56.Магнитодиодный эффект. Параметры магнитодиодов.

Из известных эффектов, возникающих при помещении полупровод­ника с неравновесной проводимостью в магнитное поле, большой практи­ческий интерес представляет магнитодиодный эффект, проявляющийся при инжекции носителей из p-п перехода при пропускании прямого тока в длинных диодах. При высоких уровнях инжекции прямую ветвь вольт-амперной ха­рактеристики (ВАХ) резкого несимметричного диода с омическим вторым контактом. Длину диффузионного смещения носителей, наряду с другими мето­дами, можно изменять и воздействием магнитного поля. Поскольку при высоких уровнях инжекции концентрации электронов и дырок примерно одинаковы, то ЭДС Холла практически равна нулю. При этом инжектиро­ванные из р-n перехода носители будут двигаться под некоторым углом к направлению внешнего электрического поля. Этот угол называется углом Холла. Магнитное поле приводит к закручиванию движущихся электронов и дырок. Их подвижность уменьшается, следовательно, уменьшается и длина диффузионного смещения. Одновременно удлиняются линии тока, т.е. эф­фективная толщина базы. Магнитное поле влияет не только на подвиж­ность и направление линий тока, но и на время жизни носителей. Магнитодиодный эффект может наблюдаться в любой полупровод­никовой структуре, в которой создана положительная или отрицательная неравновесная проводимость. Следует отметить, что все эффекты, наблюдаемые в диодах с омиче­ским контактом, могут быть воспроизведены также и в диодах с антизапи­рающим контактом. Только в этом случае необходимо учесть, что замена идеального омического контакта идеальным антизапирающим эквивалент­на уменьшению эффективной толщины базы вдвое. Поэтому замена оми­ческого контакта на антизапирающий несущественно меняет свойства диодов с «длинной» базой. Параметры магнитодиодов: Магнитодиодом называется полупроводниковый преобразователь магнитного поля, принцип действия которого основан на манитодиодном эффекте. У магнитодиода ток в проводящем направлении сильно зависит от значения магнитной индукции воздействующего на него поперечного поля. Влияние магнитного поля на сопротивление в непроводящем на­правлении незначительно, и им можно пренебречь. Основными парамет­рами магнитодиодов, используемых в качестве преобразователей магнит­ного поля, являются: прямое напряжение U_M - падение напряжения на магнитодиоде в проводящем направлении при пропускании через него номинального пря­мого тока 1_м и отсутствии поперечного магнитного поля. Значение прямого напряжения предопределяет электрическую схему включения магнитодио­да. В зависимости от значения U_M магнитодиоды разбиваются на соответ­ствующие группы; прямой (рабочий) ток I_N1 - значение прямого (неизменного во вре­мени) тока через магнитодиод, длительное протекание которого не вызы­вает недопустимого перегрева магнитодиода при нахождении его в среде неподвижного воздуха; максимально допустимый прямой импульсный ток 1_мтах, опреде­ляемый из условий, что длительность импульса должна быть не более 6 мс, а средняя рассеиваемая мощность на магнитодиоде не превышает допус­тимую; максимально допустимый постоянный обратный ток 1_моб_р, равный значению обратного тока при приложении к магнигодиоду обратного на­пряжения в 100 В; максимально допустимая рассеиваемая мощность Р_тах, определяе­мая из условий, что магнитодиод помещен в среду неподвижного воздуха при температуре 25 °С, а температура р-n перехода магнитодиода при этом не превышает допустимую. С ростом окружающей температуры до 85 °С Рщах уменьшается по линейному закону; магнитная чувствительность у_т, определяемая как приращение па­дения напряжения в проводящем направлении при неизменном номиналь­ном значении прямого тока на соответствующее приращение магнитного поля. При наличии магнитного поля уменьшение подвижности неравно­весных носителей с увеличением температуры приводит к уменьшению действия магнитного поля на носители. Это означает ослабление зависи­мости эффективной длины диффузионного смещения неосновных носите­лей от магнитного поля. При этом ослабевает также и зависимость сопро­тивления базы от значения магнитного поля. При определенном значении магнитной индукции последнее обстоятельство становится более значи­мым, чем увеличение сопротивления базы, связанное с уменьшением под­вижности носителей.