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.