Магнитодиоды
Магнитодиод - это полупроводниковый прибор с p-n-переходом и
невыпрямляющим контактом (омическим или антизапирающим), между которыми находится область
высокоомного полупроводника (рис. 2). Пример внешнего вида магнитодиода показан на рис. 1.
Рис. 1. Магнитодод КД304.
В основе работы магнитодиода лежит магнитодиодный эффект, возникающий
при помещении полупроводника с неравновесной проводимостью в магнитное поле B.
Магнитодиодный эффект может наблюдаться в любой полупроводниковой структуре,
в которой создана положительная или отрицательная неравновесная проводимость.
Рис. 2. Структура магнитодиода.
От обычных полупроводниковых диодов магнитодиод отличается тем, что он изготавливается из
высокоомного полупроводника, проводимость которого близка к собственной, а длина базы d
в несколько раз больше длины диффузного смещения носителей L. В обычных диодах d
меньше L.
На рис. 3 показана вольт-амперная характеристика (ВАХ) «торцевого» магнитодиода.
Рис. 3. Вольт-амперная характеристика магнитодиода.
В прямом направлении при высоких уровнях инжекции проводимость магнитодиода определяется
инжектированными в базу неравновесными носителями. Падение напряжение происходит не
на p-n-переходе, как в обычном диоде, а на высокоомной базе. Если магнитодиод,
через который протекает ток, поместить в поперечное магнитное поле B,
то произойдёт увеличение сопротивления базы. Это приведёт к уменьшению тока через
магнитодиод (см. рис. 3).
Свойства магнитодиодов характеризуются вольтовой и токовой магниточувствительностью.
Вольтовая магниточувствительность γU определяется
изменением напряжения на магнитодиоде при изменении магнитного поля на 1 мТл и
постоянном значении тока через магнитодиод.
Токовая магниточувствительность γI определяется
изменением тока через магнитодиод при изменении магнитного поля на 1 мТл и при
постоянном (неизменном) напряжении на магнитодиоде.
Условное графическое обозначение (УГО) магнитодиода приведено на рис. 4.
Рис. 4. УГО магнитодиода.
Применение магнитодиодов
Из сказанного выше понятно, что для использования магнитодиодов требуется
источник постоянного или переменного магнитного поля. В качестве такого источника
могут применяться постоянные магниты или электромагниты. Магнитодиоды следует
устанавливать таким образом, чтобы магнитные силовые линии были перпендикулярны
боковым граням полупроводниковой структуры.
Допускается работа магнитодиодов при последовательном соединении. При необходимости
эксплуатации магнитодиодов в условиях относительной влажности окружающей среды до 98%
и при температуре 40 °С рекомендуется дополнительная герметизация с помощью компаундов
на основе эпоксидных смол.
Магнитодиоды применяются в таких устройствах, как
- бесконтактная клавиатура
- датчики движущихся предметов
- датчики постоянного тока
- бесконтактные реле тока
- устройства для считывания информации
- преобразователи магнитных полей
- преобразователи угла
- бесколлекторные двигатели постоянного тока
- магнитодиодные усилители
- реле уровня
