Термотранзистор

(11) 498869 Совоз Советскнк Социалкстическик Республик) Приоритет ввтЮаратввввыб авватвтВаввта Мввввтрвв ВВВРаа,)(влаа ввабрвтввабв втврытвб(72) вторы нзобретен И.М. Пилат, А.А в и А.Б, Велико Заявнтел твенный университ ервовицкий гос(5 ТЕРМОТРАНЭИСТОР е Расмотрим монокристалл, в котором термо ЭДС вдоль крнсталлографического направления (А, ) отличается от термо ЭДС в перпендикулярнсм направлении ( о 1 ). Если вырезать пластинку из такого монокристалла под углом . к этому кристаллографическому направле" нню, то при наличии градиента температуры под углом 90 - Р к етому направлению возникает поперечное по отношению к градиенту температуры термоэлектрическое поле. Величина возникающей термо ЭДС определяется;формулой Томсона Яа-.(ц( -, )- ТаЫп 2 У аЬ С, возникающдействием гделяется анзмерами базально градиющее попере бра эом, ЭДбласти под туры, опре ая в. адмвн зотвой нту ное Такимбазовойта темперопвей тобласти итемперат терокрис инки ттер- ходые ор и низо ямоуг цнон ника проп ы. В Изобретение относится к приборам для измерения градиента температуры и может быть использовано для регистрации тепловых потоков и энергии различных излучений. 5В настоящее время для измерений градиента температур, разности температур применяют термотранэисторы, у которых используется температурная чувствительвость р-и-перехода. Однако такие тер мотранзисторы имеют относительно малую температурную чувствительность и большую тепловую постоянную времени.Для повышения температурной и вольтваттной чувствительности, а также по" И нижения тепловой постоянной времени термотранэистор предлагается изготовлять на основе термоэлектрически анизотропных полупроводниковых монокристаллов с использованием является по- ж перечной термо ЭДС.На фиг. 1 схематически изображен описываемый термотранэнстор; на фнг.2- включение териотранзистора в схему с общим змиттером.Термотранзист эгстовлен иэмоэлектрически а тропного монталла в виде пр ольной пласт1, на торцах который созданы эмнный 2 и коллекторный 3 Р-п -пере Термозлектрически аниэотропный монокристалл кристаллографически ориентированотносительно р-в-переходов таким образом, что возникающее в нем поперечноетермоэлектрическое поле направлено пери ндикулярно плоскости р и перехо498869 формула изобретения СоставитеЮ. МукортовРедактор Е. Месропова Техред 3. фанта Корректор Н, Ковалев акаэ 2451/40 Тираж ЦНИИПИ Государственного по делам иэо 113035, Москва, Ж960 Подписноекомитета Совета Министробретений и открытий-35, Раушская наб д. 4 илкал ППП фПатент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 термоэлектрическое поле влияет на эФФективность инжекции эмиттера, что приводит к соответствующему изменению тока коллектора, Градиентная чувствительность термотранэистора в схеме с общим эмиттером (Фиг. 2), при нахождении рабочей точки транзистора на линейном участке, определится следующим выражением:4 Ун Й,- )а вйс 2 р ,ВВз Е где . ацИ - изменение напряжения на нагрузке под действием градиента И температуры 1- коэФФициент усиления транзистора;г - сопротивление змиттерного перехода; 20% сопротивление в цепи базы.Базовую область можно изготовить из термоэлектрически аниэотропного рб монокристалла, например иэ МЗЬобладающего анизатропией термо ЭДС С - ы), равной 250 мкВ/град. при удельной электропроводности 6 в 1 сИсм При ю 0,2 мм и ВО,5 мм, од 0,5 мм получаем т=0,8 Ом, При Я 100, .Рв 45"; т ж 001 Омуйв 10 ксьц Я 10 Ом, полу чаем Вэ=2422 Вмм/град. Если испольэовать транзистор для измерения температуры, то в рассмотренном примере можно получить чувствительность порядка Э4,4 В/град, что более чем на три порядка превосходит чувствительность обычных термотранзисторов в режиме прямого смещения эмиттера, Вольт-ваттная чувствительность такого транзистора определяется Формулой в=-фИн-О 2 егде Н 0,01 Вт/град, теплопроводность М 4 и в нашем случае Ы 440 В/Вт.Тепловая постоянная времени термотранэистора значительно уменьшается. эа счет того, что тепловой поток непосредственно действует на базовую область, тепловая постоянная времени которой порядка 1-2 с, в то время как обычные термотранэисторы требуют прогрева все" го корпуса и их постоянная времени равна 1 мин и более. Термотранэистор на основе биполярной структуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его чувствительности при одновременном уменьшении тепловой постоянной времени, база выполнена иэ термоэлектрнчески аниэотропного полупроводникового материала, кристаллографическая ось которого составляет угол 454 с вектором нормали к плоскости Рпереходов.