Полупроводниковые магниторезисторы

Конструкция магниторезистора должна быть такой, чтобы была устранена эдс Холла. Наилучшей формой является диск Корбино – рис. 5.4,а. В отсутствии магнитного поля ток идет в радиальном направлении. Под воздействием магнитного поля носители отклоняются в направлении, перпендикулярном радиусу. Так как нет граней, нет и эдс Холла. Другая конструкция (рис. 5.4,б) – пластина, ширина которой много больше длины. Недостатком такой конструкции является малое сопротивление, поэтому соединяют несколько магниторезисторов последовательно. Основными материалами являются InSb и InAs, имеющие высокую подвижность носителей заряда.

Исключить эффект Холла можно нанесением узких металлических полосок для закорачивания холловской эдс – рис. 5.4,в. Они должны быть расположены перпендикулярно линиям тока и направлению магнитного поля. Вместо тонких полосок могут использоваться монокристаллы с пронизывающими их металлическими нитями. Этот вариант реализуется при создании магниторезисторов из эвтектического сплава InSb-NiSb, в котором NiSb выпадает в виде иголок высокой проводимости, которые при выборе соответствующей ориентации полностью исключают эффект Холла.

Рис. 5.4. Конструкции магниторезисторов

Другой способ исключения эффекта Холла реализуется на основе микроэлектронной технологии и заключается в формировании магниторезисторов на основе кремниевых эпитаксиальных пленок, содержащих низкоомные шунтирующие участки поликремния, расположенные перпендикулярно направлению тока.

Основными параметрами магниторезисторов являются:

– начальное сопротивление R₀ при В = 0;

– магниторезистивное отношение R_B/R₀ – отношение сопротивлений магниторезистора в магнитном поле с известной индукцией (обычно 0,3 и 1,0 Тл) к начальному сопротивлению;

– магнитная чувствительность γ – отношение относительного изменения сопротивления ∆R/R к соответствующему изменению магнитной индукции ∆В:

γ = ; (5.20)

– нагрузочная способность, определяемая максимальной рабочей температурой (указывается или максимальная рассеиваемая мощность Р_max, или предельно допустимый ток). В табл. 5.2 приведены параметры магниторезисторов из сплава NiSb-InSb при 25 ºС.

Последние два типа датчиков (табл. 5.2) являются дифференциальными.

Таблица 5.2

Параметры магниторезисторов из сплава InSb-NiSb