Датчик холла
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
)МКл, Н 011 7/02 6 01 г 29/00 присоединением заявки -Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 15 Д:). 74 45) Дата опубликовани ллетеньЗ 8писанияБф 12 е 7 Г.Г.Зеленский,в й Я.Л.Хлявич) Авторы изобретения ВЯ.Беспалвнко, В.И.Боянков, В, А,Бугако НЯ.Котосонов, Р.А.Романова,А.В.Скутн Заявите 4) ДАТЧИК ЛЛ Изобретение относится к области производства полупроводниковых приборов и может быть применено для детектирования и преобразования СВЧ-сигналов, измерения 5 компонент электромагйитного поля, анализа спектра частот и,т.д.Известен четырехэлектродный датчик Холла, который имеет ряд полупроводниковых слоев с чередую о щимся типом проводимости, изолированных друг от друга. На верхнеи и, нижней плоскостях каждого из полупроводниковых слоев расположена паа омических холовских контактов. 1 з орцовые стороны полупроводниковых слоев покрыты диэлектриком и на эти поверхности блок-структуры нанесены напылением металлические слои; таким образом, в этой части 2 О структуры полупроводниковые слои, диэлектрик и металл образуют ряд конденсаторор., способствующих закорачиванию переменной составляющей э.д.с. Холла, а также э,д.с., 25 обусловленной неэквипотенциальнос= тью элементов датчика, Холловские контакты соединены последовательно металлическими перемычками. Емкостные токовые электроды выполнены едиными для блока параллельно соединенных полупроводниковых слоев, Датчик предназначен для измерения мощностеи в диапазоне высоких частот.Датчик имеет следующие недостатки: искажение электромагнитного поля холловскими выводами, для уменьшения которого датчики в волноводах или коаксиальных линиях приходится располагать так, чтобы линии электрического поля были перпендикулярны выводам сигнала Холла; измерение полей в свободном пространстве и системах с высшими типами колебаний затруднено из-за неконтролируемого влияния выводов; возникновение магнитных наводок на петлю, образуемую холловскими выводамй и полупроводниковым материалом, для компенсации которых применяют дополнительные выводы или компенсирующие витки, однако на высоких частотах я особенно СВЧ эти средства малоэффективны; несовместимость с детекторными й смесятельными СВЧ-головками вследствие более сложного герметизируюцего корпуса, обусловленного четырьмя выводами датчика.Для уменьшения искажения электромагнитного поля холловскями выводами и снижения магнитных наводок на них в предлагаемом датчике емкостнве токовые электроды сое-, динены попарно с холловскими контактами посредством резистивных полос, изолйрованных другот друга.Резистивные полосы могут быть вынолнены из металла, нанесенного на поверхность диэлектрического слоя. Реэистивные пблосы могут быть выполнены в виде высоколегированных каналов в полупроводниковой пластине и иметь тип проводи-. мости, противоположный типу проводимости исходного полупроводника.На фиг.1 показан предлагаемый датчик холла, вид сбоку с частичным разрезом в месте расположения холловского контакта; на фиг.2 - то же вид сверху.На полупроводниковую пластину 1 нанесен слой диэлектрика 2, например, окисла кремния; на диэлектрическом слое 2 расположены токовые электроды 3, соединенные с помощью резистивных полос 4 с холловскими контактами 5, которые выполнены вплавлеиием металла через отверстие ь в диэлектрическом слое 2.Резистивные полосы 4 (фиг.2) ни в одной точке не соприкасаются друг с другом и имеют Г-образную конфигурацию в плане с изгибом в месте пересечения осей в плоскости датчика. Полосы 4 могут быть выполнены либо металлическими, либо путем высокого легирования полупроводника 1 примесью противоположного типа проводимости. В этом случае контакт токовых электродов 3 с резистивными полосами 4 должен быть осуществлен через отверстия в диэлектрическом слое 2.а фиг.1 показано, что токовые электооды 3 датчика имеют емкостной характер, поскольку они расположены на слое диэлектрика 2, покрывающем полупроводник 1.В готовом виде прибор имеет только два вывода, присоединенных 6920к емкостным токовым эдектродам.Эти,выводы служат одновременно для поцачи высокочастотного тока питанияи выведения сигнала Холла. Тем самым существенно упрощается конструкция датчика Холла и достигаетсявозможность применения его для детектирования и смещения СВЧ-сигналов в СВЧ-детекторах и сместителях.1 О Вместе с тем предлагаемый датчикпозволяет измерять значительныемощности в диапазоне СВЧ в отличие. от известных датчиков Холла.":Для выведения сигнала Холла15 из линии питания током применяетсячастотная селекция,Магнитные наводки в предлага. -емом датчике сведены до минимуматем, что толщина диэлектрического20 слоя 2, определяющая площадь петлихолловского сигнала, составляет1-2 мкм при линейных размерах полупроводниковой пластины в несколькомиллиметров.25 Толщина металлических резистивных полос 4, полученных вакуумным напылением, составляет не более 1 мкм, а толщина тех же полос,выполненнйх в виде высоколегировайзо ных каналов в теле полупроводника,не превышает 20-30 мкм. В том и вдругом случае удельное сопротивление резистивных полос примерно равно удельному сопрогивлению полуЗ 5 проводника, поэтому в электромагнитном поле датчик ведет себя какоднородная полупроводникорая пластина.В электрические цепи датчик4 О включается аналогично детектирующим и преобразовательным диодам, вмагнитные цепи - как и четырехэлектродные приборы.В качестве примера можно рас 45 смотреть работу датчика в детекторном режиме в волноводном измерителе мощности падающей волны дляколебаниИ Н 1 на частоте 4500 мгц.Датчик йоглощает минимальную5 О мощность и отдает максимум холловского сигнала, если плоскость датчика перпендикулярна поперечномусечению волновода, а ось, проходящая через токовые электроды датчика, перпендикулярна широкой стенкеволновода. Проволочные выводы, припаянные к емкостным электродам,пропускают через отверстия в шйрокйх стенках волновода и укрепляютв емкостных втулках с винтовымиразъемами для подключения измерителя холловского сигнала.К смонтированному таким образом в молноводе датчику м рабочем режиме прикладывают высокочастотное электрическое поле, численно равное разности потенцйалом около отверстий в широких стенках молномода. Вектор высокочастотного электрического поля совпадает по фазе с магнитным полем падающей волны и оргогонален ему. Отраженная волна в молноводе этим свойством не обладает, поэтому датчик реагирует только на падающую волну.Под действием электрического поля емкостные электроды и полупроводниковый слой течет высокочастотный ток, замыкающийся на широких стенках молнорода.При взаимодействии тока м полупроводнике с высокочастотным магнитным полем на холломских контактах возникает э.д.с. Холла, низкочасготная составляющая которой выводится посредством резистивных полос на проволочные выводы к измерителю компонентов холловского сигнала.1 смесительном режиме датчик рабо гает следующим образом. Датчик включается м молномод или резонатор аналогично де гекторному включению, но вместо емкостных втулок ус ганавливают коаксиальные разъемы для соеинения с усилителем промежуточной частоты. Гетеродинные колебания попадают в волновод обычным образом, при этом на датчик гоздейсгвует суперпозиция электри -ческих и магнитных полей двух частот, которая сама по себе не порождает комбинационных частот. Датчикработает как перемножающий элемент,поэтому э.д.с. Холла содержит суммарную и разностную частоты, последняя из которых выводится черезрезистимные полосы и проволочныевыводы к усилителю промежуточнойчастоты.ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Датчик Холла, состоящий изпокрытой диэлектрическим слоем полупроводниковой пластины с двумя 15 емкостными токовыми электродами идвумя омическими холловскими контактами, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения искаженйя электромагнитного поля холлом 9 о скими выводами и снижения магнитныхнаводок на них, емкостные токовыеэлектроды соедйнены попарно с холловскими контактами посредстром резистимных полос, изолированных друг 25 от друга.2. Датчик по п.1, о т л и -ч а ю н и й с я тем, чго резисти- ные полосы выполнены лз металла,нанесенного на поверхность диэлек3. Лагчик по п.1, о г л и ч аю щ и й с я тем, чго резистивныеполосы выполнены в миде высоколегированных каналов в полупроводниковой пластине и имеют тип проводиЗ 5 мости, прогивоположный типу проводимости исходного полупроводнйка.+1692,0 Фиг. 7 Составитель (, РИВКИНРедактор Иф ЩубИНЯ Техреду, ЗбйрОКИЙ Изд. М 550 Тираж ЮО Подписное Заказ ЗХАЗ Предприятие Патент, Москва, Г 59, Бережковская наб., 24 ОИИПИ Государственного. комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4
СмотретьЗаявка
1843611, 04.11.1972
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Х-5446, ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА
БЕСПАЛЕНКО ВАЛЕРИЙ ЮРЬЕВИЧ, БОЯНКОВ ВЯЧЕСЛАВ ИВАНОВИЧ, БУГАКОВ ВИКТОР АЛЕКСЕЕВИЧ, ЗЕЛЕНСКИЙ ГЕННАДИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ, КОТОСОНОВ НИКОЛАЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, РОМАНОВА РИММА АЛЕКСЕЕВНА, СКУТНЕВ АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ, ХЛЯВИЧ ЯКОВ ЛЕЙБОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H01L 7/02
Опубликовано: 15.10.1974
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-446920-datchik-kholla.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Датчик холла</a>