Ano ang magnetodiodes at saan ginagamit ang mga ito

Ang magnetodiode ay isang uri ng semiconductor diode, ang kasalukuyang boltahe na katangian na maaaring magbago sa ilalim ng impluwensya ng magnetic field.

Normal semiconductor diode ay may manipis na base upang ang magnetic field ay bahagyang nagbabago sa kasalukuyang-boltahe na katangian nito. Habang ang mga magnetodiodes ay nakikilala sa pamamagitan ng isang makapal (mahabang) base, kung saan ang haba ng landas para sa kasalukuyang ay makabuluhang lumampas sa dissipated na haba ng mga carrier na iniksyon sa base.

Ang tradisyonal na kapal ng base ay ilang milimetro lamang, at ang paglaban nito ay maihahambing sa direktang pagtutol p-n-junction… Habang tumataas ang induction ng magnetic field na nakadirekta sa pamamagitan nito, ang paglaban ng base ay tumataas nang malaki, katulad ng sa isang magnetoresistor.

Sa kasong ito, ang kabuuang paglaban ng diode ay tumataas din, at ang pasulong na kasalukuyang bumababa.Ang kasalukuyang pagbabawas na hindi pangkaraniwang bagay ay dahil din sa katotohanan na kapag ang base resistance ay nagiging mas malaki, ang boltahe ay muling ipinamamahagi, ang boltahe drop sa buong base ay tumataas, at ang boltahe drop sa kabuuan ng p-n junction ay bumababa at ang kasalukuyang bumababa nang naaayon.

Ang epekto ng magneto-diode ay maaaring masiyasat sa dami sa pamamagitan ng pagtingin sa kasalukuyang-boltahe na katangian ng magnetodiode, na ipinapakita sa figure. Dito ay maliwanag na habang tumataas ang magnetic induction, bumababa ang pasulong na kasalukuyang.

Ang katotohanan ay ang magnetodiode ay naiiba sa ordinaryong semiconductor diodes dahil ito ay gawa sa isang semiconductor na may mataas na pagtutol, ang conductivity na malapit sa sarili nito, at ang haba ng base d ay ilang beses na mas malaki kaysa sa haba ng paglihis ng ang diffuse carrier L .Habang sa mga ordinaryong diode d ay mas mababa sa L.

Tandaan na ang magneto diodes ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas malaking pasulong na pagbagsak ng boltahe, hindi katulad ng mga klasikong diode, na tiyak na dahil sa tumaas na paglaban ng base. Sa madaling salita, ang magnetodiode ay isang semiconductor device na may pn junction at non-rectifying contacts kung saan mayroong high-resistance semiconductor region.

Ang mga magnetic diode ay gawa sa mga semiconductor hindi lamang na may mataas na pagtutol, kundi pati na rin sa pinakamalaking posibleng kadaliang mapakilos ng mga carrier ng singil. Kadalasan, ang istraktura ng p-i-n magnetodiode, habang ang rehiyon i ay pinahaba at may isang makabuluhang pagtutol, ito ay tiyak sa ito na ang isang binibigkas na magnetoresistive effect ay sinusunod. Sa kasong ito, ang sensitivity ng magnetic diodes sa mga pagbabago sa magnetic induction ay mas mataas kaysa sa Hall sensor na gawa sa parehong materyal.

Halimbawa, para sa KD301V magnetodiodes sa B = 0 at I = 3 mA, ang pagbaba ng boltahe sa kabuuan ng diode ay 10 V, at sa B = 0.4 T at I = 3 mA — mga 32 V. Sa pasulong na direksyon sa mataas na antas ng iniksyon , ang pagpapadaloy ng magnetodiode ay tinutukoy nonequilibrium carrier injected sa base.

Ang boltahe drop ay nangyayari higit sa lahat hindi sa p-n junction, tulad ng sa isang maginoo diode, ngunit sa isang base na may mataas na pagtutol. Kung ang kasalukuyang nagdadala ng magnetic diode ay inilagay sa isang transverse magnetic field B, kung gayon ang base resistance ay tataas. Ito ay magiging sanhi ng pagbaba ng kasalukuyang sa pamamagitan ng magnetic diode.

Sa «mahabang» diodes (d / L> 1, kung saan ang d ay ang haba ng base, L ay ang epektibong haba ng diffusion bias), ang pamamahagi ng carrier at samakatuwid ang paglaban ng diode (base) ay tiyak na tinutukoy ng haba L.

Ang pagbaba sa L ay nagdudulot ng pagbawas sa konsentrasyon ng mga di-equilibrium carrier sa base, iyon ay, isang pagtaas sa paglaban nito. Ito, tulad ng nabanggit sa itaas, ay nagiging sanhi ng pagbaba ng boltahe ng base at pagbaba ng p-n junction (sa U = const).

Ang haba L ay maaaring mabago sa pamamagitan ng paglalapat ng magnetic field sa diode. Ang ganitong epekto ay praktikal na humahantong sa isang pag-twist ng mga gumagalaw na carrier at ang kanilang kadaliang mapakilos, samakatuwid, ang L ay bumababa rin tulad nito. Kasabay nito, ang mga kasalukuyang linya ay pinahaba, iyon ay, ang epektibong kapal ng base ay tumataas. Ito ang bulk magnetic diode effect.

Malawak at magkakaibang ginagamit ang mga magnetic diode: mga non-contact na button at key, mga sensor para sa posisyon ng mga gumagalaw na katawan, magnetic reading ng impormasyon, kontrol at pagsukat ng mga non-electric na dami, magnetic field transducers at angle transducers.

Ang mga magneto diode ay matatagpuan sa mga contactless relay, ang magneto diodes sa mga circuit ay pinapalitan ang mga collectors ng DC motors. Mayroong AC at DC magnetic diode amplifier kung saan ang input ay isang electromagnetic coil na nagtutulak sa magnetic diode at ang output ay ang diode circuit mismo. Sa mga alon hanggang sa 10 A, ang mga nadagdag sa pagkakasunud-sunod ng 100 ay maaaring makuha.

Ang industriya ng domestic ay gumagawa ng ilang uri ng magnetodiodes. Ang kanilang sensitivity ay nag-iiba mula 10-9 hanggang 10-2 A / m. Mayroon ding mga magnetodiodes na may kakayahang matukoy hindi lamang ang lakas ng magnetic field, kundi pati na rin ang direksyon nito.

Mula sa itaas ay malinaw na ang paggamit ng magnetic diodes ay nangangailangan ng isang mapagkukunan ng pare-pareho o variable na magnetic field. Ang mga permanenteng magnet o electromagnet ay maaaring gamitin bilang isang mapagkukunan. Dapat na mai-install ang mga magnetic diode upang ang mga linya ng magnetic field ay patayo sa mga gilid na ibabaw ng istraktura ng semiconductor.

Ang operasyon ng magnetic diodes ay pinapayagan kapag sila ay konektado sa serye. Kung kinakailangan upang patakbuhin ang mga magnetic diode sa mga kondisyon ng kamag-anak na kahalumigmigan ng kapaligiran hanggang sa 98% at sa temperatura na 40 ° C, ang karagdagang sealing gamit ang mga compound batay sa epoxy resins ay inirerekomenda.