Способ измерения индукции магнитного поля Советский патент 1987 года по МПК G01R33/06 

11363097

Изобретение относится к измерительж

ной технике и может быть использовано при разработке полупроводниковьпс маг- ниточувствительньпс датчиков для пре- цизионпых измерительных систем с высокой помехоустойчивостью.

Целью изобретения является повышение точности определения индукции магнитного поля.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

В объем полупроводника с достаточно низкой концентрацией носителей заряда (NilO -lO ) инжектируются неосновные носители заряда (ННЗ), которые подхватываются предварительйо созданным электрическим полем с напряженностью Eg- и движутся со скоростью

VHH, fUEp f UfS/ S-S где Ц4 - подвижность ННЗ; Ugg, Pgg - напряжение и расстояние между

двумя базовыми контактами, в направлении экстрактора, где происходит их захват в область экстрактора. Захваченные в область экстрактора неосновные носители заряда создают выходной ток прибора.

При воздействии магнитного поля с индукцией на движущиеся неосновные носители заряда действует сила Лоренца F , В, которая отклоняет

25

30

Таким образом, время задержки яв ляется информативной величиной о зн чении индукции МП. Время задержки экстракции по отношению ко времени йнжекции определяет величину индукц магнитного поля.

Примером осуществления данного способа может, служить планарный пол вой п-р-п- (или р-п-р-) транзистор двумя базовыми контактами, но с одн коллекторным контактом, расположенн на оси база - эмиттер на расстоянии L от эмиттера.

Импульс йнжекции желательна выби рать малым по времени и большим по амплитуде, что позволит инжектирова короткий пакет неосновных носителей заряда. Это приведет к появлению на

щ.„ - ,коллекторе значительного выходного

их на угол |U В Холла и тем самым уве- Ъс- А

I. - тока, которьш удобно фиксировать.

личивает эффективную длину L пролетной области:

L(B)

,fr

: i/COS(),(1)

где (Ц холловская подвижность ННЗ; L - эффективная длина пролетной области без магнитного поля, а значитJ коэффициент усиления транзистора и, следовательно, ток коллектора. В предложенном способе инжекцию носителей осуществляют в короткие промежутки времени t, меньшие времени пролета носителей из области йнжекции до области экстракции (отсутствие МП) t„p:

, ,(2)

40

45

tn - Пр НИ}

и измеряют время задержки t,. электрического импульса, образованного захваченными коллектором НИЗ относительно импульса вызывающего инжекцию ННЗ. Данное время задержки равняется времени пролета.

Таким образом, предложенньй способ исключает влияние помех и шумов так как в качестве информативного имеет временной параметр, и тем самым позволит определять значение ин дукции магнитного поля с большей то ностью.

Формула изобретени

Способ измерения индукции магни ного поля, включающий создание в . объеме полупроводника электрическог поля, инжекцию, продвижение и экст5Q ракцию неосновных носителей заряда, отличающийся тем, что, целью повьшения точности измерения, инжекцию осуществляют за время, мен шее времени продвижения неосновных

ЕС носителей заряда из области йнжекци в область экстракции, измеряют врем задержки экстракции по отношению к йнжекции и величину магнитного поля В определяют по формуле

При воздействии магнитного поля пакет ННЗ, образованный импульсом ин- жекции, отклоняется и увеличивается- тем самым зффективная длительность полета носителей, а значит, и время пролета:

пр

LL

5j/Ug5pcos((). (3)

При слабых МП ()« 1, а 1/cos ()« 1 + f()/2.

()V2, т.е. t,, tnp

B)

t (0) + (

а В -i-Г 2iti-t,,

Ч 4v -1

Таким образом, время задержки является информативной величиной о значении индукции МП. Время задержки экстракции по отношению ко времени йнжекции определяет величину индукции магнитного поля.

Примером осуществления данного способа может, служить планарный поле-, вой п-р-п- (или р-п-р-) транзистор с двумя базовыми контактами, но с одним коллекторным контактом, расположенным на оси база - эмиттер на расстоянии L от эмиттера.

Импульс йнжекции желательна выбирать малым по времени и большим по амплитуде, что позволит инжектировать короткий пакет неосновных носителей заряда. Это приведет к появлению на

Таким образом, предложенньй способ исключает влияние помех и шумов, так как в качестве информативного имеет временной параметр, и тем самым позволит определять значение индукции магнитного поля с большей точностью.

Формула изобретения

Способ измерения индукции магнитного поля, включающий создание в . объеме полупроводника электрического поля, инжекцию, продвижение и экстракцию неосновных носителей заряда, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, инжекцию осуществляют за время, меньшее времени продвижения неосновных

носителей заряда из области йнжекции в область экстракции, измеряют время задержки экстракции по отношению к йнжекции и величину магнитного поля В определяют по формуле

1363097 4

в -1-Г 21tjj ;;;tj,E,iO llfejH.) - время пролета ННЗ в отсутст JU L 55 J ВИИ магнитного поля;

где холловская подвижность неос- gs SS пряжеиие и расстояние межновных носителей заряда s АУ двумя базовыми контакта(ННЗ);ми соответственно;

Ч - дрейфовая подвижность ННЗ,L эффективная дпина пролеткой

t. - время задержки электрическо-области, го импульса;

Составитель О.Раевская Редактор М.Циткина Техред М.ДиДЫККорректор А.Зинокосов

Заказ 6400/35 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке полупроводниковых магниточувствительных датчиков для прецизионных измерительных систем с высокой помехоустойчивостью. Целью изобретения является повышение точности определения индукции магнитного поля. По данному способу в объем полупроводника с достаточно низкой концентрацией носителей заряда инжектируются неосновные носители заряда, которые под воздействием предварительно созданного электрического поля перемещаются в направлении экстрактора, где происходит их захват. Примером реализации способа может служить пла- нарный полевой транзистор с двумя базовыми контактами и одним коллекторным контактом, расположенным на оси база - эмиттер. Импульс инжекции выбирают малым по времени и большим по амплитуде, что позволяет инжектировать короткий пакет неосновных носителей заряда. Это обеспечивает появление на коллекторе значительного выходного тока, который можно фиксировать. Способ исключает влияние помех и шумов и позволяет определять значение индукции магнитного поля с большей точностью. (Л со О5 САЭ