CN109596876B - 一种基于肖特基结的电流测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于肖特基结的电流测量装置，包括N型半导体，N型半导体相连的金属体，N型半导体的外表面设置有导线固定层，并且导线固定层上设置有螺旋形的导线固定槽，固定槽为非均匀分布，该导线固定层分为绝缘导热区和绝缘隔热区，绝缘导热区和绝缘隔热区首尾相接，包裹于N型半导体的侧面；N型半导体置于磁场中，该磁场的方向与待测电流方向、肖特基产生的肖特基势垒的电场方向垂直；该基于肖特基结的电流测量装置通过待测电流改变N型半导体的局部温度，从而使得N型半导体形成一个温度梯度，使得N型半导体内部的载流子发生定向移动，从而形成一个微电流，从而使得N型半导体内部出现微型电场，从而改变肖特基结的肖特基势垒的。

Description

一种基于肖特基结的电流测量装置
技术领域
本发明涉电流测量技术领域，具体涉及一种基于肖特基结的电流测量装置。
背景技术
目前市面上常见的电流测量产品，可以根据产品的设计和技术进行分类，也可以根据电流测量的指导原理进行分类。
根据电流测量的指导原理目前常见的电流测量设备分为以下四类：以欧姆定律为指导的测量技术，包括分流电感测量、导体Trce电阻和电感寄生电阻感测；法拉第电磁感应定律为指导的测量技术，包括罗氏线圈和电流变压器测量；通过测量磁场进而测量电流，包括霍尔效应、磁通门、各向异性磁电阻和巨磁阻效应；以及法拉第效应(磁致光旋效应)为指导的测量技术，包括旋光仪电流测量方法和干涉仪电流测量方法。
现有的电流检测装置，特别是在检测直流方面，所使用的检测装置结构复杂，需要大量的电子器件，检测过程复杂，需要多次测量不同的数据才可以进行电流计算。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是解决现有的电流检测装置，特别是在检测直流方面，所使用的检测装置结构复杂，需要大量的电子器件，检测过程复杂，需要多次测量不同的数据进行电流计算的问题。
为此，本发明提供了一种基于肖特基结的电流测量装置，包括N型半导体，以及与N型半导体相连的金属体，所述N型半导体的外表面设置有导线固定层，并且导线固定层上设置有螺旋形的导线固定槽，所述固定槽为非均匀分布，该导线固定层分为绝缘导热区和绝缘隔热区，所述绝缘导热区和绝缘隔热区首尾相接，包裹于N型半导体的侧面；所述N型半导体置于磁场中，该磁场的方向与待测电流方向、肖特基产生的肖特基势垒的电场方向垂直。
所述N型半导体为一端大一端小的锥形。
所述导线固定槽的分布方式为靠近N型半导体的一端密集，靠近N型半导体的另一端稀疏。
所述导线固定层的厚度为30nm～150nm。
所述绝缘导热区为硅酸铝纤维纸。
所述绝缘隔热区为绝缘导热硅胶或石膏。
本发明的有益效果：本发明提供的这种基于肖特基结的电流测量装置，解决现有的电流检测装置，特别是在检测直流方面，所使用的检测装置结构复杂，需要大量的电子器件，检测过程复杂，需要多次测量不同的数据进行电流计算的问题，通过待测电流改变N型半导体的局部温度，从而使得N型半导体形成一个温度梯度，使得N型半导体内部的载流子发生定向移动，从而形成一个微电流，从而使得N型半导体内部出现微型电场，从而改变肖特基结的肖特基势垒的，通过检测肖特基的肖特基势垒的变化，来检测电流，该基于肖特基结的电流测量装置不仅结构简单，而且容易进行直流电流的检测。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是基于肖特基结的电流测量装置结构示意图。
图2是N型半导体横截图示意图。
图3是基于肖特基结的电流测量装置的N型半导体为锥面结构示意图。
图4是不同密度的导线固定槽示意图。
图中：1、N型半导体；2、金属体；3、导线固定层；4、绝缘导热区；5、绝缘隔热区；6、导线固定槽；7、电极。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
为了解决解决现有的电流检测装置，特别是在检测直流方面，所使用的检测装置结构复杂，需要大量的电子器件，检测过程复杂，需要多次测量不同的数据进行电流计算的问题。本发明提供了一种如图1、图2所示的基于肖特基结的电流测量装置，包括N型半导体1，以及与N型半导体1相连的金属体2，N型半导体1与金属体2构成肖特基结，并且两端设置有电极7，用于连接外接导线，以便检测肖特基结的肖特基势垒；所述N型半导体1的外表面设置有导线固定层3，并且导线固定层3上设置有螺旋形的导线固定槽6，用于固定待测电流的导线；所述导线固定槽6为非均匀分布，这样可以在导线固定槽6内固定待测电流的导线，例如，图4所示，导线固定槽6的分布方式为靠近N型半导体1的一端密集，靠近N型半导体1的另一端稀疏；使得N型半导体1表面不同位置缠绕的待测电流的导线密度不同，从而产生不同的热量，以便在N型半导体1内部形成一个温度梯度，使得N型半导体1内部的载流子发生定向移动，从而形成一个微电流，从而使得N型半导体1内部出现微电场，从而改变肖特基结的肖特基势垒的，这样只需要检测肖特基结的肖特基势垒就可以实现检测待测电流的目的；该导线固定层3分为绝缘导热区4和绝缘隔热区5，所述绝缘导热区4和绝缘隔热区5首尾相接，绝缘导热区4和绝缘隔热区5各占据一半，共同包裹于N型半导体1的侧面，形成一个套筒，如图2所示，这样可以确保N型半导体1产生热量的待测电流是同一个方向，避免因为电流的方向不同而造成检测影响；所述N型半导体1置于磁场中，磁场可以由两个相对磁铁产生；因此，可以将上述肖特基结放置于两个相对的磁铁中间，也可以在图1所示的前后两个侧面各设置一块磁铁，使得磁铁的N极与S极相对，确保能够产生满足要求的磁场；该磁场的方向与待测电流方向、肖特基产生的肖特基势垒的电场方向垂直。
另外一种实施方式，如图3所示，不需要导线固定槽6非均匀分布，而是将所述N型半导体1设置为一端大一端小的锥形，这样不同位置的N型半导体1吸收热量的效率不同，同样可以在N型半导体1内部形成一个温度梯度，使得N型半导体1内部的载流子发生定向移动，从而形成一个微电流，从而使得N型半导体1内部出现微电场，从而改变肖特基结的肖特基势垒的。
所述导线固定层3的厚度为30nm～150nm，优先可以选择40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、100nm，根据实际使用环境，以及肖特基结的构成材料，确保绝缘导热区4的绝缘特性以及导热特性即可。
所述绝缘导热区4可以为硅酸铝纤维纸。
所述绝缘隔热区5可以为绝缘导热硅胶或石膏。
最后，需要说明的是，上述N型半导体1，金属体2均为制备肖特基结的常用材料制成，N型半导体1可以是V2O5,CrO3,ZnO,TiO2等,金属体2可以是Au、Ag、Cu等，本实施例不再详细描述。
综上所述，该基于肖特基结的电流测量装置，解决现有的电流检测装置，特别是在检测直流方面，所使用的检测装置结构复杂，需要大量的电子器件，检测过程复杂，需要多次测量不同的数据进行电流计算的问题，本技术方案所采用电流检测装置是通过待测电流改变N型半导体1的局部温度，从而使得N型半导体1形成一个温度梯度，使得N型半导体1内部的载流子发生定向移动，从而形成一个微电流，从而使得N型半导体1内部出现微型电场，从而改变肖特基结的肖特基势垒的，通过检测肖特基的肖特基势垒的变化，来检测电流，该基于肖特基结的电流测量装置不仅结构简单，而且容易进行直流电流的检测，最重要的是，不需要将待测电流断开，可以直接进行检测，而不影响待测电流的使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于肖特基结的电流测量装置，包括N型半导体(1)，以及与N型半导体(1)相连的金属体(2)，其特征在于：所述N型半导体(1)的外表面设置有导线固定层(3)，并且导线固定层(3)上设置有螺旋形的导线固定槽(6)，所述固定槽(6)为非均匀分布，该导线固定层(3)分为绝缘导热区(4)和绝缘隔热区(5)，所述绝缘导热区(4)和绝缘隔热区(5)首尾相接，包裹于N型半导体(1)的侧面；所述N型半导体(1)置于磁场中，该磁场的方向与待测电流方向、肖特基产生的肖特基势垒的电场方向垂直；N型半导体(1)与金属体(2)构成肖特基结，并且两端设置有电极(7)，用于连接外接导线，以便检测肖特基结的肖特基势垒。
2.如权利要求1所述的一种基于肖特基结的电流测量装置，其特征在于：所述N型半导体(1)为一端大一端小的锥形。
3.如权利要求1所述的一种基于肖特基结的电流测量装置，其特征在于：所述导线固定槽(6)的分布方式为靠近N型半导体(1)的一端密集，靠近N型半导体(1)的另一端稀疏。
4.如权利要求1所述的一种基于肖特基结的电流测量装置，其特征在于：所述导线固定层(3)的厚度为30nm～150nm。
5.如权利要求1所述的一种基于肖特基结的电流测量装置，其特征在于：所述绝缘导热区(4)为硅酸铝纤维纸。
6.如权利要求1所述的一种基于肖特基结的电流测量装置，其特征在于：所述绝缘隔热区(5)为绝缘导热硅胶或石膏。
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