磁敏晶體管的工作原理
磁敏晶體管又稱磁敏三極管。工作原理如下:
下圖是磁敏三極管的工作原理圖,圖(a)給出了無外磁場作用時的情況。由于i區較長,從發射極e注人到i區的電子在橫向電場U。。的作用下,大部分與i區中的空穴復合形成基極電流,少部分電子到集電極形成集電極電流。
顯然,這時基極電流大于集電極電流。圖(b)給出了有外電場B+作用時的情況。從發射極注人到i區的電子,除受橫向電場Ube作用外,還受磁場洛侖茲力的作用,使其向復合區r方向偏轉。結果使注人集電極的電子數和流入基區的電子數的比例發生變化,原來迸人集電極的部分電子改為進人基區,使基極電流增加,而集電極電流減少。根據磁敏一極管的工作原理,由于流太基區的電子要經過高復合區r,載流子大量復合,使i區載流子濃度大大減少而成為高阻區。
高阻區的存在又使發射結上電壓減小,從而使注人到i區的電子數大量減少,使集電極電流進一步減少。流人基區的電子數,開始由于洛侖茲力的極電流基本不變。圖(c)給出了有外部反向磁場B-作用的情作用而增加,后又因發射結電壓下降而減少,總的結果是基況。其工作過程正好和加上正向電場B+時的情況相反,集電極電流增加,而基極電流基本上仍保持不變。
由上面磁敏 極管的工作過程可以看出,其工作原理與磁敏二極管完全相同。
無外界磁場作用時,由于i區較長,在橫向電場作用下,發射極電流大部分形成基極電流,小部分形成集電極電流。在正向或反向磁場作用下,會引起集電極電流的減少或增加。因此,可以用磁場方向控制集電極電流的增加或減少,用磁場的強弱控制集電極電流的變化量。
磁敏晶體管的特性
1、伏安特性
和普通晶體管的伏安特性曲線類似。由圖可知,磁敏三極管的電流放大倍數小于1。
2、 磁電特性
華文中宋磁敏三極管的磁電特性是應用的基礎,右圖為國產NPN型3BCM(鍺)磁敏三極管的磁電特性,在弱磁場作用下,曲線接近一條直線。
3、溫度特性及其補償
華文中宋磁敏三極管對溫度比較敏感,使用時必須進行溫度補償。對于鍺磁敏三極管如3ACM、3BCM,其磁靈敏度的溫度系數為0.8%/0C;硅磁敏三極管(3CCM)磁靈敏度的溫度系數為-0.6%/0C 。因此,實際使用時必須對磁敏三極管進行溫度補償。