1=0,3 м А

1-10 1-10

Рис. 4.3. Зависимость вольтовой магниточувствительности поляп-ного магнитодиода от индукции магнитного поля при различных значениях тока

Рнс. 4.4. Зависимость эффективно-

цей прямого напряжения на полярном магннтодиоде от частоты переменного магнитного поля с В=Т мТл

стоты магниточувствительность уменьшается. Граничная частота около 20 кГц.

Существует ряд полупроводниковых трехэлектродных магииточувствительных приборов, обладающих полярным эффектом магниточувствительности. На рис. 4.5 представлена структура и ВАХ одного из трехэлектродных полярных магииточувствительных приборов [35]-. Прибор изготовлен на базе магнитодиода КД304 и имеет п-р-и--структуру. Коллектор и база по выполняемой функции эквивалентны (являются инжекторами дырок в прямосмещенных диодных структурах Б~Э и К-5, электрически связанных общим эмиттером).

Рис. 4.5. Конструкция (а) и ВАХ датчика (6) прн различных значениях базового тока и магнитной индукции: Л В=0; -1) В+ = 0,2 Тл:

2) В- = 0,2 Тл;---/fi =

= 0;---/р = 0,1 мА;

- - •/б = 0,2 мА

Р* п" Р-"

©5

э а)

72 Г6 20 иэ,В 6)

-0,3

В отсутствие магнитного поля с ростом базового тока падение напряжения кэ уменьшается за счет введения в базовую область между К и 5 из базового контакта дополнительных носителей заряда. В магнитном поле при /=0 наблюдается рост падения напряжения, обусловленный магнитодиодным эффектом. При этом в направлении В- падение напряжения больше, чем в направлении В . Это можно объяснить магнитодиодным эффектом и наличием захвата дырок обедненной областью у контакта металл-полупроводник.

В магнитном поле с В- при 1Ф отклоняющиеся носители зарядов обогащают базовую область между Э и X носителями заряда и тем самым уменьшают сопротивление этой области. При

этом сопротивление оказывается значительно меньше, чем при =0. При значениях /бО напряжение Сэ уменьшается, появляется полярная магниточувствительность, которая с ростом тока вначале возрастает, а затем достигает насыщения. Таким образом, полярная магниточувствительность управляется током базы. С ростом индукции магниточувствительность в поле б+ возрастает по линейному закону, а в поле В- она меньше и с ростом поля стремится к насыщению (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Зависимость вольтовой магниточувствительности от индукции магнитного поля при /в=0,2 мА и /Э = 120 мкА

4.2. МАГНИТОДНОДЫ. ОБЛАДАЮЩИЕ ЭФФЕКТАМИ ПОРОГОВОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ И «ПАМЯТИ»

Слои халькогенидных полупроводниковых стекол между металлическими электродами обладают симметричными вольт-амперными характеристиками с участками отрицательного дифференциального сопротивления, разделяющими два возможных устойчивых состояния - высокоомное и низкоомное [36]. При определенных составах халькогенидных стекол такие структуры после перехода в низкоомное состояние остаются в нем и после снятия напряжения, т. е. в них наблюдается эффект «памяти». Перепад сопротивлений в высокоомном и низкоомном состояниях может превышать 3-4 порядка при отношении порогового напряжения к остаточному до 10-50 раз. Эффекты переключения и «памяти» определяются объемными процессами и не связаны с существованием р-п- или гетеропереходов.

Использование халькогенидных стекол позволяет создавать магнитодноды, обладающие эффектами порогового переключения и «памяти» [37]. Для таких магнитодиодов в качестве базовой основы используются магнитодноды типа КДЗОЗ или КД304. На р-«-переход напыляется слой халькогенидного стекла требуемого состава [37, 38]. Затем на этот слой наносят слои молибдена

Рис. 4.7. Структура магнитодиода с аморфно-кристаллическим гетеропереходом:

7 - база кремния р-типа; 2 - слЪй халькогенидиого стекла; 3 - металлические контакты; а - КДЗОЗА-КДЗОЗЖ; б - КД304А-1-КД304Ж-1

И алюминия, а на р+-слой второго контакта - алюминий (рис. 4.7). В качестве халькогенидных полупроводниковых стекол в магнитодиодах используются Sii2-Ge,o-As3o-Те48 или Gaia-Себ.5- Si6.5-As25-Teso. Пороговая напряженность электрического поля, обеспечивающая переключение в проводящее состояние, 10 - 10 В/см. Время переключения около 10~ с при времени задержки 10~ е. Время задержки уменьшается с увеличением напряжения смещения. Напряжение включения, остаточное напряжение и сопротивление в низкоомном состоянии сильно зависят от индук--ции магнитного поля. Вольт-амперные характеристики таких магнитодиодов на основе КД304А-1-КД304Ж-1 симметричны (рис. 4.8).

На рис. 4.9 приведены вольт-амперные характеристики магнитодиодов, созданных на основе КДЗОЗА-КДЗОЗЖ и КД304А-1- КД304Ж-1 в отсутствие магнитного поля и в магнитном поле с индукцией В = 0,3 Тл разных направлений. Пороговое напряжение 28-35 В. Вольт-амперная характеристика до переключения линейна [38-39]. Время переключения магнитодиода меньше 1 мкс.

Состояние с низким сопротивлением после переключения сохраняется и после снятия напряжения. Напряжение переключения и параметры после переключения зависят не только от индукции магнитного поля, но и от ее направления.

Поскольку магнитодиод со слоем халькогенидиого стекла сохраняет информацию о проводящем состоянии и при нулевом смещении, то он может быть использован в качестве элемента памяти в магнитоуправляемых электронных схемах. Полное сопротивление магнитодиода с халь-

В в+

Рис. 4.8. Симметричные ВАХ магнитодиодов с пороговым переключением в отсутствие магнитного поля [8°) и в поле с В=0,3 Тл