DE1490498C3 - Heißleiter aus einer dotierten A tief III B tief V-Verbindung - Google Patents

Description

stimmter Widerstandswert mittels eines Magnet- Dem Anmeldungsgegenstand liegt nun die Auffeldes einstellbar ist, und daß der Heißleiter so gäbe zugrunde, einen magnetisch steuerbaren Heißdotiert ist, daß das Verhältnis zweier zu zwei leiter mit einem Halbleiterkörper aus einer dotierten verschiedenen Temperaturen des Betriebstempe- io A₁₁₁B_V-Verbindung zu schaffen, dessen relative raturbereichs gehörender Widerstandswerte zu- Widerstandsänderung in einem Magnetfeld praktisch einander unabhängig von der magnetischen In- unabhängig von der Temperatur ist.
duktion ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

2. Heißleiter nach Anspruch 1, dadurch ge- löst, daß bei einer vorgegebenen Temperatur ein kennzeichnet, daß der Halbleiterwiderstand aus 15 vorbestimmter Widerstandswert mittels eines Magnet-Indiumantimonid besteht und daß einander par- feldes einstellbar ist, und daß der Heißleiter so doallele Streifen aus elektrisch leitendem Material tiert ist, daß das Verhältnis zweier zu zwei verschieauf dessen Oberfläche angebracht sind. denen Temperaturen des Betriebstemperaturbereichs

3. Heißleiter nach Anspruch 1, dadurch ge- gehörenden Widerstandswerte zueinander unabhängig kennzeichnet, daß der Halbleiterwiderstand aus 20 von der magnetischen Induktion ist. Die Dotierung Indiumantimonid besteht, das einander parallele _wird so gewählt, daß sie sich nicht auf den Tempe-Einschlüsse einer zweiten kristallinen Phase aus raturkoeffizienten selbst, sondern nur auf eine kon-. Nickelantimonid enthält. stante relative Widerstandsänderung in Abhängigkeit

von der Temperatur auswirkt. Als Dotierungsstoff 25 kann vorzugsweise Zink verwendet werden, wie es aus der bereits erwähnten deutschen Auslegeschrift 1146171 zu dem Zweck bereits bekannt ist, die Temperaturabhängigkeit einer als Heißleiter dienenden A₁₁₁B _V-Verbindung zu vergrößern.
30 Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heißleiter die Zeichnung Bezug genommen, in der die Eigenaus einer dotierten A_niB_v-Verbindung. schäften und der technische Effekt des Heißleiters Unter der Bezeichnung »Heißleiter« sind tempe- _nach der Erfindung in verschiedenen Diagrammen raturabhängige Widerstände bekannt, die bei tiefer erläutert sind.

Temperatur hochohmiger sind als bei hoher Tempe- 35 F i g. 1 zeigt die Widerstands-Temperaturcharakratur. Die Widerstandstemperaturcharakteristik sol- teristik des Heißleiters nach der Erfindung bei vercher Heißleiter liegt aber fest; sie kann somit nur auf schiedenen Induktionen, und in
mechanische Weise, wie beispielsweise Umlöten oder Fig. 2 ist die relative Widerstandsänderung eines

Umstöpseln, geändert werden. Heißleiters nach der Erfindung in einem Diagramm

Aus der »Zeitschrift für Physik«, 1963, S. 399 bis 40 veranschaulicht.

408, insbesondere S. 404 und 405, sind magnetfeld- In Fig. 1 ist der Widerstand R (in Ω) eines mit

abhängige Halbleiterwiderstände bekannt, die aus zink dotierten Heißleiters aus Indiumantimonid mit einer A_niB_v-Verbindung bestehen. Ihre Wider- _ei_ner Leitfähigkeit σ «100 (Ω cm)-¹ auf der Ordistandsänderung im Magnetfeld kann dadurch wesent- _nate und die Temperatur T (in ° C) über der Abszisse lieh erhöht werden, daß eine Flachseite eines Halb- 45 aufgetragen. Die Kurve 1 zeigt die Kennlinie des leiterkörpers mit parallel ■ zueinander angeordneten Heißleiters ohne Magnetfeld. Die Kurve? 2 zeigt die Streifen aus elektrisch besser leitendem Material ver- Kennlinie des Heißleiters in einem Magnetfeld mit sehen wird. Ferner kann die Widerstandsänderung einer Induktion von 2 kG. Die Kurven 3 bis 6 stellen verbessert werden durch parallel zueinander ange- die entsprechenden Kennlinien für eine Induktion ordnete Einschlüsse einer zweiten kristallinen Phase 50 von 4 bzw. 6 bzw. 8 bzw. 10 kG dar. Das Verhältnis aus elektrisch besser leitendem Material. Diese Ein- des Widerstandes R₅₀ bei einer Temperatur Γ von Schlüsse bestehen im allgemeinen aus Nickel- 50° C zürn Widerstand R₂₀ bei einer Temperatur von antimonid. . ■ 2O⁰C ist für alle Kennlinien praktisch gleich. Tat-

Aus der deutschen Auslegeschrift 1146171 ist sächlich erhält man für den vorgenannten Heißleiter ferner bekannt, daß solche A_niB_v-Verbindungen 55 _mit den verschiedenen Magnetfeldern einer magneauch als Heißleiter verwendet werden können. Der tischen Induktion B = IQ-, 8, 6, 4, 2 und 0 kG der spezifische Widerstand solcher Heißleiter soll mög- Reihe nach ein Widerstandsverhältnis R^₀ZR₂₀ liehst gering und ihr Temperaturkoeffizient groß = 0,38, 0,34, 0,32, 0,3, 03 und 0,33. Der Heißleiter sein. Zu diesem Zweck kann das Halbleitermaterial nach der Erfindung erfüllt somit die Bedingung, daß so dotiert werden, daß die Ladungsträger mit der 60 die relative Änderung des Widerstandes im Magnetkleineren Beweglichkeit die Majoritätsträger bilden. feld im Bereich der möglichen Abweichung der Be-Aus der deutschen Patentschrift 808 851 ist ein triebstemperatur praktisch unabhängig von der Tem-, magnetfeldabhängiger Halbleiterwiderstand mit einem peratur ist.

positiven oder auch schwach negativen Temperatur- Die Widerstandsänderung eines derartigen Heißkoeffizienten bekannt. Dieser zugleich temperatur- 65 leiters bei verschiedenen Temperaturen ist im Dia- und magnetfeldabhängige Halbleiterwiderstand kann gramm der Fig. 2 dargestellt, auf dessen Ordinate zur Messung von Magnetfeldern verwendet werden. der relative spezifische Widerstand Δφ/φ₀ (in °/o) und Elektrische Bauelemente mit einem Halbleiter- auf dessen Abszisse die Induktion B eines auf den

Heißleiter einwirkenden Magnetfeldes (in kG) aufgetragen sind. Im Magnetfeld mit der Induktion B ist Αφ der Überschuß des spezifischen Widerstandes über dem ohne Magnetfeld gemessenen spezifischen Widerstand φ₀. Die Kurve 7 wurde bei der Temperatur T = 15,2° C, die Kurve 8 bei T = 25,0° C, die Kurve 9 bei T = 37,5° C und die Kurve 10 bei T = 56,0° C aufgenommen.

Alle vier Kurven liegen so eng zusammen, daß die relative Änderung des Heißleiterwiderstandes als Funktion des Magnetfeldes für praktisch vorkommende Temperaturen bzw. Temperaturvariationen unabhängig von diesen ist. — Bei dem den angegebenen Meßergebnissen zugrunde liegenden Ausführungsbeispiel eines als Heißleiter betriebenen Halbleiterwiderstandes beträgt die Temperaturabhängigkeit zwischen 0 und 10 000 Gauß etwa 2% pro Grad.

Der Magnet, durch dessen Feld der erfindungsgemäße Heißleiter-Widerstand gesteuert wird, kann ein Dauermagnet sein, in dessen Luftspalt der Heißleiter mehr oder weniger weit hineingebracht wird. Auch in das (variable) Feld eines Elektromagneten,

z. B. in dessen Luftspalt, kann der Heißleiter eingesetzt werden; man ist so in der Lage — wie auch mit Permanentmagneten — z. B. eine Regelaufgabe zu lösen.

Zur Erhöhung der Magnetfeldabhängigkeit des

ίο Heißleiter-Widerstandes ist es oft zweckmäßig, auf die Oberfläche dessen Halbleitermaterials kurzschließende Streifen, insbesondere aus Silber oder Indium, anzubringen. Ein ähnliches Ergebnis erzielt man, wenn das Halbleitermaterial — wie an anderer Stelle bereits vorgeschlagen wurde — mit elektrisch gut leitenden Einschlüssen einer zweiten Phase versehen wird. Als vorteilhaft haben sich hier Nickel· antimonid-Einschlüsse, insbesondere nadeiförmig, in Indiumantimonid erwiesen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 körper können auch mehrere Funktionen erfüllen. Patentansprüche: Aus der deutschen Patentschrift 967 383 ist beispiels weise ein Heißleiter mit einem Magneten als HaIb-

1. Heißleiter aus einer dotierten A_mB_v-Ver- leiterkörper bekannt. Dieses Bauelement hat somit bindung, dadurch gekennzeichnet, daß 5 sowohl Heißleitereigenschaften als auch ferromagnebei einer vorgegebenen Temperatur ein vorbe- tische Eigenschaften.