磁敏晶体管结构与原理

《传感器应用技术》课程StructureandPrincipleofMagneticTransistor磁敏晶体管结构与原理课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰Sensorsapplicationtechnology1.

磁敏晶体管及结构2.磁敏二极管工作原理及特性3.磁敏三极管工作原理及特性4.磁敏晶体管应用分析课程内容CourseContents1.

磁敏晶体管及结构2.磁敏二极管工作原理及特性3.磁敏三极管工作原理及特性4.磁敏晶体管应用分析课程内容CourseContents1.磁敏晶体管及结构磁敏晶体管及结构磁敏晶体管是霍尔元件和磁阻元件之后发展起来的新型半导体磁敏元件。磁敏二极管和磁敏三极管是一种PN结型的新型磁电转换器件，它具有输出信号大、灵敏度高（约为霍尔元件的数百至数千倍）、工作电流小，体积小等特点，在磁场、转速、探伤等检测与控制中应用广泛。磁敏二极管及结构磁敏二极管是一种PIN型磁敏元件，由硅或锗材料制成。P型和N型电极由高阻材料制成，I为本征区。I区的r面粗糙，设置成高复合区（r区），目的是使电子－空穴对易于在粗糙表面复合而消失；另一面比较光滑。1.磁敏晶体管及结构磁敏三极管及结构磁敏三极管是在磁敏二极管的基础上发展起来的磁敏晶体管，由Si或Ge材料经掺杂扩散而成的硅管或锗管，有NPN型和PNP型两种。如图表示NPN型磁敏三极管的基本结构和电路符号。1.磁敏晶体管及结构1.

磁敏晶体管及结构2.磁敏二极管工作原理及特性3.磁敏三极管工作原理及特性4.磁敏晶体管应用分析课程内容CourseContents2.磁敏二极管工作原理及特性磁敏二极管工作原理磁场强度的改变引起电流发生变化，实现磁电转换。当磁敏二极管受到外界磁场H+作用时，电子和空穴受到洛仑兹力的作用向r区偏转，电子和空穴复合速度加快，所形成的电流减小；当磁敏二极管受到外界磁场H－作用时，电子和空穴受到洛仑兹力的作用向I区偏转，电子和空穴复合速度减慢，所形成的电流增大。磁敏二极管的特性

伏安特性：

如图在给定的磁场下，磁敏二极管正向偏压与偏流的关系称为磁敏二极管的伏安特性。2.磁敏二极管工作原理及特性磁敏二极管的特性磁电特性：

是指磁敏二极管输出电压变化量与外加磁场的关系，如图所示。2.磁敏二极管工作原理及特性磁敏二极管的特性温度特性及补偿：由于磁敏二极管是由锗和硅材料制成，因而受温度的影响较大，在使用磁敏二极管时，必须进行温度补偿，常用的补偿电路如图所示。2.磁敏二极管工作原理及特性1.

磁敏晶体管及结构2.磁敏二极管工作原理及特性3.磁敏三极管工作原理及特性4.磁敏晶体管应用分析课程内容CourseContents133.磁敏三极管工作原理及特性磁敏三极管工作原理如果外加正向偏压，即P区接正，N区接负，那么将会有大量空穴从P区注入到I区，同时也有大量电子从N区注入到I区，如将这样的磁敏三极管置于磁场中，则注入的电子和空穴都要受到洛仑兹力的作用而向一个方向偏转，当磁场方向使电子和空穴向r面偏转时，它们将因复合而消失，因而电流很小；当磁场方向使电子和空穴向光滑面偏转时它们的复合率变小，电流就大。143.磁敏三极管工作原理及特性磁敏三极管的特性伏安特性磁敏三极管的伏安特性类似于普通双极性三极管的伏安特性，如图所示。153.磁敏三极管工作原理及特性磁敏三极管的特性磁电特性

磁电特性是磁敏三极管重要的工作特性，它反映外加磁场对磁敏三极管集电极电流的影响，如图表示NPN型锗管的磁电特性。163.磁敏三极管工作原理及特性磁敏三极管的特性温度特性及补偿磁敏三极管对温度的变化十分敏感,因而在使用磁敏三极管时必须采取温度补偿措施。主要有①采用具有电流正温度系数的普通三极管；②采用具有电流正温度系数的锗磁敏二极管；③采用PNP和NPN组成两管互补形式的补偿电路；④采用两管差动输出方式（两管磁极性相反，但磁电特性一致）。173.磁敏三极管工作原理及特性磁敏三极管的特点

灵敏度高：

磁敏三极管的灵敏度比霍尔元件高几百甚至上千倍，而且线路简单，成本低廉，更适合于测量弱磁场。

具有正反磁灵敏度：

灵敏度与磁场关系呈线性的范围比较窄：磁敏三极管可用来检测交、直流磁场，特别适合于测量弱磁场；可制作箝位电流计，对高压线进行不断线、无接触电流测量；还可作无触点开关，无接触电位计等。1.

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.磁敏晶体管应用分析磁敏晶体管应用分析漏磁探伤仪：测量磁场、电流、转速、位移等物理量，也可用于磁力探伤、接近开关、位置控制等。1－待测物，2－激励线圈，3－铁芯，4－放大器，5－磁敏二极管探头4

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