Android-приложение для поиска дешевых авиабилетов: play.google.com
Главная -> Магнитоэлектроника

0 1 2 3 4 5 6 7 [8] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28


-60 -50

N. 12

1 1 1

-- -е.з

1 1 1

-60 -4Z7 -20 С

А-0 ВО IC

Рис. 3.7. Зависимость вольтовой магниточувствительности от температуры в магнитном поле с В=±0,3 Тл (а) н токовой магниточувствительности от температуры при (7=12 В (б)

. Температурный коэффициент сопротивления ТКС = (/?т- -?о)/о7"Х 100, где Ro и /?т - сопротивление магнитодиода при комнатной температуре и температуре Т, при малых токах имеет отрицательное значение, а при больших {U>U„„b) - положительное. В [24] приведены зависимости ТКС от индукции магнитного поля при различных температурах. В области больших магнитных полей наблюдается прямая температурная зависимость сопротивления, а в области малых - инверсная.

Для каждого значения тока, протекающего через магнитодиод; существуют значения магнитной индукции, при которых температурная зависимость тока меняет знак. Значение индукции, при котором меняется температурная зависимость тока в магнитодиодах, убывает с ростом напряжения смещения. Вблизи этих значений магнитной индукции обеспечивается слабая зависимость от температуры как вольт-амперной характеристики, так и магниточувствительности, поэтому можно рекомендовать использовать магнитодиоды в этой области магнитных полей и смещений. Каждая группа магнитодиодов имеет несколько различающиеся оптимальные значения магнитной индукции в рабочем температурном диапазоне. Это важный эксплуатационный параметр магнитодиодов.

Для магнитодиодов КД301 А-КД301Ж область слабой температурной зависимости тока прн /= 1 мА расположена в интервале значений 6 = 0,12-0,17 Тл, а прн /=3 мА - в интервале В = = 0,11-0,13 Тл. Для магнитодиодов КД304А-1-КД304Ж-1 для /=1 мА эта область расположена при В = 0,11-0,13 Тл.

Оптимальные значения магнитной индукции, при которых обеспечивается высокая термостабильность параметров описанных выше типов магнитодиодов, при разных направлениях магнитного поля приведены в табл. 3.1. 28



Таблица H.t

Группа магнитодиодов

В+, Тл

0,09-0,13

0,13-0,15

0,11-0,13

0,13 0,15

0.11-0,13

0,12-0,15

0,1 -0,12

0,1 -0,13

0,09 0,11

0,11-0,14

0,09-0,11

0,1 -0,12

0,08-0,1

0,13-0,15

У,мА


5 т 20 50 то f, кГц

Рис. 3.8. Зависимость дифференциальной комплексной проводимости магнитодиода от частоты сигнала при В=0

Полная проводимость магнитодиодов имеет сложную зависимость как от протекающего тока, так и от частоты, поскольку в рабочем режиме она определяется неравновесными носителями в базовой области. Модуляция проводимости базы инжектированными носителями отстает от приложенного напряжения, что приводит к индуктивной составляющей полной проводимости. Однако накопление неравновесных носителей в базовой области соответствует емкостной составляющей, т. е. диффузионной емкости. При всех токах наблюдается и активная составляющая, определяемая р-п-переходом и толщей полупроводника.

В настоящее время уже опубликованы некоторые исследования частотных свойств магнитодиодов от частоты переменного магнитного поля [7, 12, 25] и от частоты приложенного электрического смещення [10, 26] в режиме малого ЧС1*™ала.

Типичная зависимость полной дифференциальной проводимости К магнитодиодов от частоты гармонического электрического сигнала при различных уровнях инжекции и нулевом магнитном поле приведена на рнс. 3.8. При низких частотах (до 1-10?. Гц) комплексная проводимость практически не зависит от частоты, затем начинает резко убывать и при частоте порядка 5-10 Гц достигает минимума, после которого возрастает незначительно. При высоких частотах она близка к значению проводимости на постоянном токе. С ростом тока комплексная проводимость на всех частотах возрастает.

Постоянство проводимости на малых частотах связано с тем, что распределение инжектированных носителей в базовой области успевает следовать за изменением приложенного внешнего напряжения смещения. Поскольку распределение носителей устанавливается за время, примерно равное времени жизни неравновесных носителей в базе, то и зависимость проводимости от частоты должна наблюдаться на частотах, соответствующих эффективному времени жизни носителей.

С ростом магнитного поля полная проводимость убывает при всех частотах переменного электрического сигнала. В области низких частот, примерно до

4 Зак. 623 29



З-Ю* Гц, эта зависимость значительно сильнее, чем в области высоких. Минимум в частотной зависимости с ростом магнитного поля вначале убывает, а затем исчезает полиостью. В области больших частот проводимость и в магнитном поле становится равной проводимости магнитодиода на постоянном токе. В области больших магнитных полей (В>0,3 Тл) частотная зависимость ослабевает. Это связано с тем, что в таких полях резко уменьшается концентрация неравновесных носителей в базовой области, которые определяют реактивную составляющую полной проводимости.

В малых магнитных полях (В<0,05 Тл) полная дифференциальная проводимость с увеличением температуры возрастает. Более сильная температурная зависимость наблюдается в области более высоких частот. Как и для постоянного тока, для частотной зависимости проводимости существует диапазон значений магнитной индукции, в котором ее температурная зависимость меняет знак. В зависимости от уровня инжекции эти значения лежат в пределах 0,05- 0,15 Тл. В больших магнитных полях полная проводимость убывает с ростом температуры.

Реактивная составляющая полной проводимости, как уже отмечалось, складывается из диффузионной емкости, определяемой накоплением носителей в примыкающей к р-п-переходу области базы толщиной порядка длины диффузионного смещения, и индуктивности, определяемой модуляцией проводимости базовой области инжектированными из р-п-перехода носителями. В индуктивность основной вклад вносит модуляция областей базы с наименьшей концентрацией носителей, т. е. удаленных от инжектирующих контактов. Таким образом, за емкостную составляющую ответственны области, примыкающие к инжектирующим контактам, а за емкостную - удаленные от них. Поэтому с ростом отношения d/L убывает роль в реактивной составляющей проводимости емкостной составляющей и увеличивается роль индуктивной.

В магнитодиодах, особенно в кремниевых, отношение d/L много больше единицы, поэтому в них реактивная составляющая чисто индуктивная [26]. Индуктивность магнитодиодов зависит от частоты сигнала, от уровня инжекции и магнитной индукции.

В области низких частот индуктивная составляющая с ростом частоты возрастает, достигает максимума и затем начинает убывать. Ее частотная зависимость н определяет частотную зависимость полной проводимости.

Большое абсолютное значение индуктивности, ее сильная зависимость от напряжения смещения и магнитного поля указывают на возможность их использования в качестве управляемой индуктивности, причем можно обеспечить ее слабую температурную зависимость.

Магниточувствительность зависит и от частоты переменного магнитного поля. В магнитном поле происходит изменение распределения инжектированных в базу носителей и изменение инжекции из р-п-перехода. Инерционностью! этих процессов и определяется зависимость магниточувствительности от частоты модуляции магнитного поля. На рис. 3.9 приведена частотная зависимость эффективного значения переменной составляющей приложенного к магнитодиоду напряжения смещения для магнитодиодов КД301А-КД301Ж под действием поперечного переменного магнитного поля в режиме малого сигнала [25]. Сигнал не 30



0 1 2 3 4 5 6 7 [8] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28



0.0064
Яндекс.Метрика