11.3.    Магнитодиоды

Магнитодиод – это полупроводниковый диод, в котором используется измене­ние вольт-амперной характеристики под действием магнитного поля.

Сопротивление диода с тонкой базой W (, где L – диффузионная длина неосновных носителей) под дей­ствием магнитного поля изменяется только в результате изме­нения подвижности неосновных носителей заряда в базе диода. Изменение тока, проходящего через диод с тонкой базой, или изменение его сопротивления в магнитном поле значительно меньше, чем в магниторезисторе. Таким образом, диоды с тонкой базой нецелесообразно использовать в качестве магнитодиодов.

В диодах с толстой базой () прямое напряжение, при­ложенное к диоду, распределяется между р-n-переходом и сопро­тивлением базы диода:

.

Сопротивление базы диода увеличивается в поперечном маг­нитном поле в результате уменьшения подвижности основных и неосновных носителей заряда, как и в обычном магниторезисто­ре. Увеличение сопротивления базы диода с толстой базой может быть связано также c уменьшением времени жизни неосновных носителей, если из-за искривления траектории движения неоснов­ные носители будут достигать поверхности базовой области, где велика скорость их рекомбинации.

В результате увеличения сопротивления базы прямое напря­жение, приложенное к диоду с толстой базой, перераспределя­ется: уменьшается доля напряжения, приходящаяся на р-n-переход. Этот процесс приводит к резкому уменьшению тока, прохо­дящего через диод, так как этот ток связан экспоненциальной зависимостью с напряжением на р-n-переходе. Кроме того, ток, проходящий через р-n-переход, уменьшается из-за уменьшения тока насыщения, как и в диоде с тонкой базой.

Прямые ветви ВАХ германиевого магнитодиода в магнитных полях с различной магнитной индукцией имеют вид (на рис. 11.6).

Для оценки чувстви­тельности магнитодиода к магнитному полю, по аналогии с преобразователя­ми Холла, используют вольтовую чувствительность:

,

где  – изменение напряжения на магнитодиоде при внесении его в магнитное поле. Вольтовая чувствительность магнитодиодов может быть зна­чительно выше вольтовой чувствительности преобразователей Холла из того же материала. Например, у магнитодиодов КД301В при В = 0 и = 3 мА падение напряжения на диоде () составляет 10 В, а при B = 0,4 Тл и = 3 мА – около 32 В.