简介

磁敏二极管工作原理

简介

磁敏二极管是基于霍耳效应研制出来的, 其特点是体积小, 灵敏度高。磁敏二极管,较长的管脚为正极区, 较短的管脚为负极区。凸出面为磁敏感面.磁敏二极管在正向磁场或负向磁场的作用下, 其输出信号增量的方向是不同的。据此, 就可以判断磁场的方向.常见的磁敏二极管有2ACM,其随着温度的升高, 磁场输出电压△ 十或△ 一均下降。这种现象是由于制作材料锗对温度比较敏感造成的。磁敏二极管能将磁信息转换成电信号, 已广泛应用于磁测、无损探伤、无触点开关等技术领域。

磁敏二极管工作原理

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。

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。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。