5.6. Биполярные магнитотранзисторы

Обычно биполярные транзисторы мало чувствительны к магнитному полю. Поперечное поле искривляет траекторию неосновных носителей, идущих через базу. Это эквивалентно

уменьшению эффективной подвижности носителей в базе. Однако из-за малой толщины базы все носители достигают коллектора. Другая причина изменения параметров транзистора в магнитном поле связана с изменением сопротивления базы. Для повышения чувствительности к магнитному полю биполярные транзисторы делают с двумя коллекторными переходами. В отсутствии поля половина носителей попадает на первый коллектор, другая половина – на второй. Магнитное поле отклоняет носители от одного коллектора к другому. По изменению токов коллекторов можно измерить магнитную индукцию – рис. 5.6.

Чувствительность магнитотранзисторов на несколько порядков выше, чем у датчиков Холла: Z = (2 – 4)∙10⁵.

Рис. 5.6. Биполярный магнитотранзистор с двумя

коллекторными переходами и схема его включения

Контрольные вопросы

1. В чем заключается эффект Холла?

2. Что такое магниторезистивный эффект?

3. Почему в датчиках Холла используются полупроводниковые материалы с высокой подвижностью носителей заряда?

4. В чем преимущества использования широкозонных полупроводниковых материалов для датчиков Холла?

5. Какую конструкцию должны иметь магниторезисторы?

6. Какие диоды используются для измерения величины магнитного поля?

7. Что такое биполярный магнитотранзистор?

8. Что называется магниточувствительностью датчиков Холла?

9. Какое применение находят датчики Холла?

10. Как используются ферромагнитные материалы для измерения магнитных полей?

11. Перечислите основные параметры датчиков Холла.

12.Что такое диск Корбино?

13. В одну ли сторону отклоняются магнитным полем электроны и дырки?

14. Почему датчики Холла создаются на основе полупроводниковых материалов, хотя эффект Холла наблюдается и в металлах?

6. Оптические датчики

Оптические датчики позволяют преобразовывать в электрические сигналы информацию, доставляемую видимым светом или излучением длин волн ИК- и УФ-диапазонов. Измеряемая величина изменяет один из физических параметров излучения, воздействуя на него непосредственно или косвенно. Этот процесс является первичным преобразованием измеряемой величины. Физический параметр излучения, на который оказано воздействие, является вторичной измеряемой величиной, к ней и чувствителен оптический датчик. В табл. 6.1 приведены примеры изменения параметров излучения под воздействием первичной измеряемой величины.

Таблица 6.1

Изменение оптического излучения под воздействием

измеряемой величины

Параметр излучения	Характер изменения	Первичная измеряемая величина
Направление распространения	Отклонение	Угловые координаты, деформация
Поток	Ослабление за счет поглощения	Толщина, химический состав, плотность частиц в суспензии
Интенсивность, длина волны	Спектральное распределение энергии	Температура источника излучения
Частота	Изменение частоты (эффект Допплера)	Скорость перемещения
Поток	Модуляция прерыванием	Скорость вращения диска, число оборотов
Поляризация	Вращение плоскости поляризации из-за двойного лучепреломления	Давление, механическое напряжение

Бесконтактное измерение ряда физических величин (перемещений, вибраций, температуры и др.) возможно лишь с помощью оптических датчиков. Это позволяет вести дистанционный контроль и управление различными технологическими процессами, автоматизировать производство.