Способ измерения индукции магнитного поля

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке полупроводниковых магниточувствительных датчиков для прецизионных измерительных систем с высокой помехоустойчивостью. Целью изобретения является повышение точности определения индукции магнитного поля. По данному способу в объем полупроводника с достаточно низкой концентрацией носителей заряда инжектируются неосновные носители заряда, которые под воздействием предварительно созданного электрического поля перемещаются в направлении экстрактора, где происходит их захват. Примером реализации способа может служить планарный полевой транзистор с двумя базовыми контактами и одним коллекторным контактом, расположенным на оси база - эмиттер. Импульс инжекции выбирают малым по времени и большим по амплитуде, что позволяет инжектировать короткий пакет неосновных носителей заряда. Это обеспечивает появление на коллекторе значительного выходного тока, который можно фиксировать . Способ исключает влияние помех и шумов и позволяет определять значение индукции магнитного поля с большей точностью. (Л со О5 САЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ)ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1363097 А1 ш g G 01 R 33!06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -",,,,„1

33 «

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3988716/24-21 (22) 05.11.85 (46) 30.12.87. Бюл. № 48 (71) Московский инженерно-физический институт (72) С.В.Гуменюк, М.В.Запорожченко и Б.И.Подлепецкий (53) 621.317.44 (088.8) (56) Викулин И.М. и др. Гальваномагнитные приборы.М.:Радио и связь, 1983. с, 4-6.

Там же, с. 63, рис. 7, 8. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке полупроводниковых магниточувствительных датчиков для прецизионных измерительных систем с высокой помехоустойчивостью.

Целью изобретения является повышение точности определения индукции магнитного поля. По данному способу в объем полупроводника с достаточно низкой концентрацией носителей sаряда инжектируются неосновные носители заряда, которые под воздействием предваритель-. но созданного электрического поля перемещаются в направлении экстрактора, где происходит их захват. Примером реализации способа может служить планарный полевой транзистор с двумя базовыми контактами и одним коллекторным контактом, расположенным на оси база — эмиттер. Импульс инжекции выбирают малым по времени и большим по амплитуде, что позволяет инжектировать короткий пакет неосновных носителей заряда. Это обеспечивает появление на коллекторе значительного выходного тока, который можно фиксировать. Способ исключает влияние помех и шумов и позволяет определять значение индукции магнитного поля с большей точностью.

1363097

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испОльзовано при разработке полупроводниковых магниточувствительных датчиков для прецизионных измерительных систем с высокой помехоустойчивостью.

Целью изобретения является повышение точности определения индукции магнитного поля. ТО

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

В объем полупроводника с достаточно низкой концентрацией носителей за- ряда (М а 10 -10 см ) инжектируются 15 неосновпые носители заряда (ННЗ), которые подхватываются предварительйо

1 созданным электрическим полем с напряженностью FS и движутся со скоростью 2р

Ч„„, - рЕ = р, ц /3„, где ч — подвижность ННЗ;

U,, P<< — напряжение и расстояние между двумя базовыми контактами, в направлении экстрактора, где происходит их захват в область экстрактора. Захваченные в область экстрактора неосновные носители заряда создают выходной ток прибора.

При воздействии магнитного поля с — м йндукцией В на движущиеся неосновные носители заряда действует сила Лоренца Р = а tV B ), которая отклоняет их на угол р В Холла и тем самым увеличивает эффективную длину Ь пролетной области:

L(B) = L/соз(р В), (1) где р — холловская подвижность НИЗ 4р — эффективная длина пролетной области беэ магнитного поля, а значит, коэффициент усиления транзистора и,. следовательно, ток коллектора. 45

В предложенном способе инжекцию носителей осуществляют в короткие промежутки времени t меньшие времени пролета носителей из области инжекции до области экстракции (отсутствие

MII) t„p ..

L/7„„ (2) и измеряют время задержки t электриЭ ческого импульса, образованного захваченными коллектором ННЗ относительно импульса, вызывающего инжекцию

ННЗ. Данное время задержки равняется времени пролета.

При воздействии магнитного поля пакет ННЗ, образованный импульсом инжекции, отклоняется и увеличивается. тем самым эффективная длительность полета носителей, а значит, и время пролета:

tpp L0pp /U<> Peas (111 В) ° (3)

При слабых ИП (р В) (< 1, а 1/cos(p В)

1 + (р В) /2, т.е. t> = t t„(0) + --Ьg«(P В)

V q Р- а В = „-g 22 — ЕУ) .(5)

«2(с -с (О 1 О (Ч+ t ° L

Таким образом, время задержки является информативной величиной о значении индукции ИП. Время задержки экстракции по отношению ко времени инжекции определяет величину индукции магнитного поля.

Примером осуществления данного способа может. служить планарный поле-. вой п-р-п- (или р-п-р-) транзистор с двумя базовыми контактами, но с одним коллекторным контактом, расположенным на оси база — эмиттер на расстоянии

Ь от эмиттера.

Импульс инжекции желательно выбирать малым по времени и большим по амплитуде, что позволит инжектировать короткий пакет неосновных носителей заряда. Это приведет к появлению на коллекторе значительного выходного тока, который удобно фиксировать.

Таким образом, предложенный способ исключает влияние помех и шумов, так как в качестве информативного имеет временной параметр, и тем самым позволит определять значение индукции магнитного поля с большей точностью.

Формула изобретения

Способ измерения индукции магнитного поля, включающий создание в объеме полупроводника электрического поля, инжекцию, продвижение и экстракцию неосновных носителей заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, инжекцию осуществляют за время, меньшее времени продвижения неосновных носителей заряда из области инжекции в область экстракции, измеряют время задержки экстракции по отношению к инжекции и величину магнитного голя

В определяют по формуле где и

86 ° 88

Составитель О.Раевская

Редактор M.Циткина Техред Я,Дндцк Корректор А.Зимокосов

Заказ 6400/35 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Иосква, 6-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно=полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

- холловская подвижность неосновных носителей заряда (ННЗ)1 — дрейфовая подвижность ННЗ, — время задержки электрического импульса; время пролета ННЗ в отсутствии магнитного поля; напряжение и расстояние между двумя базовыми контактами соответственно; эффективная длина пролетной области.