Способ определения индукции магнитного поля Советский патент 1982 года по МПК G01R33/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для контроля параметров магнитных полей.

Известен способ определения индукции магнитного поля, заключающийся в помещении в магнитное поле датчика, выполненного из магниторезистивного материала. О величине индукции судят по относительному изменению проводимости датчика 1.

Недостатком этого способа является недостаточная точность, обусловленная нелинейной зависимостью магнитосопротивления от измеряемой величины, а также малым значением магнитосопротивления.

Известен также способ определения индукции магнитного поля, включающий воздействие на полупроводниковую пластину с собственной проводимостью взаимно перпендикулярных электрического и магнитного полей. Индукцию onределяют, измеряя ток через пластину. Пластина имеет различную скорость поверхностной, рекомбинации на противоположных гранях Г2.

Однако известный способ обладает Низкой точностью, которая обусловлена относительно низкой чувствительностью в области слабых магнитных полей и нелинейной зависимостью проводимости полупроводника в области сильных магнитных полей. Недостатком способа является также ограничение - собственная проводимость материала.

Цель изобретения - повышение точности.

Цель достигается тем, что согласно способу определения индукции магнитного поля, включающему воздействие взаимно перпендикулярных электричес20кого и магнитного полей на полупроводниковую пластину и измерение тока через пластину, перед измерением тока изменяют температуру пластины при толщине пластины,равной диффузионной длине неосновных носителей заряда, до значения, при котором выполняется следующее условие: Р/и- Гр/-с, где Р - концентрация дырок; И - концентрация электронов; Тр- время жизни дырок; время жизни электронов. На фиг. 1 показана взаимная ориен тация полупроводниковой пластины, электрического и магнитного полей; на фиг. 2 - температурная зависимост относительного изменения проводимост пластины, приведенная для случая одинаковых (2 и различных 3 скоростей рекомбинации. Способ заключается в следующем. Полупроводниковую пластину 1 (фиг. ) помещают .во взаимно перпендикулярные электрическое поле Еч(И магнитное поле В. Под действием силы Лоренца FL электронно-дырочные па ры дрейфуют поперек пластины 1 от одной поверхности ее к противоположной. В результате одна поверхность обогащается носителями заряда, а другая истощается ими. При этом эффект максимальный, еели толщина пластины 1 равна биполярной диффузионной длине носителей заряда. Далее изменяют температуру пласти ны до выполнения условия Р/п .Это условие является условием квазинейтральности. При И р в собственном полупрово нике будет -Ср Т , а в примесном ty, будет увеличиваться вплоть до равенства fp и величину роста Тц будет ог раничивать отношение р/и, максимальное значение которого равно единице. Индукцию магнитного поля определя ют по относительному изменению тока через пластину 1 по формуле V, -.V -1. «г 1о где 10- ток через пластину 1 в магнитном поле; IQ- ток в отсутствие магнитного К - градуировочная постоянная, зависящая от параметров пол проводникового материала. Экспериментально исследовались вольтампериые характеристики { ВАХ образцов из антимонида индия в форме пластины размерами 6,0 х 1,0 х X 0,05 мм и концентрацией некомпенсированных акцепторов 2 -10 см (все поверхности пластины травились в . На фиг. 2 представлена температурная зависимость отношения тока в магнитном поле к току без магнитного поля, полученная из ВАХ. Кривая 3 получена для образцов с асимметрично обработанными поверхностями, а кривая 2-е симметрично обработанными поверхностями. Эффект максимальный при температуре 150 К, при которой хорошо выполняется условие квазинейтральности. Таким образом, согласно предлагаемому способу магниточувствительность полупроводниковых пластин увеличилась, по сравнению с известным способом, в 8-10 раз. Формула изобретения Способ определения индукции магнитного поля, включающий воздействие взаимно перпендикулярных электрического и магнитного, полей на полупроводниковую пластину и измерение тока через пластину, отличающийся те.м, что, с целью повышения точности, перед измерением тока изменяют температуру пластины при толщине пластины, равной диффузионной длине неосновных ноЬителей заряда, до значения, при котором выполняется следующее условие: pfH-.Tp/r,, где Р концентрация дырок; И концентрация электронов; Грвремя жизни дырок; И время жизни электронов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № QOQЭ2k, кл. 21 е, 12, 1957. 2. Г.Физика гальваномагнитных полупроводниковых приборов и их применение. М., Энергия, 197, с. 370.