Магнитодиод Советский патент 1985 года по МПК G01R33/00 

Изобретение относится к приборам для измерения магнитного поля. Известны устройства для измерения магнитных полей, включакнцие твердотельный преобразователь, сопротивление нагрузки и источник питания pj . Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является магнитодиод, ВЕ 1Полненный в виде планарног диода, состоящего из полупроводнико- вого материала с S-образной характеристикой и примыкакщих к нему инжектируницего и омического линейньсс контактов 2 . .. - Однако чувствительность указанных устройств к магнитному полю недостаточна. Цель изобретения - повышение чувствительности магнитодиода к магнитному полю. Эта цель достигается тем, что в магнитодиоде, содержащем пластину из полупроводникового материала с S-образной вольтамперной характернотикой и примыкающие к ней инжектирую щий и омический линейные контакты, один из контактов выполнен в виде равнобедренного треугольника с верши ной, направленной вглубь базы магнитодиода. На фиг.1 изображена конструкция магнитодиода, на фиг.2 - его S-образ ная вольтамперная характеристика. Магнитодиод (фиг. 1) содержит пл.ас тину 1 из полупроводникового материала с S-образной вольтамперной. харак теристикой (например, из кремния, германия, арсенида галлия), контакты 2 и 3, шнур 4 высокой плотности тока. В отсутствие магнитного поля вольтамперная характеристика (фиг.2) диода соответствует кривой 5, кривая 6 соответствует вольтамперной характеристике в магнитном поле диода спараллельным расположением линейных контактов, а кривая 7 - вольт анперной характеристике в том же маг нитном поле магнитодиода с профилиро ванными контактами. Работает магнитодиод следукнцим образом. Диод с S-образной характеристикой находится в режиме с высокой проводимостью (вертикальный участок 5 вольтамперной характеристики), при этом в ней образуется шнур высокой плотности тока, предпочтительно в центральной области базы, так как именно здесь длина базы и, следовательно, падение напряжения в ее толще минимальны, а напряжение, предложенное к открытому р-п-переходу, максимально. Это увеличивает козффициент инжёкции и плотность тока в зтой части перехода, что приводит к росту длины диффузионного смещения или другого параметра, ответственного за усиление положительной обратной связи. Наложение магнитного поля обеспечивает уменьшение подвижности носителей заряда, что вызывает увеличение сопротивления базы с соответствующим перераспределением приложенного к диоду напряжения между р-п-переходом и толщей базы. Уменьшение напряжения на р-п-переходе способствует уменьшению инжёкции, концентрации инжектированных в базу носителей и, следовательно, их времени жизни. Это приводит к новому увеличению сопротивления базы и уменьшению тока через диод (т.е. повьшюнию напряжения на диоде при заданном токе через него). Таким образом, положительная обратная связь, ответственная за возникновение S-образной вольтамперной характеристики, ослабевает за счет так. назьшаемого магнитодиодного эффекта. Соответствующая вольтамперная харакН теристика изображена кривой 6. Одновременно под действием поперечного магнитного поля шнур тока переместится на некоторую величину от места своего возникновения в направлении к боковой грани пластины. Подобное перемещение Сопровождается увеличением длины.базовой области,, ее сопротивления и, следовательно, падения напряжения на ней. Это приводит к уменьшению падения напряжения на р-п-переходе, ослаблению инжёкции и уменьшению проводимости базы. Этот процесс сопровождается резким увеличением падения напряжения на диоде (кривая 7). Таким образом, в профилированном магнитодиоде уве-личение сопротивления базовой области происходит не только вследствие изме-. нения Длины базы в месте нахождения шнура тока. Соответствунмцим образом изменяя геометрию контактов, можно произвольно увеличивать роль второ3го фактора в магниточувствительност дйодад. Магнитодиод оказьгаается работоспособным при обеих полярностях поперечного магнитного поля и может . также использоваться для измерения знакопеременных полей. 1 Выполнение контакта в виде равнобедренного треугольника с вершинойj направленной вглубь базы, повыпает магниточувствительность магнитодиода в 3-8 раз. Оптимизация геометрических параметров профилированного контакта обеспечивает дальнейшее повьпение чувствительности.

МАГНИТОДИОД, содержащий пластину из полупроводникового материала с S-образной вольт терной. характеристикой и примыкающие к ней инжектирующий и омический линейные контакты, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к магнитному полю, один из контактов выполнен в виде равнрбедренного треугольника с вершиной, направленной вглубь базы магнитодиода. 35 X и