close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5306

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5306
(13) C1
(19)
7
(51) G 01R 33/02
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫМ ДАТЧИКОМ
(21) Номер заявки: a 19991144
(22) 1999.12.22
(46) 2003.06.30
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Лукашевич Михаил Григорьевич; Скрипка Дмитрий Алексеевич
(BY); Миклиц Ганс; Рубин Стефан;
Холденрид Мирко (DE)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный университет (BY)
(57)
Способ измерения магнитного поля магниторезистивным датчиком, в котором датчик
охлаждают, прикладывают к нему периодическое напряжение и измеряют относительные
изменения сопротивления датчика, по сумме которых определяют величину магнитного
поля, отличающийся тем, что датчик охлаждают до температуры ниже 100 К, а измерение относительных изменений его сопротивления проводят при периодическом напряжении, величина которого меньше и больше критического напряжения, при котором выделяемая в датчике электрическая мощность приводит к его нагреву и переводу датчика
из состояния с отрицательным в состояние с положительным магниторезистивным эффектом.
BY 5306 C1
(56)
SU 1081576 A, 1984.
BY 1408 C1, 1996.
RU 97108654 A, 1999.
JP 3146868 A, 1991.
BY 5306 C1
Настоящее изобретение относится к области магнитных измерений и может использоваться в магнитокриоэлектронике и радиопромышленности при изготовлении магнитометров.
Известен способ [1] измерения магнитного поля магниторезистивным датчиком при
рабочих температурах ниже 10 К, в котором датчик охлаждают до температуры ниже 10 K
и поочередно запитывают напряжением с меньшим значением на 30-90 % меньше и с
большим значением на 10-50 % больше напряжения примесного пробоя материала датчика, а величину магнитного поля определяют по сумме относительных изменений сопротивления датчика в магнитном поле при меньшем и большем значениях напряжения
запитки.
Недостатком известного способа является узкий температурный диапазон измерений
магнитного поля до 10 К, а также невысокая электрическая стабильность измерений. Узкий температурный интервал измерений магнитного поля обусловлен тем, что магниторезистивный датчик переводится из состояния с отрицательным в состояние с положительным магниторезистивным эффектом благодаря низкотемпературному примесному
пробою в датчике, который наблюдается только при температурах до 10 К. Низкая электрическая стабильность обусловлена тем, что на магниторезистивный датчик подается
напряжение, большее напряжения примесного пробоя, приводящее к неравномерному
распределению тока (шнурованию тока) по датчику при неравновесном фазовом переходе,
обусловленном генерационно-рекомбинационными процессами [1]. Кроме того, вследствие того, что неравновесный фазовый переход наблюдается только в узком интервале
концентраций примеси в магниточувствительном датчике при реализации способа существенно ограничена возможность варьирования материала датчика.
Задачей предлагаемого способа является расширение температурного диапазона измерения магнитного поля магниторезистивным датчиком, в котором величина поля определяется по сумме уменьшения и увеличения сопротивления датчика в магнитном поле и
увеличение электрической стабильности измерений. Решение поставленной задачи расширения температурного диапазона измерений до 100 К достигается тем, что в способе
измерения магнитного поля магниторезистивным датчиком, в котором величина магнитного поля определяется по сумме относительных изменений сопротивления, датчик охлаждают до температуры ниже 100 К, а измерение относительных изменений его сопротивления проводят при периодическом напряжении, величина которого меньше и больше
критического напряжения, при котором выделяемая в датчике электрическая мощность
приводит к его нагреву и переводу датчика из состояния с отрицательным в состояние с
положительным магниторезистивным эффектом.
Это позволяет управлять характером магниторезистивного эффекта (отрицательный
или положительный) вплоть до 100 К. Использование магниточувствительного датчика,
в котором отсутствует эффект низкотемпературного примесного пробоя, а также работа,
при температурах выше 10 К позволяет получать равномерное распределение тока при
увеличении приложенного к датчику напряжения и исключает возможность появления
электрической нестабильности из-за отсутствия генерационно-рекомбинационных процессов и влияния на них магнитного поля.
В предлагаемом способе магниточувствительный датчик охлаждают до температуры
ниже 100 К и запитывают периодическим напряжением с величиной меньшей и большей
критического напряжения, при котором выделяемая в датчике электрическая мощность
приводит к его нагреву и переходу датчика из состояния с отрицательным в состояние с
положительным магниторезистивным эффектом, а величину магнитного поля определяют
по сумме относительных изменений сопротивления датчика в магнитном поле.
Примером практической реализации способа может служить измерение магнитного
поля датчиком из арсенида галлия с концентрацией электронов n = 1017 см-3, при которой
неравновесный фазовый переход не наблюдается и реализация способа по [1] в принципе
2
BY 5306 C1
невозможна. При размерах датчика 100×15×0,24 мкм и температуре Т = 4 К критическая
электрическая мощность, при которой происходит переход от отрицательного к положительному магниторезистивному эффекту составляет 7×10-3 Вт, что при концентрации
электронов n = 1017 см-3 соответствует приложенному к датчику критическому напряжению 1В. При реализации способа датчик охлаждают до 4 К и запитывают периодическим
напряжением с величиной меньшей, а именно 0,2В, и большей - 4В критического напряжения, при котором выделяемая в датчике электрическая мощность приводит к его нагреву и переводу датчика из состояния с отрицательным в состояние с положительным магниторезистивным эффектом, а величину магнитного поля определяют по сумме относительных изменений сопротивления датчика в магнитном поле. На фигуре приведен градуировочный график суммы отрицательного и положительного магнитосопротивлений
для датчика из арсенида галлия размерами 100×15×0,24 мкм при Т = 4 К, измеренных при
напряжении на датчике 0,2В и 4В.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1081576, МПК G 01R 33/02, 1982.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
102 Кб
Теги
патент, by5306
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа