Способ измерения коэффициента усиления концентратора магнитного поля

 

ОП КСАН ИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал мсти цесюа

Раслублик

«»661449 с (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.07.76 (21) 2390393/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 10.05.79 (51) М.К .

G 01 R 33/06

Государственный комитет сссР оо делам иэооретеиий и открытий (53) УДК 621.317..44 (088.8) С. Суханов, О. Аллаберенов, В. Ф. Коняева, И. Н. Туджанова и О. Шарипов (72) Авторы изобретения

Физико-технический институт АН Туркменской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ

К НЦЕНТРАТОРА МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин и используется при определении физических парамет-. ров гальваномагнитных преобразователей и тонких пленок с ферритовым концентратором магнитного поля.

Известные способы определения коэффициента усиления концентраторов магнитного поля заключаются в том, что преобразователь Холла с известной чувствительностью у располагается в воздушном зазоре концентратора. Затем концентратор с преобразователем Холла в зазоре помещается в однородное магнитное поле с известной напряженностью, и по значению выходного сигнала преобразователя Холла определяется коэффициент усиления концентратора а физические параметры преобразователя Холла определяются вне концентратора (1).

Известные способы измерения имеют низкую точность и непригодны при малых зазорах в концентраторе и при сложных конфигурациях концентратора.

Известны также способы измерения коэффициента усиления концентратора магнитного поля, основанные на измерении параметров преобразователя Холла при намаг2 ничивании в однородном магнйтноМ поле, измерении выходного напряжения преобразователя Холла при постоянном управляющем токе (2) .

Недостаток известного способа — низкий диапазон измеряемых значений коэффициента усиления концентратора.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых значений коэффициента усиления.

Цель достигается тем, что в способе измерения, основанном на измерении параметров преобразователя Холла при намагничивании в однородном магнитном поле, измерении выходного напряЖения Холла при постоянном управляющем токе, намачивают концентратор до получения максимальной проницаемости, измеряют соответствующее напряжение на преобразователе Холла и приращение этого напряжения в пределах постоянного наклона зависимости напряжения на преобразователе Холла от напряженности

20 поля, намагничивают концентратор до насыщения и измеряют соответствующее напряжение на преобразователе Холла и приращейие этого найряжения йа лйнейном участке насыщения, Ilo отношению приращений

661449 при

Формула изобретения

55 з на преобразователе Холла судят о коэффициенте усиления концентратора.

На фиг. 1 показан преобразователь с концентратором прямоугольной формы; на фиг. 2 — зависимость выходного напряже- 5 ния преобразователя U< от напряженности магнитного .поля Н.

Преобразователь Холла с ферритовым концентратором размещают в однородном магнитном поле, снимают зависимость U„(H) и определяют напряженность поля, при которой насыщается концентратор, а коэффициент усиления концентратора определяют по формуле

tsar

К=—

1р(15 где a < —,угол наклона зависимости Ux =

= f (H) приН (H11ac

4 — угол наклона зависимости Ux =

f(Н) при Н )Н„ц

Нна — напряжеьность магнитного поля, при которой насыщается концентратор;

Ux — выходное напряжение преобразователя Холла.

Для того, чтобы определить коэффициент

Холла R 1, величину, необходимую для вычисления концентрации и подвижности носителей заряда, на графике U (Н) строится прямая зависимость !1к* (Н) из начала координат под углом а к оси абсцисс по которой определяется R по формуле и

x= В„ где В.=,уйрН индукция внешнего однородного магнитного поля;

d — толщина преобразователя Холла или пленки; i — управляющий ток., Существо предлагаемого способа заключается в том, что определение коэффициента усиления концентратора индукции К производится не по величине выходного сигнала преобразователя Холла, а по отношению приращений выходных сигналов Л U иЬ U< 40 полученных соответственно на участках зависимости U„(H) с различными наклонами.

Приращения выходных сигналов преобразователя Холла определяются по формулам

Ы3„Ь В1 = к H л v„*-ь в, =„,лн

Коэффициент усиления К в области технического насыщения равен 1. Следовательно к

1 Ва и (/

При таком определении К на точность измерений не влияет величина у, которая, предполагается неизменной во всем диапазоне магнитных полей. Такое предположение является приемлемым именно для ферритовых концентраторов, имеющих малую индукцию насыщения, что подтверждается экспериментально.

Для определения гальваномагнитных параметров преобразователей Холла и тонких пленок на ферритовых концентраторах измерение холловского напряжения производится в области технического насыщения ферритового концентратдра, где К = 1, и индукция магнитного поля концентратора имеет постоянную величину. Для того, чтобы учесть эту добавочную составляющую индукции магнитного поля в формуле к = — "

С( на графике Ux (H) строится прямая зависимости (1х " (Н) из начала координат под углом аг к оси абсцисс. В формулу подставляется напряжение Холла Vx". vd х- ц с этом — у - — "-К

4 (к 9 х

1 "х t-g 2, Пример 1. Производилось определение коэффициента усиления фсрритового концентратора из Ф!500 с преобразователем Холла из ЗпЫ с концентрацией носителей п =

Д, 10 7,"з

Концентратор состоит из подложки 1 (длина 6,5 мм, ширина 4,5 мм, высота 4,0 мм), датчика 2 (длина 6,5 мм, толщина 6 10 мм) замыкающей 3 (длина 5,0 мм, ширина 2,0 мм высота 1,0 мм) см. фиг. 1:

Измерялось выходное напряжение преобразователя Холла в диапазоне полей 60—

5200 Э (ток через преобразователь 50 мА).

Результат измерений представлен на фиг. 2.

Из графика видно, что tgaLi = l, l и tgdl,g =

= 0,5. 4С1 5

Следовательно К= ф 2.

Способ измерения коэффициента усиления концентратора магнитного поля, основанный на определении параметров преобразователя Холла при намагничивании в однородном магнитном поле, измерении выходного напряжения преобразователя Холла при постоянном управляющем токе; отлинаюи1ийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых значений, намагничивают концентратор до получения максимальной прбницаемости, измеряют соответствующее напряжение на преобразователе Холла и приращение этого напряжения в пределах постоянного наклона зависимости напряжения на преобразователе Холла от напряженности поля, намагничивают концентратор до насыщения и измеряют соответствующее напряжение на преобразователе Холла и приращение этого напряжения на линейном участке насыщения, по отношению приращений напряжений на преобразователе Холла су661449 фие1 бб (4/.1 )

1Л

4 иг 2

Составитель Б. Коншин

Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Тираж 1089 Подписное

Ц Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Устинова

Заказ 2455 46

5 дят о коэффициенте усиления концентратора.

Источник 1 информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павлов Л. П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов, М., 1975, с. 29.

2. Siemens Zeitschrift. 1957, 8. 404.