Apakah magnetodiod dan di mana ia digunakan

Magnetodiod ialah sejenis diod semikonduktor, ciri voltan arus yang boleh berubah di bawah pengaruh medan magnet.

Biasalah diod semikonduktor mempunyai tapak yang nipis supaya medan magnet sedikit berubah ciri voltan arusnya. Walaupun magnetodiod dibezakan oleh tapak tebal (panjang), dengan panjang laluan untuk arus dengan ketara melebihi panjang hilang pembawa yang disuntik ke dalam pangkalan.

Ketebalan asas asas hanya beberapa milimeter, dan rintangannya adalah setanding dengan rintangan langsung p-n-simpang… Apabila aruhan medan magnet yang diarahkan melaluinya meningkat, rintangan tapak meningkat dengan ketara, sama seperti magnetoresistor.

Dalam kes ini, jumlah rintangan diod juga meningkat, dan arus hadapan berkurangan.Fenomena pengurangan arus ini juga disebabkan oleh fakta bahawa apabila rintangan tapak menjadi lebih besar, voltan diagihkan semula, penurunan voltan merentasi tapak meningkat, dan penurunan voltan merentasi simpang p-n berkurangan dan arus berkurangan dengan sewajarnya.

Kesan magneto-diod boleh disiasat secara kuantitatif dengan melihat ciri voltan semasa magnetodiod, yang ditunjukkan dalam rajah. Di sini terbukti bahawa apabila aruhan magnet meningkat, arus hadapan berkurangan.

Hakikatnya ialah magnetodiod berbeza daripada diod semikonduktor biasa kerana ia diperbuat daripada semikonduktor dengan rintangan yang tinggi, kekonduksian yang hampir dengannya, dan panjang tapak d adalah beberapa kali lebih besar daripada panjang sisihan pembawa meresap L .Manakala dalam diod biasa d adalah kurang daripada L.

Perhatikan bahawa diod magneto dicirikan oleh penurunan voltan ke hadapan yang lebih besar, tidak seperti diod klasik, yang tepat disebabkan oleh peningkatan rintangan asas. Dalam erti kata lain, magnetodiod ialah peranti semikonduktor dengan persimpangan pn dan sesentuh tidak membetulkan di antaranya terdapat kawasan semikonduktor rintangan tinggi.

Diod magnet diperbuat daripada semikonduktor bukan sahaja dengan rintangan yang tinggi, tetapi juga dengan pergerakan pembawa cas yang paling besar. Selalunya, struktur p-i-n magnetodiode, manakala rantau i memanjang dan mempunyai rintangan yang ketara, ia adalah tepat di sini bahawa kesan magnetoresistif yang ketara diperhatikan. Dalam kes ini, kepekaan diod magnet kepada perubahan aruhan magnet adalah lebih tinggi daripada penderia Hall yang diperbuat daripada bahan yang sama.

Sebagai contoh, untuk magnetodiod KD301V pada B = 0 dan I = 3 mA, penurunan voltan merentasi diod ialah 10 V, dan pada B = 0.4 T dan I = 3 mA — kira-kira 32 V. Dalam arah hadapan pada tahap suntikan tinggi , pengaliran magnetodiod ditentukan pembawa nonequilibrium yang disuntik ke dalam tapak.

Penurunan voltan berlaku terutamanya bukan pada persimpangan p-n, seperti dalam diod konvensional, tetapi pada tapak dengan rintangan yang tinggi. Jika diod magnet pembawa arus diletakkan dalam medan magnet melintang B, maka rintangan tapak akan meningkat. Ini akan menyebabkan arus melalui diod magnet berkurangan.

Dalam diod «panjang» (d / L> 1, dengan d ialah panjang tapak, L ialah panjang berkesan pincang resapan), taburan pembawa dan oleh itu rintangan diod (tapak) ditentukan dengan tepat oleh panjang L.

Pengurangan dalam L menyebabkan penurunan kepekatan pembawa bukan keseimbangan dalam asas, iaitu peningkatan rintangannya. Ini, seperti yang dinyatakan di atas, menyebabkan penurunan voltan asas meningkat dan simpang p-n berkurangan (pada U = const).Penurunan penurunan voltan merentasi simpang p-n menyebabkan arus suntikan berkurangan dan oleh itu rintangan tapak terus meningkat.

Panjang L boleh diubah dengan menggunakan medan magnet pada diod. Kesan sedemikian boleh dikatakan membawa kepada berpusing pembawa yang bergerak dan mobilitinya berkurangan, oleh itu, L juga berkurangan sebagaimana adanya. Pada masa yang sama, garisan semasa memanjang, iaitu, ketebalan berkesan asas meningkat. Ini ialah kesan diod magnet pukal.

Diod magnet digunakan secara meluas dan pelbagai: butang dan kekunci bukan sentuhan, penderia untuk kedudukan badan bergerak, bacaan magnetik maklumat, kawalan dan pengukuran kuantiti bukan elektrik, transduser medan magnet dan transduser sudut.

Diod magneto ditemui dalam geganti tanpa sentuh, diod magneto dalam litar menggantikan pengumpul motor DC. Terdapat penguat diod magnet AC dan DC di mana input adalah gegelung elektromagnet yang memacu diod magnet dan output adalah litar diod itu sendiri. Pada arus sehingga 10 A, keuntungan tertib 100 boleh diperolehi.

Industri domestik menghasilkan beberapa jenis magnetodiod. Kepekaan mereka berbeza dari 10-9 hingga 10-2 A / m. Terdapat juga magnetodiod yang mampu menentukan bukan sahaja kekuatan medan magnet, tetapi juga arahnya.

Daripada perkara di atas adalah jelas bahawa penggunaan diod magnet memerlukan sumber medan magnet yang tetap atau berubah-ubah. Magnet kekal atau elektromagnet boleh digunakan sebagai sumber sedemikian. Diod magnet mesti dipasang supaya garis medan magnet berserenjang dengan permukaan sisi struktur semikonduktor.

Operasi diod magnet dibenarkan apabila ia disambung secara bersiri. Sekiranya perlu untuk mengendalikan diod magnet dalam keadaan kelembapan relatif persekitaran sehingga 98% dan pada suhu 40 ° C, pengedap tambahan menggunakan sebatian berdasarkan resin epoksi disyorkan.