УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Советский патент 1971 года по МПК G01R33/07 

Изобретение относится к области электроизмерительной техиики и может быть использовано ири (решении ряда задач, связанных € изучением топотраф ии магнитных полей, для чего 01казыБ ается .необходимым измерять индукцию магнитного поля на участках малых протяжвнностей (1-5 мкн).

Известны полупроводниковые датчики магпитных иолей, ооноваеные на эффекте Холла и магнитореаистивном эффекте. Однако они обладают большими, ч.ем 1-5 мкн линейными размерами и не имеют поэтому достаточной разрешающей способности, давая л-ишь усредненные значения индукции магнитното поля.

Предлагаемое устройство лишено указанных :недо1статков и отличается от И31вестных тем, что В нем чувствительный элемент 1выполнен IB 1виде униполярного полевого транзистора с затворов, представляющим собой один плоскостной электронно-дырочный переход, и расположен так, что плоскость электронно-дырочного перехода параллельна, а токопроводящий каиал перпенд1И1кулярвн линия.м индукции измеря емого магнитного поля. Это позволяет повысить чувствительность, пространственную разрешающую способность и острую направленность при сохранении температурной стабильности.

Устройство состоит из истока 1, стоКа 2, затвора 5 и канала 4.

Устройство содержит чувствительный элемент, представляющий собой монокристалл с

концентрацией доноров, бл:из1кой к собственной; области полупроводника, прилегающие к токовым контактам, легированы несколько сильнее. Па верхней стороне пластиики путем вплавления введена примесь уО-таша, т. е. создан плоскостной р-/г-переход. Пзмеряемое магнитное поле направляется параллельно плоскости этого перехода. Выходная цепь содержит источник питания И сопротивление нагрузки. В цепь смещения входят сО|П1ротивление смещелгия м батаурея смещения.

Устройство работает следующим образом. Па /5-п-переход кристалла подается отрицательное смещение. Область объемного заряда, обедненная носителями, распространяется .внутрь л-области на значительную часть ее толщины, оставляя для прохождения электронов, дрейфующих от Истока к стоку, тонкий проводящий капал 4. Его толщина определяется .величиной отрицательного смещения затвора 3 и напряжением выходной цепи и может регулироваться в достаточно щироких пределах (от нуля до 20-25 мкм). При наложении измеряемого Магнитного поля на электроньг, дрейфующие вдоль .проводящего канала, дейдикулярно направлению скорости дрейфа V и линиям индукции.

Возиикающая при этом э. д. с. Холла изменяет (величину объемйого заряда затвора, а следовательно, сопротивление ;ПрОВодящего канал а и ток выходной цепи. Таким 10|бразом, действие э. д. с. Холла аналогично подаче входного напряжения сигнала.

Вследствие изменения тока на сопротивлении выхода изменяется падение напряжения величина которого 0 пределяется индукцией измеряем1ого магнитно1го поля. Устройство имеет повышвн ную чувствительность при измерении индукции перелменных магнитных полей.

Ориентировочно параметры и режим работы устройства при измерении индукции магнитного поля порядка Ю тл(гс) составляют: длина проводящего канала 5 , ширина 5- (, -высота 2- . Концентрация носителей в базово:М кристалле германия

N„ 4-10 -. Относительная диэлектричеекая проницаемость 16.

Предмет изобретения

Устройство для измерения индукции магнитного поля, содерж.ащее чувств)ительный элемент, выполненный IB виде транзистора, напряжение на нагрузочном сопротивлении «оторого изменяется :в соответствии с ;Беличиной индукции изме,р яемого магнитного поля, отличающееся тем, что, с целью навыш-ения чувствительности, пространственной разрешающей способности и острой направленности при сохранении темп ер ату р.н о и стабильности, в нем чувствительный элемент выполнен в виде униполярного полевого транзистора с з:атБором, представляющим собой од1ин плоскостной электрон но-дырочный переход, и расположен так, что плоскость э:л«;ктр01н-но-дырочного перехода параллельна, а токопроводяп1пй канал перпендикулярен линиям индукции измеряемого магнитного поля.