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会计学在外加磁场作用下,某些(mǒuxiē)载流子受到的洛伦兹力比霍尔电场作用力大时,它的运动轨迹就偏向洛伦兹力的方向;这些载流子从一个电极流到另一个电极所通过的路劲就要比无磁场时的路劲长些,因此增加了电阻率。若某种金属或半导体材料的两种载流子(电子和空穴)的迁移率十分悬殊,主要由迁移率较大的一种载流子引起电阻率变化.当温度恒定时,在磁场内,磁阻与磁感应强度B的平方成正比。如果器件只是在电子参与导电的简单情况下,理论推导出来的磁阻效应方程为当电阻率变化(biànhuà)为Δρ=ρB-ρ0时,则电阻率的相对变化(biànhuà)为:磁阻效应还与磁敏电阻的形状、尺寸密切相关。这种与磁敏电阻形状、尺寸有关的磁阻效应称为磁阻效应的几何磁阻效应。若考虑(kǎolǜ)其形状的影响。电阻率的相对变化与磁感应强度和迁移率的关系可表达为图(a)是元件长宽比L/b>>L的纵长方形片,由于电子运动偏向一侧,必然产生霍尔效应,当霍尔电场对电子施加的电场力和磁场对电子施加的洛伦兹力平衡时,电子运动轨迹就不再继续偏移,所以片内中段(zhōnɡduàn)电子运动方向与长度L的方向平行,只有两端才是倾斜的。这种情况电子运动路劲增加得并不明显,电阻增加很小。在L>b长方形磁阻材料上面制作许多平行等间距的金属条(即短路栅格),以短路霍尔电势,这种栅格磁阻器件如图(b)所示,就相当于许多扁条状磁阻串联。所以栅格磁阻器件既增加了零磁场电阻值、又提高了磁阻器件的灵敏度(因为来不及形成形成较大的霍尔电场)。磁敏电阻通常使用两种方法来制作:一种是在较长的元件片上用真空镀膜方法制成,如图(a)所示的许多短路电极(diànjí)(光栅状)的元件;另一种是在结晶制作过程中有方向性地析出金属(代替金属条起短路霍尔电压的作用)而制成磁敏电阻,如上图(b)所示。除此之外,还有圆盘形,中心和边缘处各有一电极(diànjí),如上图(c)所示。磁敏电阻大多制成圆盘结构。各种形状的磁敏电阻,其磁阻与磁感应强度的关系如右图所示。由图可见,圆盘形样品的磁阻最大。磁敏电阻的灵敏度一般(yībān)是非线性的,且受温度影响较大;因此,使用磁敏电阻时.必须首先了解如下图所示的持性曲线。然后,确定温度补偿方案。磁敏电阻器的应用(yìngyòng):磁敏电阻(diànzǔ)的应用利用磁敏电阻(diànzǔ)制作小型探矿仪(磁力仪)磁阻IC用于转速(zhuànsù)测量磁阻IC用于笔式验钞器锑化铟(InSb)磁阻传感器在磁性油墨鉴伪点钞视中的应用InSb伪币检测传感器安装在光磁电伪币检测机上,其工作过程(guòchéng)如上图所示,电路原理图如下图所示。半导体InSb磁敏无接触(jiēchù)电位器半导体InSb磁敏无接触(jiēchù)电位器是半导体InSb磁阻效应的典型应用之一。与传统电位器相比,它具有无可比拟的优点:无接触(jiēchù)电刷、无电接触(jiēchù)噪音、旋转力矩小、分辨率高、高频特性好、可靠性高、寿命长。半导体InSb磁敏无接触(jiēchù)电位器是基于半导体InSb磁阻效应原理,由半导体InSb磁敏电阻元件和偏置磁钢组成;其结构与普通电位器相似。由于无电刷接触(jiēchù),故称无接触(jiēchù)电位器。6.2磁敏二极管和磁敏三极管磁敏二极管、三极管是继霍耳元件和磁敏电阻之后迅速发展起来的新型磁电转换元件。霍尔元件和磁敏电阻均是用N型半导体材料制成的体型(tǐxíng)元件。磁敏二极管和磁敏三极管是PN结型的磁电转换元件,它们具有输出信号大、灵敏度高(磁灵敏度比霍耳元件高数百甚至数千倍)、工作电流小、能识别磁场的极性、体积小、电路简单等特点,它们比较适合磁场、转速、探伤等方面的检测和控制。一、磁敏二极管的结构和工作原理1.结构有硅磁敏二级管和锗磁敏二级管两种。与普通二极管区别:普通二极管PN结的基区很短,以避免载流子在基区里(qūlǐ)复合,磁敏二级管的PN结却有很长的基区,大于载流子的扩散长度,但基区是由接近本征半导体的高阻材料构成的。一般锗磁敏二级管用ρ=40Ω•cm左右的P型或N型单晶做基区,在它的两端有P型和N型锗,并引出。以2ACM—1A为例,磁敏二级管的结构是P+—i—N+型。磁敏二极管的结构和电路(diànlù)符号(a)结构;(b)电路(diànlù)符号当磁敏二极管未受到外界磁场作用时,外加如下图(a)所示的正偏压,则有大量的空穴从r区通过I区进入N区,同时也有大量电子注入P区而形成电流(diànliú)。只有少量电子和空穴在I区复合掉。当磁敏二极管受到如下图(b)所示的外界磁场H+(正向磁场)作用时,则电子和空穴受到洛仑兹力的作用而向r区偏转,由于r区的电子和空穴复合速度比光滑面I区快,因此,形成的电