CS206610B1 - Magnetický polem řízený spínač prahové hodnoty - Google Patents
Magnetický polem řízený spínač prahové hodnoty Download PDFInfo
- Publication number
- CS206610B1 CS206610B1 CS777467A CS746777A CS206610B1 CS 206610 B1 CS206610 B1 CS 206610B1 CS 777467 A CS777467 A CS 777467A CS 746777 A CS746777 A CS 746777A CS 206610 B1 CS206610 B1 CS 206610B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- magnetic
- amorphous semiconductor
- controled
- field
- magnetic field
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 1
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/30—Modifications for providing a predetermined threshold before switching
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/80—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using non-linear magnetic devices; using non-linear dielectric devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/821—Device geometry
- H10N70/826—Device geometry adapted for essentially vertical current flow, e.g. sandwich or pillar type devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/841—Electrodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Micromachines (AREA)
Description
(54) Magnetický polem řízený spínač prahové hodnoty
Vynález se týká magnetickým polem řízeného bezkontaktního spínače prahové hodnoty, sestávajícího z amorfního polovodičového materiálu, který má nelineární charakteristiku proud — napětí s tlakově závislou prahovou hodnotou. Spínač prahové hodnoty je vhodný pro spínání a řízení střídavého produ, resp. impulsových výkonů v elektronice, a může se použít jako tlačítkový spínač, relé, bezkontaktní spínač, tvarovač impulsů, modulátor a logický konstrukční prvek, pro spínání elektrických a/nebo mechanických signálů.
Jsou iznámy tlakově závislé spínací prvky na bázi amorfních prvků, které převádějí mechanické vstupní veličiny pomocí přímého mechanického doteku spínacího prvku, v číslicové elektrické výstupní signály (-Realisierungsmoeglichkeiten von Schwellwertasten auf der Basis von Glashalbleitern-, Nachritentechnik Elektronik, 1975).
V důsledku přímého mechanického doteku převodníkového .systému, například tlačné tyčinky, se spínacím prvkem vytvořeným jako tenkovrstvá- struktura, jsou tyto systémy technicky nespolehlivé, a v důsledku přídavných technologických nákladů pro mechanický převodníkový systém ekonomicky neúnosné.
Cílem vynálezu je vytvořit spínací prvek s prahovou hodnotou, který mění skokově svou vodivost na bázi amorfních polovodičů, a který dovoluje, v důsledku řízení magnetickým polem, přímý převod analogových mechanických, popřípadě nemechanických vstupních signálů v číslicové výstupní signály co nejjednodušším způsobem.
Úkolem vynálezu je vytvoření takového spínacího prvku na bázi amorfních polovodičů, u kterého se tlačná síla na amorfní polovodič, potřebná ke spínání, vytváří prostřednictvím magnetického pole.
Podle vynálezu se tento úkol řeší tím, že amorfní polovodič je upraven mezi magnetickou základní elektrodou a krycí elektrodou v integrovatelné tenkovrstvé struktuře na substrátu.
Výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že mezi základní elektrodou a amorfním polovodičem je uspořádána izolační vrstva, ve které je upravena kovová, magnetická nebo nemagnetická mezivrstva.
Technicko ekonomický účinek vynálezu spočívá v tom, že v důsledku sevření amorfního polovodiče do magnetické základní elektrody a magnetické krycí elektrody působí při přiblížení magnetického pole jak vertikální, tak také tangenciální silové složky. Tím je dosažitelná tlačná síla, potřebná pro spínací prvek, vytvořený v teniké vrstvě. Spínací prvek se současně stává mechanicky stabilním.
Vytvořením takovýchto základních a krycích těles jako elektrod, se spínací prvek stává technologicky jednoduchým, a v důsledku tenkovrstvé techniky je výrobně zejména výhodný.
Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení znázorněném na připojených výkresech, kde na obr. 1 je charakteristika proud — napětí známého spínače prahové hodnoty, na obr. 2 je průřez spínačem prahové hodnoty podle vynálezu, a na obr. 3 je průřez zvláštního uspořádání izolační vrstvy.
Například na kovovém nebo skleněném substrátu 1 je uspořádán spínač prahové hodnoty, zhotovený známými technickými prostředky (obr. 2). Na substrátu 1 se nachází jako první vrstva základní elektroda 2, která sestává například ze slitiny nikl—chrom. Na to následuje izolační vrstva 3, například z kysličníku křemíku, amorfního polovodiče 4 a krycí elektroda 5, která sestává například opět ze slitiny nikl—chrom. Nad krycí elektrodou 5 je uspořádána kontaktní vrstva 6, například iz hliníku, zatím co další kontaktní vrstva 7, která rovněž může sestávat z hliníku, je uspořádána nad tou částí základní elektrody 2, která není zakryta jinými vrstvami. Izolační vrstva 3 má otvor 8, kterým se může spojit amorfní polovodič 4 se základní elektrodou 2.
Volba sledu vrstev dovoluje po odpovídající úpravě struktury fotolátografickým způsobem magnetické řízení prahového napětí Us. Podle magnetických vlastností slitiny nikl—chrom, nebo podobných materiálů, vznikne při působení magnetického pole 9 mezi' základní elektrodou 2 a krycí elektrodou 5 přítlačná síla. Je-li na elektrody 2, 5 spínače prahové hodnoty připojeno střídavé napětí, jehož vrcholová hodnota je menší než prahové napětí Us, potom se může vyvolat spínací proces při poklesu z Us na prahové napětí při definovaném tlaku Usi, vnějším tlakovým zatížením, popřípadě se může zrušit při tlakovém odlehčení.
Jestliže se pro pokles prahového napětí Us působí na amorfní polovodič 4 potřebnou přítlačnou silou, přičemž základní elektrodou 2 ia krycí elektrodou 5 prochází magnetické pole trvalého magnetu, sestává přípoj spínače prahové hodnoty ze dvou pólů (dvojpól), z nichž jeden je v kontaktu se základní elektrodou 2 a druhý s krycí elektrodou 5. Tento dvoupólový přípoj tvoří výstup spínacího prvků.
Při použití elektromagnetu místo trvalého, neboli permanentního magnetu jsou potřebné kromě dvouipólových výstupních přípojů ještě další přídavné dvoupólové vstupní přípoje, aby se mohl elektromagnet napájet proudem. Tedy při použití elektromagnetu se dostane spínač prahové hodnoty se čtyřpólovým přípojem, neboli čtyřpól.
Nepatrná tloušťka vrstvy celkově struktury, přibližně 2 /zrn, umožňuje již při nepatrných magnetických indukcích větší změnu Us. Při použití materiálů pro · elektrody s magnetostrikčními vlastnostmi, například niklu, vznikne ke svislé složce síly přídavná tangenciální složka síly. Obě složky síly podporují přídavně mechanickou stabilitu struktury konstrukčního prvku při současném zlepšení řídicího účinku sil magnetického pole na prahové napětí Us- Další zlepšení provozních vlastností se dosáhne přídavným upravením jedné nebo více kovových, magnetických nebo nemagnetičkých mezivfstev 10 v izolační vrstvě 3 (obr. 3). Neřízené spínače prahové hodnoty mohou vykazovat při použití magnetických materiálů s určitou remanencí stejně dobré vlastnosti stability.
Tyto struktury konstrukčních prvků mají proti známým variantám řešení dobrou stabilitu a reprodukovatelnost.
Claims (2)
1. Magnetickým polem řízený spínač prahové hodnoty, sestávající z amorfního polovodičového materiálu se skokově měnitelným vodivostním stavem, vyznačující se tím, že amorfní polovodič (4) je upraven mezi magnetickou základní elektrodou (2) a krycí elektrodou (5) v integrovatelné tenko,vrstvě struktuře na substrátu (1).
2. Magnetickým polem řízený spínač prahové hodnoty podle' bodu 1, vyznačující se tím, že mezi záklaldiní elektrodou (2) a amorfním polovodičem (4) je uspořádaná izolační vrstva (3), ve které je upravena kovová, magnetická nebo nemagnétická mezivrstva (10).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD19594876A DD129602B1 (de) | 1976-11-25 | 1976-11-25 | Magnetfeldgesteuerter schwellwertschalter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS206610B1 true CS206610B1 (cs) | 1981-06-30 |
Family
ID=5506406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS777467A CS206610B1 (cs) | 1976-11-25 | 1977-11-14 | Magnetický polem řízený spínač prahové hodnoty |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS206610B1 (cs) |
| DD (1) | DD129602B1 (cs) |
| DE (1) | DE2751070A1 (cs) |
| GB (1) | GB1589495A (cs) |
| HU (1) | HU175005B (cs) |
| SE (1) | SE7713264L (cs) |
| SU (1) | SU911656A1 (cs) |
-
1976
- 1976-11-25 DD DD19594876A patent/DD129602B1/xx unknown
-
1977
- 1977-11-14 CS CS777467A patent/CS206610B1/cs unknown
- 1977-11-15 DE DE19772751070 patent/DE2751070A1/de not_active Withdrawn
- 1977-11-21 HU HU77ZE464A patent/HU175005B/hu unknown
- 1977-11-23 SE SE7713264A patent/SE7713264L/xx unknown
- 1977-11-25 GB GB49258/77A patent/GB1589495A/en not_active Expired
- 1977-12-12 SU SU777770033A patent/SU911656A1/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SU911656A1 (ru) | 1982-03-07 |
| SE7713264L (sv) | 1978-05-26 |
| DD129602B1 (de) | 1980-04-30 |
| DD129602A1 (de) | 1978-01-25 |
| GB1589495A (en) | 1981-05-13 |
| HU175005B (hu) | 1980-04-28 |
| DE2751070A1 (de) | 1978-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2722649A (en) | Arcless switching device | |
| US2524034A (en) | Three-electrode circuit element utilizing semiconductor materials | |
| US4570139A (en) | Thin-film magnetically operated micromechanical electric switching device | |
| USRE33691E (en) | Piezoelectric ceramic switching devices and systems and method of making the same | |
| US4403166A (en) | Piezoelectric relay with oppositely bending bimorphs | |
| GB1480401A (en) | Filament-type semiconductor switch device and method of making the same | |
| EP0185307A2 (en) | Improved piezoelectric ceramic switching devices and systems and method of making the same | |
| JPS614129A (ja) | 圧電駆動直流保持式継電器 | |
| JP7686717B2 (ja) | 絶縁体と金属相変化材料を用いた半導体デバイス、及び半導体デバイスの製造方法 | |
| US4885654A (en) | Device for arcless switching of electrical circuits | |
| GB2168851A (en) | Piezoelectric switching apparatus | |
| US3694670A (en) | Easily switched silicon controlled rectifier | |
| US4658154A (en) | Piezoelectric relay switching circuit | |
| US3978508A (en) | Pressure sensitive field effect device | |
| GB1323338A (en) | Semiconductor switches | |
| GB1309448A (en) | Semiconductor switching devices | |
| CS206610B1 (cs) | Magnetický polem řízený spínač prahové hodnoty | |
| JPS57100770A (en) | Switching element | |
| USRE33618E (en) | Method for initially polarizing and centering a piezoelectric ceramic switching device | |
| US3474307A (en) | Semiconductor device for chopper circuits having lead wires of copper metal and alloys thereof | |
| GB1489815A (en) | Device possessing three conduction states | |
| EP0232117B1 (en) | Semiconductor variable capacitance element | |
| JPS61206278A (ja) | 超電導デバイス | |
| US6713908B1 (en) | Using a micromachined magnetostatic relay in commutating a DC motor | |
| JP2864707B2 (ja) | スイッチング素子 |