Полупроводниковый датчик Холла Советский патент 1982 года по МПК G01R33/07 

1

Иэобретснне относится к области маг нитных измерений и предназначено для измерения индукции магнитного поля в широком диапазоне температур.

Известен полупроводниковый датчик Холла, выполненный на основе арсенида галлия l.

Однако даш1Ь1й датчик имеет сильную температурную зависимость ЭДС Холла в режиме питания от источника напряжения.

Известен полупроводниковый датчик Холла, выполненный на основе On. с У. 0,15-0,20, имеющий слабую температурную зависимость подвижности носителей заряда 2. его тем- . пературный диапазон (О -120 С) ограничен, а применение специальных схемных методов температурной коррекции значительно усложняет измерительное устройство С 2.

Цель изобретения повышение температурной стабилыгости выходного напряже2

шя и расширение диапазона рабочих темnepatyp.

Эта цель достигается тем, .что в полупроводниковом датчике Холлаг содержащем твердый раствор DM.jj OjiAs, содержание твердого раствора ) j( AS соответствует ,9-0,97.

В таблице приведены основные пара, метры датчиков Холла из QaAs, 10 0,,20 и 1и СЗахАч при xj 0,9-0,97.

Параметры датчика из 1х « 0,9-О,971Имеют одинаковые значения для всего предложенного интервала О,,97.

Как видно из таблицы, при равных Koirцентрациях примеси, датчики из (As с X « 0,9-0,97 обладают таким же тем20 пературным коэффициентом постоянной Холла 0 что и QaA5 датчики, наименьшими температурными коэффициентами сопротивления к подвижности носителей заряда Э& по сравнению с Ga As , )(Ал (хФ 0,15-0,20) в вмеют двааазов-рабочих температур бопышвб, чем У Un, (х ОД5-О,20). Поабижность косвтепей заряда в 11г)(х О,9-0,97), вследствие ег мовокрвстаппвчвоств несколько превыша подвижность в полккристаллическом On.QOxCt 0,15-0,20). Большая чув ствитепьвость датчиков Холла ю Г иОахМ(х « О,9-0,97) обусловлена малой толщаной активной областн (толюккой эпмтаксиального слоя). Как известно, выходное напряжение, датчика U еьч X представляет собой сумму ЭДС Холла и X остаточного напряже ния UOCT в режиме питания от источника нагфяикення Uy/ а U ост Х1П5Ь где подвижность носителей заряда, т.е. тем пературные изменения выходного напряж ния обусловлены только температурным эффициентом подвижности - -эе. ,, который для As является наименьшим. Следовательно, температурная стабильность выходного на15)яжения в этом режиме, выше, чем у известного. В режиме питания от источника тока и Ч. в Д® Rft постоянная Холла, а температурный коэффициент постоянной Холла - сА- в предложенном датчике имеет то же значение, что и в датчиках нз Ос| AS, т.е. температурная стабильность ЭДС Холла предложенного датчика такая же, как и у Go As датчика. Сйнако в этом режиме приходится учитывать, что UOCT Р температурный коэффицие сопротивления Jb в предложенном датчи ке наименьший, т.е. температурная стабильность выходного напряжения, сиределяемая темп атурной стабильностью ЭДС Холла и остаточного напряжения, выше, чем даже у Qa Л датчика, не говоря уже об известном. Таким образом, тфедложенные датчики в силу малой температурной зависимости постоянной Холла, сопротивления я подвижности обладают высокой температурной стабильностью выходного напряжения в любом режиме питания и, следовательно, малой погрешностью измерения магнитных полей, и могут применяться в точных измерительных и радиотехнических устройствах, не требуя введения схем температурной компенсации. Кроме того, это позволяет использовать датчики в режиме,питания как от источника тока, так и от источника налряжения. Большой диапазон рабочих температур позволяет использовать датчики при высоких (до 250 С)температурах окружающей среды. Получение монокрис таллического материала и As с X « О,9-0,97 не вызывает затруднений, а датчики, изготовленные из монокристаллического материала избавлены от временной деградации параметров. Наконец, малое несоответствие параметров кристаллических решеток Jvi)(Gc|.iA5 с х 0,,97 и GaAe (меньше 0,72%:); позволяет вьфашивать эпитакснальные слои на полуиэолнрующуюОаА подложку, а использование эпитаксиального ,5 позволяет повысить чувствительность за счет уменьшения толщины активной области датчиков (толщины эпитаксиального слоя).

Формула изобретения

Полупроводниковый датчик Холла, содержаший твердый раствор Зп.Сда71 Ав

о т ли дающийся тем, что, с целью повьш1ения температурной стабильности выходного напряжения и распифення

59еОв78«

диапазона рабочих температур, содержание1. Приборы и системы у1фавлен8я,

твердого раствора ч1и 60)1 А соответст- №7, 1972. вует X О,9-О,97.

Источники инфсфмаиии, ,2. Авторское свидет льство СССР

принятые во внимание при. экспертизе S N 241546, Н О1 U 3/20.