Магниторезистор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Социалистические

Республик

<ц920596 (6 I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 08.07.80 (21)2958076/18-21 (51}M. Кл.

G 01 R 33/06 с присоединением заявки М

Гееударстввнный квмитет

СССР дв делам нзавретенкй и втврытнй (23) Приоритет Опубликовано 15 . 04; 82 ° Бюллетень Рй14 (53} УЙК621.317. .44(088.8) Дата опубликования описания 15 . 04 . 82

Г.Ф. Ивин, А.Н. Иарченко, А..А. Мурад

С.С. Суханов и Г.К. Ягола (72) Авторы изобретения

Физико-технический институт АН Туркме (71) Заявитель (54) ИАГНИТОРЕЗИСТОР

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано в магнитометрах, первичными преобразователями которых являются магниторезисторы.

Известен магниторезистор в виде диска Корбино, выполненный с одним электродом по окружности диска, с другим электродом - в центре дис" ка (11.

Недостатками известного магниторезистора являются низкое начальное сопротивление, в результате чего затруднено проведение измерений напряжений образующихся на магниторезис", торе; значительные погрешности возникающие при измерении импульсных и переменных полей за счет того, что в пластине магниторезистора возникают вихревые токи, порождающие. дополнительный разогрев пластины, а значит и температурную нестабильность параметров магниторезистора.

2.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является магниторезистор из токопроводящей полосы,в виде меандра, изготовленный из эвтектического сплава

guSb — NiSb (23.

Вследствие высокой проводимости сильнолегированного ЯтйЬ очень трудно добиться хорошего закорачивания напряжения Холла как с помощью поверхностного растра из металлических полос, так и с помощью внутренних иглообразных включений, в результате чего эффект магнитосопротивления уменьшается; размеры поперечного сечения полосы меандра из-за наличия игл NiSb должны быть хе менее 60х х60 мкм, а это, в свою очередь, не

1 позволяет повысить начальное сопротивление магниторезистора; необходимост ь введения и правильного ориентирования игл NiSb как при выращивании полупроводникового слитка, так и при изготовлении пластины требует допол 920596 нительных технологических операций, что усложняет и удорожает процесс изготовления, а следовательно, и стоимост ь ма гни торе зи стара.

Целью изобретения является повыше- 5 ние чувствительности магниторезистора.

Цель достигается тем, что в магниторезисторе, содержащем токопроводящую полосу в виде меандра, в токопроводящей пластине выполнено и сквозных от-16 верстий, расположенных вдоль всей длины меандра параллельно боковым граням элементов меандра, при этом расстояние между соседними отверстиями удовлетворяет условию !5 а. s «1o z, ({) где S — - расстояние между отверстиями;

d. — ширина отверстия;

Х - длина отверстия.

» 26

На чертеже изображен магниторезистор.

Иагниторезистор 1 содержит электроды 2 и 3 с токопроводящей пластиной

4, внутри которой выполнены сквозные отверстия 5 с .шириной 6 и длиной 7.

При отсутствии магнитного поля B=U эквипотенциальные лийии V имеют равномерное распределение, причем линии перпендикулярны к боковым граням

36 пластины 4 независимо от наличия или отсутствия отверстий 5,только в узких участках густота линий увеличивается, так как в этих участках сопротивление магниторезистора возрастает по сравнению с участками без отверстий 5.

При воздействии на магниторезистор

1 магнитного поля 8=0 эквипотенциальные линии V начинают поворачиваться, однако в участках, где имеются отверстия °

5 линии деформируются» более того, возникают дополнительные токи щ из-за появления ЭДС Холла в участках с отверстиями 5, в результате этого эквипотенциальные линии V поворачиваются неодинаково. С другой стороны на бо" ковых гранях пластины 4 возникают неравные холловские ЭДС, так в участках

+ с отверстиями

Чх„= ig„B —C. .ф1» (2)

RH "56 где Чу, „" холловская ЭДС на участке с отверстиями 5;

ig - величина тока на участке с

1 отверстиями, S5 . В - воздействующее магнитное поле;

Кн - постоянная Холла;

4 (: - толщина участка;

Ч1 - геометрический коэффициент.

В участках без отверстий V< определяется как

Чх - " <- ° Ч р . н (з) где Vq - холловская ЭДС на участке без отверстий; величина тока на этом участке, В - величина воздействующего магнитного поля;

R - постоянная Холла; геометрический коэффициент участка без отверстий.

В результате этого в областях,прилегающих и противоположных бокоВым граням пластины 4, возникают дополни тельные токи 1.g» а это также увеличивает эффект магнитосопротивления.

Размеры, форма, расположение могут быть определены -исходя из следующего.

Для получения оольшего значения начального сопротивления необходимо увеличивать число отверстий,при этом отверстия могут быть выполнены в два и более рядов в токопроводящей пластине.по всей длине меандра, причем плотность расположения отверстий одинакова в магниторезисторе; в случае, если необходимо больше увеличить магниторезистивный эффект, отверстия выполняются с различными размерами, которые также чередуются с определенным шагом. Это, в свою очередь, увеличивает магниторезистивный эффект. сильнее, чем отверстия с одинаковыми размерами, что обусловлено большим проявлением геометрического эффекта; размер шага между отверстиями выбирается, исходя из того, чтобы.он был не меньше ширины отверстия, это также увеличивает начальное сопротивление магниторезистора. Шаг между отверстиями должен быть не более удесятеренной длины отверстия, что обусловлено наименьыей величиной задаваемого начального сопротивления и длиной полос самого меандра; форма и ориентация отверстий определяется законами изменения

R магниторезистора от магнитного поля 6 (линейная зависимость или квадратичная), этот пункт выполняется только при наличии предварительных измерений и экспериментальных доработок.

Формула изобретения

9 в®

Составитель Ф;. Тариопольская

Редактор М.Недолуженко Техред T. Маточка Корректор С. Шекмар й

Заказ 2332/50 Тираж 7,19 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий i13035, Москва, Ж- 35, Раушская наб, д. 4/5!

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Нагниторезистор, содержащий токо" проводящую пластину в виде меандра, отли чающийся тем, чт0, с целью повышения чувствительности, в токопроводящей пластине выполнено и сквозных отверстий, расположенных вдоль всей длины меандра параллельно боковым граням элементов меандра,при этом расстояние между соседними отверстиями удовлетворяет условию

Й .< ."> 10 I, 20596 6 где S " "расстояние между соседними отверс ням, и — ширина отверстия; т. - длина отверстия.

5 Источники инФормации принятые so внимание при экспертизе

1. Кобус В. и др. Датчики Холла и магниторезисторы. И., "Энергия", 1971, с. 111.

2. Вайсс. Физико-гальваномагнитные полупроводниковые приборы и их применение. М., "Энергия", 1974, с. 93.