Магниточувствительный прибор
К. Ю. Гуга, 8. Ю. Манюшите, 8. К. Малютенко и А. П. Сащук 72) Авторы изобретения
Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников АН Литовской CCP и Институт полупроводников АН Украинской CCP (Vl ) Заявители (54) МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР
Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.
Известен магниточувствительный полупроводниковый элемент - датчик Холла big.
Однако датчики Холла не пригодны для преобразования слабых магнитных полей из-за малой чувствительности и появления паразитных сигналов на вь)ю ходе, обусловленных термическим и резистивным остаточным напряжениями, нелинейно зависящими от силы управляющего тока и потому не поддающиеся пол15 ной компенсации.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магниточувствительный прибор, выполненно ный в виде полупроводниковой пласти" ны с токовыми омическими контактами, расположенными на противоположных торцовых гранях, на одной из поверхнос2 тей которой сформирован полевой электрод.
Однако такой прибор обладает высоким температурным коэффициентом чувс.твительности из-за сильной температурной зависимости концентрации носите лей тока полупроводников с собственной проводимостью, из которых выполнена пластина, и поэтому. может быть
-использован для измерения магнитных полей только в ограниченном диапазоне температур.
Цель изобретения - расширение тем пературного диапазона измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в магниточувствительном приборе, выполненном в виде полупроводниковой
I пластины с токовыми омическими контактами, расположенными на противоположных торцовых гранях, на одной из поверхностей которой сформирован по.левой электрод, между полевым электродом и полупроводниковой пластиной
96679
Формула изобретения дополнительно сформирован электролюминесцентный слой.
На чертеже изображен магниточувствительный прибор.
Прибор содержит .полупроводниковую пластину 1, токовые омические контак ты 2 и 3, электролюминесцентный слой
4, полевой электрод 5.
При пропускании через пластину электрического тока через контакты и пода- в че на полевой электрод переменного или импульсного управляющего напряжения одновременно. возникает излучение из электролюминесцентного слоя в полупроводниковую пластину и модуляция д скорости поверхностной рекомбинации . грани пластины под электролюминесцентным слоем. 8 результате чего в полупроводниковой пластине создаются не- . равновесные электронно"дырочные пары. 2
При помещении элемента в постоянное магнитное поле, перпендикулярное направлению тока через пластину, неравновесные носители тока - электронно-, . дырочные пары, созданные светом вбли- 2$ зи освещенной грани, в зависимости от направления магнитного поля прижимаются силой Лоренца либо к освещенйой грани с изменяющейся скоростью поверхностной рекомбинации, либо к ее противоположной.
Если носители прижимаются к освещенной грани с изменяющейся скоростью поверхностной рекомбинации, то в полупериод, когда скорость поверхностной рекомбинации уменьшается, носите- ли накапливаются у этой грани, время жизни их увеличивается и.сопротивление прибора падает. В следующий полупериод, когда скорость поверхностной рекомбинации увеличивается, носители, прижатые к освещаемой гр-ни, рекомбинируют с большей скоростью, т. е.. время жизни их уменьшается и концентрацйя носителей падает - сопротивление прибора возрастает. В результате это-
ro на контактах 2 и 3 появляется переменный сигнал, амплитуда которого прямо пропорциональна индукции магнитного поля °
Ю(f)=Kan)0 (t)}.b S(U (t)) 0 8, где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров полупроводникового материала, hn - изменение концентрации носителей тока под воздействием М света;
bS - изменение скорости поверхностей рекомбинации под воздей7 4 ствием управляющего напряжения;
Qf) - управляющее напряжение на полевом электроде;
0 -:напряжение. на элементе;
8 - индукция магнитного поля.
Реализация предложенного магниточувствительного элемента следующая.
Поверх монополярной полупроводниковой пластинки Ge с удельным сопротивлениемр =10 Ом.см наносится электролюминесцентный слой 2, толщиной
20 мкм (желтый люминофор), для получения минимальной температурной зависимости яркости в интервал температур
60-40 С, и металлический электрод, которий служит также и полевым электродом. Тянущее электрическое поле прикладывается к контактам 2 и 3 полупроводниковой пластины, а возбуждаю" щее свет напряжение - к полевому элек" троду 5 и к контакту 3 полупроводниковой пластины. При тянущем электрическом поле в 30 В и подаче на полевой электрод напряжения 150 В (с частотой - 2 кГц, мощностью 1 мл/см ) чувствительность элемента 1 м8/Г.-:
В силу нетермической генерации электронно-дырочных пар температурный коэффициент чувствительности в предлагаемом элементе более чем на два порядка меньше, чем в известном, а по- . этому расширяется температурный диапазон измерений. Одновременно в пред" ложенном приборе сохраняется высокая чувствительность.
Использование магниточувствительного прибора согласно изобретению является более экономичным, так как отпадает необходимость в разработке сложной схемотехники для уменьшения температурного дрейфа чувствительности.
Магниточувствительный прибор, выполненный в виде полупроводниковой
;пластины с токовыми омическими контактами, расположенными на противоположных торцовых гранях,. на одной из поверхностей которой сформирован полевой электрод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения температурного диапазона измерения, между полевым электродом и полупроводни966797
Составитель Т.. Воронежцева
Редактор А. Долинич Техред.Е.Харитончик КорректоР В. Бутяга
Заказ 7890/72 Тираж 761 Подписное
ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская. наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.. Проектная, 4 ковой пластиной дополнительно сформи.рован электролюминесцентный слой.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское
N 446920, кл. H
2. Авторское
11 529435, кл. 0 тотип). б свидетельство СССР
01 1 21/02, 1972, свидетельство СССР
01 R 33/02 1974 (про-.
