Гальваномагниторекомбинационные преобразователи

Рис. 2-43

Гальваномагниторекомбинационные преобразователи (ГМРП) основаны на из­менении средней концентрации носителей заряда под действием магнитного поля, проявляющемся в проводниках, которые имеют поверхности с разной скоростью рекомбинации носителей зарядов. ГМРП обычно представляет собой тонкую полу­проводниковую пластинку (рис. 2-43), у которой одна из боковых поверхностей (1) грубо обработана (пескоструйка, гру­бая шлифовка), а другая (2) – отполи­рована. Вследствие этого у поверхности 1 скорость рекомбинации носителей заря­дов на 2–3 порядка больше, чем у по­верхности 2.

Если ГМРП находится в магнитном по­ле так, что вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно вектору плотности тока через ГМРП и параллельно плоскостям рекомбинации, то под действием силы Лоренца произойдет смещение носителей зарядов к одной из боковых поверхностей. Если направление магнитного поля таково, что заряды перемещаются к поверхности 1, то общая концентрация носителей зарядов уменьшается и возрастает сопротивление ГМРП. При обратном направлении вектора магнитной индукции изменяется направление силы Лоренца, что приведет к перемещению зарядов к поверхности 2, у которой малая скорость рекомбинации, и к общему увеличению концентрации зарядов, т.е. к уменьшению сопротивления ГМРП [1].

Таким образом, в отличие от магниторезисторов, у которых изменение сопротивления не зависит от полярности магнитной индукции, у ГМРП изменение сопро­тивления зависит от направления вектора магнитной индукции. При неизменном на­правлении магнитной индукции изменения знака приращения сопротивления можно достигнуть изменением направления тока через ГМРП. Следовательно, в магнитном поле ГМРП имеет свойства, аналогичные свойст­вам диода.

ГМРП обычно включается последовательно с сопротивлением нагрузки в цепь. При питании ГМРП переменным током и воздействии постоянного магнитного поля происходит модуляция сопротивления ГМРП R_r, обусловливающая переход цепи в режим квадратичного детектирования. Это приводит к появлению на зажимах ГМРП постоянной составляющей, пропорциональной значению магнитной индукции.

При питании ГМРП постоянным током и воздействии переменного магнитного поля на зажимах ГМРП возникает переменная составляющая падения напряжения.

Однако порог чувствительности ГМРП из-за сильной зависимости сопротивле­ния ГМРП от температуры, влияния шумов и выпрямляющего действия контак­тов такого же порядка, как у преобразователей Холла. Частотный диапазон указан­ных типов ГМРП составляет 0–10¹⁴ Гц. В переменных магнитных полях достигнут порог чувствительности ГМРП 5∙10^-7 Тл. ГМРП применяются для измерений маг­нитной индукции переменных и постоянных магнитных полей, бесконтактного из­мерения токов, малых перемещений и других величин.