Магниторезисторы ( определение, основные характеристики и способы реализации)

Магниторезисторы – материалы (элементы) электронной техники, использование которых обусловлено наличием в них ярко выраженного магниторезистивного эффекта.

В соответствии с их теоретическим анализом, сопротивление прямоугольного полупроводникового элемента с большим отношением ширины к длине в относительно сильном магнитном поле может быть представлено выражением (4.15).

, (4.15)

где R_B и R ₀ – сопротивление магниторезистора в магнитном поле и вне этого поля соответственно.

Для материала с электронной проводимостью и для беспримесного полупроводника, с подвижностью электронов значительно превосходящей подвижность дырок допустимо принять tan (θ) ≈ μ _n B, тогда:

(4.16)

где ∆ R – величина изменения сопротивления в магнитном поле.

Для диска Корбино значение A, в выражении (4.10) практически равно единице и минимально у длинного и узкого преобразователя. Графическая зависимость коэффициента формы, как функция отношения ширины b к длине a прямоугольного преобразователя представлена на рис. 4.4.

Рис. 4.4. График функциональной зависимости коэффициента формы магниторезистора от соотношения его геометрических размеров (рис. 4.2)

Из графика видно, что при b / а > 6 коэффициент формы приближается к единице.

На практике полупроводниковый эффект Холла в магниторезисторах достигают путем нанесения на поверхность полупроводниковой пластины (область 1, рис. 4.5) узких металлических полос, длина которых много меньше их ширины, а ориентация перпендикулярна направлению тока и магнитного поля (область 2, рис. 4.5). В некоторых случаях, вместо нанесения металлических полос, допускается использование монокристаллов, в которых области с высокой проводимостью создаются при их выращивании.

Рис. 4.5. Вариант реализации магниторезистивного элемента