Устройство для индукции магнитного поля

(22) Заявлено 2 тОЩО (21 )291 286/1 8 21с пвисоеднненнем заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 2" 1281 Бвтлетен тДата опубликования описания 23,1281 В О В 33/02 Веудеустееиай иевитет ссср еа делан изабретеиий и открытий(71) Заявитель Я) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИМАГНИТНОГО ПОЛЯ Изобретение относится к измерительной технике а именно к измерителям индукции магнитных полей, и может быть использовано в схемах автоматики, управления и контроля.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения индукции магнитного поля, в котором чувствительный элемент выполнен в виде униполярного полевого транзистора, нап 10 ряжение на нагрузочном резисторе которого изменяется в соответствии с величиной индукции измеряемого магнитного поля 1.Однако в отсутствии магнитного поля на нагрузочном резисторе имеется некоторое начальное напряжение. Поэтому для выполнения соответствия нулевое значение магнитного поля- нулевое значение напряжения, подаваемого на индикатор, необходима схема, компенсирующая начальное напряжение на нагрузочном резисторе. Кроме того униполярный полевой транзистор имеет существенную температурную зависимость характеристик. Повышение температурной стабильности влечет за собой усложнение схемы и кон" струкции. Все это усложняет схему устройства, увеличивает потребляемую мощность,.вес, габариты и стоимость конструкции и понижает ее надежность.Цель изобретения - повышение цув" ствительности.Эта цель достигается тем, цто в устройстве для измерения индукции магнитного поля, содержащем чувствительный элемент с нагрузоцными коллекторными резисторами, чувствительный элемент выполнен в виде балансного биполярного магнитотранзистора, представляющего собой ппастину из полупроводникового материала с эмиттером неосновных носителей то- ка на одном конце, базовым контактом на противоположном конце и расположенными между ними двумя электричес 892379420 ки симметричными коллекторами неосновных носителей тока.На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства дляизмерения индукции магнитного поля.Устройство содержит биполярныйбалансный магнитотранзистор 1, находящийся в магнитном поле с индукцией В, имеющий пластину 2 из полупроводникового материала, эмиттер 3, 10базовый контакт 4, два электрическисимметричных коллектора 5 и 6, нагрузочнь,е коллекторные транзисторы7 и 8, разность падений напряжениякоторых поступает на индикатор 9,или соответствующее устройство)иисточники 1 О и 11 питания эмиттерной и коллекторной цепей.Устройство работает следующим об-.разом,В отсутствии магнитного поля(В=О) токи коллекторов 5 и 6 при равных нагрузочных коллекторных резисто.рах 7 и 8 одинаковы, следовательно,разность их равна О, и на индикаторе 9 напряжение равно О, При воздействии на магнитотранзистор магнитногополя 8, направленного перпендикулярно плоскости, в которой расположеныколлекторы 5 и 6, эмиттер 3 и базовыйконтакт ч, неосновные носители токав пластине 2 магнитотранзистора, инжектированные эмиттером 3, отклоняюТся под действием сил Лоренца ипод действием э.пектрического поля35Холла к одному из коллекторов (в случае материала пластины п-типа и принаправлении магнитного поля, изображенного на чертеже, - к коллектору 5,а в случае материала пластины р-ти 40па - к коллектору 6).В результате этого у коллекторак которому отклоняются неосновныеносители тока, их концентрация возрастает, а у противоположного коллектора - уменьшается, что приводит к45увеличению тока соответствующегоколлектора и уменьшению тока противоположного коллектора. При этомчем больше величина индукции магнитного поля В, тем сильнее отклоняются неосновные носители, тем, соответственно, больше разность коллекторных токов и, следовательно, Сольше разность напряжений на нагрузочных коллекторных резисторах 7 и 8,регистрируемых индикатором 9,Использование балансного биполярного магнитотранзистора в предлагаемом устройстве имеет то преимущество, что отклонение неосновных носителей тока происходит не только за счет сил Лоренца, но и за счет электрического поля Холла, чувствительность таких магнитотранзисторов к магнитному полю выше,чем чувствительность униполярных полевых транзисторов.Кроме того, использование баланс- ного ( биполярного магнитотранзистора эквивалентно повышению чувствительности еще примерно вдвое,Размеры магнитотранзистора 1 малы, поэтому весь объем пластины 2 практически однородный (обладает близкими значениями электрофизических параметров). Коллекторы 5 и 6 практически одинаковы в электрическом отношении, так как находятся в максимально близких условиях во время всего технологического процесса изготовления магнитотранзистора, поэтому их характеристики очень близки и имеют практически равное изменение во времени и от температуры, В результате этого временная и температур" ная стабильность балансного магнитотранзистора очень высока и значительно лучше, чем у униполярного полевого транзистора.Пространственная разрешающая способность и острота направленности, как и в случае использования униполярного полевого транзистора, у баланс- ного магнитотранзистора определяется размерами активной части ( практически размерами пластины), чувствительностью. к магнитному полю и шумами.формула изобретенияУстройство для измерения индукции магнитного поля, содержащее чувствительный элемент с нагрузочными коллекторными резисторами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, чувствительный элемент выполнен в виде балансного биполярного магнитотранзистора, представляющего собой пластину из полупроводникового материала с эмиттером неосновных носителей тока на одном конце, базовым контактом на противоположном конце и расположенными между ними двумя электрически симметричными коллекторами неосновных Носителей тока.Источники информации, яринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР298905, кл. С О К 33/02, 1969.892379 Составитель Г.Семеноваедактор И.Юрковецкий ТехредА,Савка Корректор Л.Бокш ал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектна Тираж 73 арственного ком эобретений и от ва, 3-35, Раушс 50/69 ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Моск