磁敏二极管的内部结构不同于普通二极管的内部结构。
在P区域和N区域之间存在高纯度空间电荷区域,其远大于载体的扩散长度 - 第一区域,并且区域1的一侧嵌入负载。
高复合区-R区,基本结构如图1所示。
该管采用电子和空穴双注入效应和复合效应来控制流过PN结的电流。
在外部磁场的作用下,两种效果结果取得了产品的价值。
因此它具有高检测灵敏度。
当外部没有磁场时,施加正向电压,并且大部分N区电子被注入P区的空穴中(图2)。
只有少数载流子在1和R区重新组合,器件处于稳定状态。
如果将正向磁场B +(图3)添加到外部,则在前向磁力洛伦兹力的作用下,空穴和电子的运动方向偏向R区域,并且空穴和电子的复合率在R地区是非常高的。
因此,大多数载流子在R区域重新组合,并且第一区域中的载流子数量大大减少,R区域中的电阻增加,并且电压降也增加,因此环路产生正反馈,因此管的外部表现为电阻器。
当电流增加时,电压降增加。
相反,当B-(图4)施加到外部时,外部电阻减小,电流增加,并且电压降减小。
磁二极管的电压输出特性如图5所示。
从图中可以看出,在弱磁场下,输出电压(U)与磁感应(B)呈线性关系,伏安磁二极管的特性如下。
图6显示。
当磁感应强度B不同时,存在不同的伏安特性曲线,AB是负载线。
从图中可以看出,通过磁二极管的电流越高,输出电压越高,同一磁场下的灵敏度越高。
在负磁场的作用下,其电阻小,电流大;在前向磁场的作用下,其电阻大,电流小。
最后,在选择电子管时,必须注意一些重要的参数,额定工作电压:V0;工作电流:L0;并使用频率限制f0。
例如,家用2ACM-1A管具有V0 = 12V,2mA <I0 <215mA,以及f0 <10kHz。
普通二极管在结构上非常不同,并且其P和N区域由高电阻硅材料制成。
较长的本征区I夹在P区和N区之间,其中本征区I的一个面被研磨成光滑的复合表面(称为区I),另一侧被粗糙化以形成高复合材料。
在区域(称为r区域)中,半导体材料中固有的电子 - 空穴对容易在r区域中重新组合,并且结构和工作原理在图中示出。
从图的(c)可以看出,当没有磁场并且磁敏二极管正向偏置时,电子 - 空穴对在VDM管内部朝向彼此迁移。
当经受(d)中所示的磁场时,电子和空穴被洛伦兹力偏转到r区域。
由于r区的快速复合率,电子 - 空穴对迁移的数量迅速减少。
对于外部电路,电流Ii减小,或电阻率增加。
当磁场强度较大时,电流Ii较小。
当经受(e)中所示的磁场时,电子和空穴被洛伦兹力偏转到I区域。
由于电子 - 空穴对具有迁移角度的变化,因此复合概率小于不受磁场影响时的复合概率。
外部电路呈现电流I;增加或减少电阻率。
这导致了结论;当磁二极管经受不同的磁场方向时,电阻率的变化方向不同,并且都随着磁场强度的变化而变化。
该特征使得能够转换磁电信号。
从1967年到1968年,日本开发了硅和锗磁敏二极管。
这些新器件的转换灵敏度比霍尔元件高几百甚至几千倍。
磁二极管是P(-in(型长二极管(i意味着近本征半导体)。
它的原理是在施加电压的作用下。
从P(,n)(该区域将载流子(空穴和电子)注入i区域此时,如果它们经受垂直于载流子运动方向的磁场H,则它们朝向复合区域偏转。
载流子复合区域具有比i区域更高的复合概率,因此寿命缩短,有效延伸长度减小,i区域的电压降增加,P(-i结和in(结的结偏压减小,通过i区域的电流减小)。
在相反磁场H的作用下,上述过程相反。
因此,它可用于测量磁场。
磁敏二极管适用于测量弱磁场(如地磁测量仪器),以及n被制成由磁场触发的非接触开关。
非接触式电流表是利用导线周围的磁场制作的,调制器,自动增益控制电路和非接触式电位器是利用磁场变化制成的,直流无刷电机是通过与其他设备相结合而形成的。
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它在自动化仪表中的应用。
很有潜力。
磁性三极管是在磁敏二极管的基础上发展起来的。
它的一端是集电极和发射极e(n(区域),另一端是P(区域是基极b)(图3 [磁性三极管的结构])。
磁场的作用增加或减少虽然它的电流放大系数小于1,但基极电流和电流放大系数都具有磁灵敏度,因此可以获得远高于磁敏二极管的灵敏度。
仍处于开发阶段的新器件可以用磁敏三极管代替,其中使用霍尔元件,磁阻元件和磁敏二极管。
磁敏三极管特别适用于需要高灵敏度的应用,如微引信,地震。
探测等方面。