磁敏二極管綜述

1、磁敏二極管綜述磁敏二極管綜述引言磁敏二極管是繼霍爾元件和磁敏電阻之后發(fā)展起來的一種新型磁電轉(zhuǎn)換元件。它具有體積小、磁靈敏度高的優(yōu)點可以廣泛應(yīng)用于磁場檢測、自動磁力探傷、工業(yè)自動化和電子技術(shù)等領(lǐng)域。前使用的半導(dǎo)體磁電轉(zhuǎn)換元件有霍爾元件和磁敏電阻。霍爾元件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的這種元件的特點是它的輸出霍爾電壓與磁場方向有關(guān)并和磁場強度成正比但是輸出電壓很低(約1.5mVmA.kG)需要附加一個穩(wěn)定的放大電路才能使用磁敏電阻是利用二次霍爾效

2、應(yīng)制得但是它在弱磁場下輸出與磁場強度的平方成正比使輸出劇烈下降而且與磁場的正負方向無關(guān)。磁敏二極管與霍爾元件等相比體積小磁靈敏度高(1000mVmA.kG)電路簡單具有一系列的優(yōu)點。1原理與結(jié)構(gòu)磁敏二極管是采用本征導(dǎo)電高純度鍺(Ge)制成的其物理性能是基于注入載流子表面再復(fù)合的差這種管子的結(jié)構(gòu)是p—i—n型二極管。在高純鍺的兩端用合金法做成p型和n型區(qū)域i區(qū)是本征高純鍺i區(qū)長l要取L(載流子的擴散長度)的數(shù)倍在一側(cè)面制成(擴散雜質(zhì)或噴砂

3、)高復(fù)合區(qū)域一般叫r區(qū)(即復(fù)合速度大的區(qū)域)見圖1。對這個元件加上正向電壓(p端接正極n端接負極)在外加電壓作用下p端和n端接合處的載流子雙重注入這兩種載流子是從p區(qū)注入i區(qū)的空穴和n區(qū)注入i區(qū)的電子所組成在沒有磁場的情況下(圖2中)大部分空穴和電子0H分別流入n區(qū)和p區(qū)而產(chǎn)生電流僅有很小部分電子和空穴在i區(qū)復(fù)合掉。如果加上一個正磁場(圖2中)電子和空穴均偏向r區(qū)在r區(qū)電子和空穴?H的復(fù)合速度加快電子和空穴在r區(qū)很快就復(fù)合掉。因此在磁場

4、為時載?H流子的復(fù)合率比沒有磁場時要大得多這時i區(qū)的載流子密度便減小，i區(qū)的電阻增加，也就是說載流子的平均壽命減小，電流也隨之減小。從管子的兩端來圖2敏感二極管的工作原理2敏感二極管的特性敏感二極管是一種特殊的磁電轉(zhuǎn)換元件，目前我們生產(chǎn)的磁敏二極管管芯尺寸4毫米，寬0.6毫米，厚0.4毫米。i區(qū)載流子擴散距離越長，元件的長度就越長。敏感二極管加以正向偏壓是，隨磁場變化的福安特性曲線示于圖3.中間的曲線表示二極管不加磁場（H=0）時的情況

5、，和表示二極管在加正磁場和?H?H負磁場時電壓和電流的關(guān)系。（1）當所加偏壓一定時，曲線表示二極管電阻增加，電流減?。磺€?H表示電阻減小，電流增加。?H（2）同一磁場下，電流越大，輸出電壓變化量越大。從圖3可以看出，磁敏二極管是利用磁場變化而引起元件電阻變化的二端元件。磁敏二極管磁場—輸出電壓特性曲線示于圖4，電路接線按圖4，a鏈接。隨磁場變強曲線趨向飽和，在弱磁場（100G以下）輸出電壓同磁場強度成正比，磁場為零時的端電壓為，在正磁