Магниточувствительный элемент Советский патент 1976 года по МПК G01R33/02 

(54) МАГНИТОЧУВСТвИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

j

Изобретение относится к технике магнитных измерений, в частности к полупровониковым aгнитoчyвcтБитeпьнъi v; элементам преобразователей постоянных магнитЕ, полей в переменный электрический сигнал,

Наиболее известными подугфово-тнкковы™ ми магниточувствитепьнымк элементами преобразователей постоянного магнитного поля в переменный электричесшш сигнал являются датчики Холла,

Однако использование датчика Холла для креобразования слабых магнютных полей практически невозможно из-за появления паразитных сигналов на выходе датчика, обусловленных термическим и резистивным остаточными напряжениями, нелинейно зависящими от си.лы управляющего тока и поэтому только частично поддающимся ком пенсации.

Известны магниточувствительЕ1ые элемен ты, выполненные в виде прямоугольной полупроводниковой пластины с токовыми омическими контактами на противоположных торцах, и с полевым электродом на одной из граней.

Однако Известные управляехые магни- точувствительные элементы, работа которы основана на влиянии скорости поверхностной рякох;бкнаи1ти, юдyлиpye лoй напряжением на полевом электроде, иа лагниточув- стркте: ьность, обладают сравш:телько небольшим динамическим диaпaзoнo ;, так как в отсутствии магнитного поля на выходе такого элемента остается сигнал преобра- зующей частоть;, обзсловленный изменением проводимости их рабочей области из-за эффекта .ПОЛЯ, а Taioice из-за влияния io- дyлиpye ioй скорости поверхностной реком- бинапии на концентрапию иш{ ектированных носителей тока.

Ие.ль изобретения - расширить динами™ ческий диапазон преобразования.

Это достигается тем, что на поверхнос ти грани лластит-лз с полевы Г электродом введена изолирсванная отнего область с Гроводимос-тыо, противоположной проводимости пластины.

На чертеже схе штически показан предлагаемьгй магниточувствительный элемент.

Элемент состоит из прямоугольной полупроводниковой пластины 1 с омическими контактами 2 и 3 на противоположных то-ковых торцах, области 4 грани 5 с проводимостью, противоположной проводимости пластины i, и полевого электрода 6, расположенного на той же грани 5 вокруг области 4, но изолированно от нее.

Грань 7 пластины 1, противоположная грани 5 с полевым электродом 6, имеет большую скорость поверхностной рекомбинации носителей тока.

При пропускании через пластину 1 электрического тока через контакты 2,3 и подаче на полевой электрод 6 переменного напряжения с частотой преобразования сопротивление пластины из-за наличия омических контактов 2 и 3, изменяется лишь за счет эффекта поля, не приводящего к появлению неравновесных носителей тока в области 4, на которую подается напряжение в запорном направлении. В результате, при расстоянии от области 4 до ближайшего соседнего участка полевого электрода больше чем длина, на которой изменяется приповерхностный заряд в эффекте поля, в отсутствии магнитного поля величина сигнала на области 4 определяется уровнем собстBeHHbsx шумов магниточувствительного элемента.

При помешении элемента в магнитное поле, перпендикулярно к направлению тока через .пластину 1 и параллельно грани 5 с областью 4, у этой грани возникают избыточные носители тока. Концентрация носителей, а значит, и ток через область 4 модулируется напряжением на полевом электроде с частотой ппеобразования, причем тем эффективнее, чем меньше расстояние от области 4 до ближайшего соседнего участка

полевого электрода 6 (с учетом требования превышения длины, на которой изменяется приповерхностный заряд в эффекте поля) по сравнению с длиной биполярной диффузии носителей тока в пластине 1.

Таким образом, в магниточувствительном элементе исключается проникновение паразитных сигналов на его выход, что приводит к увеличению динамического диапазона преобразования.

Наличие большой скорости поверхностной

рекомбинации на грани 7, противоположной грани с областью 4, приводит к увеличению концентрации неравновесных носителей у области в присутствии магнитного поля и,

следовательно, к повышению чувствительности элемента.

Формула изобретения

Магниточувствительный элемент, выполненный в виде прямоугольной полупроводни ковой пластины, с токовыми омическими контактами на противоположных торцах и с полевым электродом на одной из граней, отличаюшийся тем, что, с цель расагирения динамического диапазона преобразования, на поверхности грани пластины с полевым электродом введена изолированная от него область с проводимостью, противоположной проводимости пластины.

/

/