Устройство для топографии магнитного поля Советский патент 1991 года по МПК G01R33/02 

а ел ю ю ел

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано при необходимости измерения магнитного поля одновременно в большом числе точек плоскости, при необходимости визуализации (топографии) поля с помощью дисплея или телевизора или при необходимости ввода информации о поле в ЭВМ. Может проводиться измерение как переменных, так и постоянных во времени магнитных полей, например магнитных головок запоминающих устройств, полей смещения и управления в запоминающих устройствах на цилиндрических магнитных доменах и в других случаях.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы одного цикла измерения.

Устройство содержит покрытую слоем диэлектрика полупроводниковую пластину 1, на которой размещена матричная peiy- лярная структура из столбцов и строк взаимосвязанных элементов 2. Каждый элемент содержит генератор 3 заряда с выходным электродом4, первый 5 и второй 6 основные электроды, первый 7 и второй 8 вспомогательные электроды, первую зэрядопрово дящую цепь 9 с входным электродом 10. промежуточным электродом 11 и выходным электродом 12, вторую зэрядопроводящую цепь с входным электродом 14,промежуточным электродом 15 и выходным электродом 16. Причем электроды 5. 7. 10 и 6, 8, 14 расположены так, чтобы была возможна передача зарядов, находящихся в потенциальных ямах над электродами 5 и 6, под действием управляющих сигналов в сторону электродов 10 и 14 соответственно; элементы 2 расположены так, чтобы заря- допроводящие цепи соседних о строке элементов 2 образовали две цепи передачи заряда от элемента-к элементу. Информация с выходных электродов зарядопроводя- щих цепей последних в строках элементов считывается специальными схемами считывания. Электроды 5 и 6 располагают на равном расстоянии от выходного электрода 4 генератора 3 заряда так. чтобы была возможна передача заряда без существенных потерь между ними и чтобы угол, который образуют линии, соединяющие центры электродов 5 и б с центром электрода 4, был острым. Электроды 5 и 6 располагают с таким расчетом, чтобы передача заряда между ними была исключена. Цепи подведения управляющих сигналов на схеме устройства не показаны. Временные диаграммы одного цикла измерения картины магнитного поля

в предположении, что полупроводниковая пластина выполнена из полупроводника р- типа, представлены на фиг. 2, где U0 - напряжение, незначительно превышающее напряжение инверсии поверхности полупроводника; LH - напряжение хранения заряда; LJ2 - напряжение передачи заряда;

Uo.

Магнитные силовые линии поля, подлежащего измерению, перпендикулярны плоскости полупроводниковой пластины.

Устройство работает следующим образом.

Если напряженность измеряемого магнитного поля равна нулю, то в момент передачи заряда из-за электрода 4 к электродам 5 и 6 вследствие симметричного расположения электродов 5 и 6 относительно 4 произойдет деление передаваемого заряда

пополам. Половина заряда сконцентрируется под электродом 5, а половина - под электродом 5. Равные заряды передаются под электроды 7 и 8, затем под электроды 10 и 14. Равные заряды будут сдвинуты по зэрядопроводящим цепям к схемам считывания данной строки, так что разностный сигнал будет равен нулю. Если напряженность измеряемого поля не равна нулю, то в зависимости от напряженности и направления

поля произойдет неравное распределение заряда, передаваемого от электрода 4 к электродам 5 и 6. Больший по величине заряд сконцентрируется под одним из электродов (5 или 6), следовательно, появится

разностный сигнал в схемах считывания строки, амплитуда и знак которого зависит от величины и направления внешнего поля. Используя внешние цепи усиления сигнала и синхронизации, легко сформировать телевизионный сигнал и вывести информацию о магнитном поле во всех узлах матричной регулярной структуры устройства на экран телевизора или передать в вычислительную машину,

Формула изобретения

Устройство для топографии магнитного поля, содержащее полупроводниковую

пластину, на которой размещена матрица, состоящая из столбцов и строк взаимосвя- з энных элементов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, каждый из взаимосвязанных элементов

выполнен в виде генератора заряда с выходным электродом, первого и второго основных электродов, первого и второго вспомогательных электродов и первой и второй зарядопроводящих цепей, а все электроды и зарядопроводящие цепи изолированы от пластины, причем основные электроды расположены на равном расстоянии от выходного электрода генератора заряда, центры этих электродов с центром выходного электрода генератора заряда составляют угол, меньший 180°, между первым основным электродом и входным электродом первой эарядопроводящей цепи расположен первый вспомогательный электрод, между вторым основным электро- дом и входным электродом второй зарядоп- роводящей цепи располагается второй вспомогательный электрод, входной электрод первой зарядопроводящей цепи расположен рядом с выходным электродом пер вой зарядопроводящей цепи предыдущего элемента строки, выходной электрод первой зарядопроводящей цепи расположен рядом с выходным электродом последующего элемента строки и входной электрод второй зарядопроводящей цепи расположен рядом с выходным электродом второй зарядопроводящей цепи „предыдущего элемента строки, выходной электрод второй зарядопроводящей цепи расположен рядом с входным электродом второй зарядопроводящей цепи последующего элемента строки.

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано при необходимости измерения магнитного поля одновременно в большом числе точек плоскости, при необходимости визуализации (топографии) поля с помощью дисплея или телевизора или при необходимости ввода информации о поле в ЭВМ. Измерение может производиться как переменных, так и постоянных во времени магнитных полей, например магнитных головок запоминающих устройств, полей- смещения и управления в запоминающих устройствах на цилиндрических магнитных доменах и в других случаях. Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается выполнением каждого из взаимосвязанных элементов 2 в виде генератора 3 заряда с выходным электродом 4, основных электродов 5, 6, вспомогательных электродов 7, 8, зарядопроводящей цепи 9 с входным электродом 10, промежуточным электродом 11 и выходным электродом 12 и зарядопроводящей цепи 13 с входным электродом 14, промежуточным электродом 15 и выходным электродом 16, Устройство также содержит полупроводниковую пластину 1, на которой размещена матрица из столбцов и строк взаимосвязанных элементов 2. 2 ил. со с

.2