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标题: 【龙丘转】磁敏二极管基础、参数、特性 [打印本页]

作者: chiusir 时间: 2009-12-8 21:20
标题: 【龙丘转】磁敏二极管基础、参数、特性
本帖最后由 chiusir 于 2009-12-15 21:26 编辑

磁敏二极管是一种新型的磁电转换器件。这种元件比霍尔元件的探测灵敏度高，且具有体积小、响应快、无触点、输出功率大及线性特性好的优点。该器件在磁力探测、无触点开关、位移测量、转速测量及其他各种自动化设备上得到了广泛的应用。
磁敏二极管内部结构与普通二极管不同，在Ｐ区与Ｎ区之间有一线度远大于载流子扩散长度的高纯空间电荷区——１区，在１区的一个侧面上，嵌有一载流子高复合区——Ｒ区，其基本结构如图１所示。该管采用电子与空穴双注入效应及复合效应来控制流过ＰＮ结的电流。在外界磁场的作用下，两效应作用结果以乘积取值。因此它具有很高的探测灵敏度。当外界无磁场时，加正向电压，Ｎ区电子大部分注入Ｐ区空穴内（图２），只有少数载流子在１区及Ｒ区复合，器件呈稳定状态。若外界加一正向磁场Ｂ＋（图３）时，在正向磁场洛仑兹力的作用下，空穴及电子运动方向均偏向Ｒ区，空穴及电子在Ｒ区的复合率极高，因此大部分载流子在Ｒ区复合，则１区中载流子数目大为减少，Ｒ区电阻随之增大，压降亦增大，从而循环产生正反馈，使该管外部表现为电阻增大，电流减小，压降增大；反之，外界加Ｂ－（图４）时，则外部表现为电阻减小，电流增大，压降减小。
磁敏二极管的电压输出特性如图５所示，由图可看出，在弱磁场作用下，输出电压（Ｕ）与磁感应强度（Ｂ）成正比呈线性关系，磁敏二极管的伏安特性如图６所示。在磁感应强度Ｂ不同时，有着不同的伏安特性曲线，ＡＢ为负载线。由图可以看出，通过磁敏二极管的电流越大，在同一磁场作用下，输出电压越高，灵敏度也越高。在负向磁场作用下，其电阻小、电流大；在正向磁场作用下，其电阻大，电流小。
最后，在选择该管时还要注意一些重要的参数，额定工作电压：Ｖ０；工作电流：Ｌ０；及使用频限ｆ０。例如国产２ＡＣＭ－１Ａ管，其Ｖ０＝１２Ｖ，２ｍＡ＜Ｉ０＜２１５ｍＡ，ｆ０＜１０ｋＨｚ。

在电路中，P＋区接正电极，N＋区接负电极，即给磁敏二极管加上正电压时，P＋区向i区注人空穴，N＋区向i区注入电子。在没有外加磁场时，大部分的空穴和电子分别流人N＋区和P＋区而产生电流，只有很少一部分载流子在i区或r区复合，如图(a)所示。此时;区有固定的阻值，器件呈稳定状态。若给磁敏二极管外加一个磁场B＋时，在正向磁场的作用下，空穴和电子在洛仑兹力的作用下偏向r区，如图(b)所示。由于空穴和电子在，区的复合速率大，因此载流子复合掉的比没有磁场时大得多，从而使i区中的载流子数目减少，i区电阻增大，该区的电压降也增加，又使P＋与N＋结的结压降减小，导致注人到i区的载流子数目减少。其结果是使i区的电阻继续增大，其压降也继续增大，形成正反馈过程，直到迸人某一动平衡状态为止。当给磁敏二极管加一个反向磁场B-时，载流子在洛仑兹力的作用下均偏离复合区r，如图(c)所示。其偏离，区的结果与加正向磁场时的情况恰恰相反，此时磁敏二极管的正向电流增大，电阻减小。

图:磁敏二极管工作原理图
　　从以上的工作过程可以看出，磁敏二极管是采用电子与空穴双重注人效应及复合效应原理工作的，具有很高的灵敏度。由于磁敏二极管在正、负磁场作用下，其输出信号增量的方向不同，因此利用这一点可以判别磁场方向。
灵敏度
　　当外加磁感应强度B为±0．lT时，输出端电压增量与电流增量之比称为灵敏度。国产2ACM型磁敏二极管的灵敏度为80OmV/mA。
　　工作电压化和工作电流几
　　工作电压和工作电流是指磁敏二极管在零磁场时的电压和电流值。国产2ACM型磁敏二极管的工作电压为5-7V，工作电流为1.5-2.5mA。
　　电压输出特性
　　电压输出特性曲线如图所示。在弱磁场下，输出电压与磁感应强度成正比，为线性关系。随着磁场的增强，输出电压与磁感应强度呈非线性关系。

作者: choncan 时间: 2009-12-9 14:54
怎么没图

作者: ssg322 时间: 2009-12-9 18:21
回复 1# chiusir

谢谢请教版主他的检测范围是多少

作者: tong86li 时间: 2009-12-11 11:38
我怎么没看到长什么样呢？

作者: whut_wj 时间: 2009-12-12 15:09
谢谢

作者: 786892880 时间: 2009-12-14 10:38
回复 1# chiusir

嗯不错找了一下资料，好像供电压挺高的。还有就是不知道敏感度怎么样...

作者: chiusir 时间: 2009-12-15 21:18
在电路中，P＋区接正电极，N＋区接负电极，即给磁敏二极管加上正电压时，P＋区向i区注人空穴，N＋区向i区注入电子。在没有外加磁场时，大部分的空穴和电子分别流人N＋区和P＋区而产生电流，只有很少一部分载流子在i区或r区复合，如图(a)所示。此时;区有固定的阻值，器件呈稳定状态。若给磁敏二极管外加一个磁场B＋时，在正向磁场的作用下，空穴和电子在洛仑兹力的作用下偏向r区，如图(b)所示。由于空穴和电子在，区的复合速率大，因此载流子复合掉的比没有磁场时大得多，从而使i区中的载流子数目减少，i区电阻增大，该区的电压降也增加，又使P＋与N＋结的结压降减小，导致注人到i区的载流子数目减少。其结果是使i区的电阻继续增大，其压降也继续增大，形成正反馈过程，直到迸人某一动平衡状态为止。当给磁敏二极管加一个反向磁场B-时，载流子在洛仑兹力的作用下均偏离复合区r，如图(c)所示。其偏离，区的结果与加正向磁场时的情况恰恰相反，此时磁敏二极管的正向电流增大，电阻减小。

图:磁敏二极管工作原理图
　　从以上的工作过程可以看出，磁敏二极管是采用电子与空穴双重注人效应及复合效应原理工作的，具有很高的灵敏度。由于磁敏二极管在正、负磁场作用下，其输出信号增量的方向不同，因此利用这一点可以判别磁场方向。

作者: chiusir 时间: 2009-12-15 21:21
灵敏度
　　当外加磁感应强度B为±0．lT时，输出端电压增量与电流增量之比称为灵敏度。国产2ACM型磁敏二极管的灵敏度为80OmV/mA。
　　工作电压化和工作电流几
　　工作电压和工作电流是指磁敏二极管在零磁场时的电压和电流值。国产2ACM型磁敏二极管的工作电压为5-7V，工作电流为1.5-2.5mA。
　　电压输出特性
　　电压输出特性曲线如图所示。在弱磁场下，输出电压与磁感应强度成正比，为线性关系。随着磁场的增强，输出电压与磁感应强度呈非线性关系。

作者: alaso12 时间: 2009-12-17 10:17
好！受教了~

作者: alytion 时间: 2009-12-20 19:42
输出的电压有正有负，怎样才能识别路径呢

作者: 786892880 时间: 2009-12-23 21:01
这样说来挺好用的。另外问一下，体积有多大呢？

作者: 梦水蒹葭 时间: 2009-12-24 00:45
回复 10# alytion
有5V的么？

作者: 山孩子 时间: 2010-1-7 20:13
检测范围是多少啊？磁场太弱了

作者: 山孩子 时间: 2010-1-7 20:56
可不可以给一下检测范围呢？这方面的资料太少了，麻烦楼主了

作者: 山孩子 时间: 2010-1-7 21:01
查到磁敏二极管的检测范围了吗？
看了你的帖子，我也是利用毕奥定理做的，但是算的的值，要比地磁场还小，你算的值是多少？

作者: dzy130120 时间: 2010-1-13 22:55
20KHZ的磁场变化能检测出来吗？

作者: chiusir 时间: 2010-1-15 20:07
这个我也不是很清楚，不高这方面的研究。最近忙着期末的事情，好久没有过来了

作者: caiyj4352 时间: 2010-1-16 17:46
谢了

作者: 随风守候 时间: 2010-1-16 19:53
楼主谢谢分享

作者: qinbaobo 时间: 2010-2-26 22:36
正在思考中。。。。

作者: 鸟在人间 时间: 2012-1-24 18:17
最好有个实物图呀。不过还是谢谢楼主了

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