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磁敏二極管的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

姚小熊27 ? 來源:電工學(xué)習(xí)網(wǎng) ? 作者:電工學(xué)習(xí)網(wǎng) ? 2020-09-17 16:30 ? 次閱讀

磁敏二極管的外形如下圖(a)所示。較短的引腳為負(fù)極(N+區(qū))。凸出面為磁敏感面,即下圖(a)中箭頭所指的那一面。下圖(b)所示為磁敏二極管的電路圖形符號。

1.磁敏二極管的基本結(jié)構(gòu)

磁敏二極管的基本結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。它的結(jié)構(gòu)形式與PIN二極管相似,是一種P+-I-N+結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。

如下圖所示,它是一種用一塊接近于本征的高純度半導(dǎo)體材料硅或鍺,在其兩端用合金或擴(kuò)散法分別制作P+和N+區(qū),中間隔以較長的近本征區(qū),從而形成P+-I-N+結(jié)構(gòu)。再在本征區(qū)的側(cè)面上,用研磨或擴(kuò)散等工藝形成高復(fù)合區(qū)r,由此制成磁敏二極管。P+端引線為正極端,N+端引線為負(fù)極端。

磁敏二極管的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

需要說明的是:磁敏二極管中間間隔的近本征區(qū)的長度大于空穴和電子的擴(kuò)散長度。

2.磁敏二極管的工作原理

要使磁敏二極管正常工作,必須在P+端接電源正極,N+端接電源負(fù)極,它也具有單向?qū)щ娞匦浴T跓o外磁場時,空穴由P+區(qū)注入到I區(qū),電子由N+區(qū)注入到I區(qū)。流入I區(qū)的電子和空穴構(gòu)成了電流,很少一部分在I區(qū)復(fù)合掉。

磁敏二極管的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

(1)加B+磁場

當(dāng)加上如圖上圖(a)所示的磁場B+時,由于洛倫茲力的作用,電子和空穴都會向高復(fù)合區(qū)r處偏轉(zhuǎn)。在r區(qū)電子和空穴的復(fù)合率很高,由于大量的空穴和電子已復(fù)合,使I區(qū)載流子濃度降低,電阻增大,電流減小,

(2)加B-磁場

當(dāng)加上如上圖(b)所示的反向磁場B-時,注入I區(qū)的電子和空穴會離開復(fù)合區(qū)向r面相對的方向偏轉(zhuǎn)。這樣,電子和空穴的復(fù)合率就減小,載流子濃度增大,電阻減小,電流增大。

隨著磁場強(qiáng)度的增加,電阻的變化增大,由于磁敏二極管把空穴和電子兩種載流子注入效應(yīng)和復(fù)合效應(yīng)巧妙地結(jié)合起來,因此對磁場的靈敏度很高。

流過磁敏二極管的電流會隨磁場的強(qiáng)弱和方向發(fā)生變化,因此磁敏二極管是探測磁場的有效器件。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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