В помощь студентам БНТУ - курсовые, рефераты, лабораторные !


11.2.1 элемент Холла

Магнитная чувствительность элемента Холла является функцией угла α  между  вектором напряженности электрического и магнитного полей:

                         Γα =γв Ч ВЧsinα                                (11.33)

Магнитная чувствительность элемента Холла достигает максимума при угле α равном 900. При использовании концентраторов и других элементов магнитных систем зависимость  может быть иной.

Линейность элемента Холла определяется по характеристике, приведенной на рис.11.16.

Для изготовления МЧЭ элементов Холла наиболее широко используются: крем­ний (Si), германий (Ge), арсенид индия (InAs), антимонид индия (InSb), арсенид галлия (GaAs), то есть полупроводниковые материалы, обладающие высокой по­движностью носителей заряда и наивысшим значением коэффициента Холла.

 

Известно также применение для этих целей пластин и тонких пленок из се­ленистой ртути (HgSe) и теллуристой ртути (HgTe), а также висмута (Bi) [З].

В последние годы некоторые фирмы ведут работы по использованию тройных соединений типа «кадмий-ртуть-теллур» (Cd Hg „.Те). Элементы Холла на основе указанных соединений работают в интервале от комнатных до геллиевых температур .

Конструктивное оформление элемента Холла зависит от используемого исходного полупроводникового материала и от технологии изготовления.

Магниточувствительный элемент преобразователя Холла может быть изготовлен  с использованием любой современной технологии микроэлектроники: полупроводниковой биполярной и эпипланарной, пленочной, МОП, КНС, КНИ и др. Наибольшее распространение получили кристаллические и пленочные  МЧЭ.

На рис.11.18. рассмотрены классические варианты топологии элементов Холла. Каждая из топологий МЧЭ,  обладает своими особенностями и применяется с учетом решения конкретных технических задач. Наибольшее распространение получили четыре вида конструкций ,которые условно называют бескорпусной, бескорпусной на подложке, бескорпусной на подложке с использованием концентратора магнитного поля и корпусной.

Бескорпусная. Интегральный магниточувствительный элемент, сформированный непосредственно в кристалле полупроводникового материала, одновременно является подложкой (основанием) ЭХ. Тонкопленочные контакт­ные площадки расположены на поверхности кристалла. Соединение МЧЭ с внеш­ними устройствами осуществляется посредством проволочных или шариковых выводов. Такой элемент может размещаться в стандартном герметизированном корпусе ИС. В случае необходимости кристалл может предварительно гермети­зироваться слоем защитного лака или эпоксидного компаунда.

Бескорпусная на подложке . В этом случае МЧЭ размещается на спе­циальной изолированной подложке; в качестве таковой обычно используются ситалл, керамика, стеклотекстолит или полиамидная пленка. На одной подложке могут размещаться два и более магниточувствительных элемента. Герметизация прибора осуществляется слоем защитного лака или эпоксидной смолы.

Бескорпусная на подложке с использованием концентраторов магнитного поля . От предыдущих вариантов  отличается тем, что может раз­мещаться на подложке из ферромагнитного материала (феррита, пермаллоя и др.). В такой конструкции может быть использован миниатюрный концентратор маг­нитного поля, выполненный в виде круглого или прямоугольного столбика. В этом случае магнитная чувствительность МЧЭ повышается в 1,5-6 раз за счет концентрации управляющего магнитного поля на активную часть элемента.

Корпусная . Магниточувствительный элемент размещается в герметичном оригинальном (рис. ) или стандартном (рис. ) корпусе ИС. Для изготовления корпусов широко используются пластмасса, керамика и немаг­нитные металлы. В одном корпусе можно разместить несколько МЧЭ. В случае необходимости в корпусе могут находиться пассивные концентраторы магнитно­го поля и миниатюрные постоянные магниты.

Конструкции ЭХ с ферромагнитными концентраторами не обеспечивают линей­ности характеристики преобразования. Поэтому они, как правило, не используются для измерительных целей, а являются основным элементом в устройствах индикации магнитной индукции.

В последние годы кристаллические элементы заменяются интегральными и тонкопленочными.

                                                                            Феррит

   Рис.11.18. Варианты размещения элементов Холла в оригинальных корпусах: а и б -в керамическом корпусе; в - с использованием концентратора магнитного поля. 1 - магниточувствительный элемент; 2 - крышка; 3 - выводы; 4 – концентратор.

 

@reg

@support17

Сейчас 109 гостей онлайн

@(c)

Copyright © 2009-2011 Support17.com
Любое использование материалов, опубликованных на support17,
разрешается только в случае указания гиперссылки на Support17.com

@s

Родоначальницей всех приборостроительных специальностей явилась кафедра «Приборы точной механики», которая была открыта в 1961 г. на машиностроительном факультете.
В 1976 г. был организован оптико-механический факультет.