使參與電子——空穴對遷移的數(shù)量迅速減�,對外電路而言則表�(xiàn)出電流Ii減小,或者說電阻率增�。當(dāng)磁場�(qiáng)度越大時,電流Ii越小。當(dāng)受圖(e)所示的磁場作用�,電子和空穴受到洛侖茲力向I區(qū)偏轉(zhuǎn),由于電子——空穴對遷移角度有變,比不受磁場作用時的�(fù)合概率減�,對外電路而言表現(xiàn)出電流I;增大,或者說電阻率減小�

  由此得出一個結(jié)�;磁敏二極管在受磁場不同方向作用�,電阻率的變化方向不�,且均隨磁場�(qiáng)度的變化而變�。利用這一特性可以實(shí)�(xiàn)磁電信號�(zhuǎn)��

�(fā)�

  1967�1968年,日本先后研制成硅、鍺磁敏二極管。這類新型器件的轉(zhuǎn)換靈敏度比霍耳元件高�(shù)百甚至數(shù)千倍磁敏二極管是P(-i-n(型長二極管(i表示近本征型半導(dǎo)體)。它的原理是在外加電壓的作用�,由P(、n(區(qū)向i區(qū)注入載流子(空穴與電子),此時它�?nèi)羰艿酱怪庇谳d流子�(yùn)動方向的磁場H(的作用便向復(fù)合區(qū)偏轉(zhuǎn)。載流子在復(fù)合區(qū)的復(fù)合概率高于i區(qū),因而壽命縮�,減小有效�(kuò)展長�,使i區(qū)壓降增加,P(-i�(jié)和i-n(�(jié)的結(jié)偏壓下降,通過i區(qū)的電流減�。在相反磁場H(的作用下,上述過程則相反。因此可用以測量磁場�

  磁敏二極管適用于測量弱磁場(如用于地磁測量儀),可制成借助磁場觸發(fā)的無觸點(diǎn)開關(guān)。例如利用導(dǎo)線周圍的磁場制成無接觸電流表,利用磁場變化制成調(diào)制器、自動增益控制電路和無觸�(diǎn)電位�,以及同其他器件組合制成直流無刷電機(jī)�。它在自動化儀表中的應(yīng)用潛力很大�

磁敏三極管

  磁敏三極管是在磁敏二極管的基�(chǔ)上研制出來的。它的一端為集電極和�(fā)射極e(n(區(qū))、另一端P(區(qū)為基極b(圖3[磁敏三極管的�(jié)�(gòu)])。磁場的作用使集電極的電流增加或減少。它的電流放大倍數(shù)雖然小于 1,但基極電流和電流放大系�(shù)均具有磁靈敏度,因此可以獲得�(yuǎn)高于磁敏二極管的靈敏�。磁敏三極管是尚處于研制階段的新型器�,凡是�(yīng)用霍耳元�,磁阻元件和磁敏二極管的地方均可用磁敏三極管來代替。磁敏三極管尤其適用于某些需要高靈敏度的場合,如微型引信、地震探測等方面�

維庫電子�,電子知識,一查百��

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