DE1490498C3 - Heißleiter aus einer dotierten A tief III B tief V-Verbindung - Google Patents
Heißleiter aus einer dotierten A tief III B tief V-VerbindungInfo
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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 A111BV-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-
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
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 AniBv-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
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 AniBv-Verbindung bestehen. Ihre Wider- einer 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 AniBv-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. Heißleiter aus einer dotierten AmBv-Ver- leiterkörper bekannt. Dieses Bauelement hat somit
bindung, dadurch gekennzeichnet, daß 5 sowohl Heißleitereigenschaften als auch ferromagnebei
einer vorgegebenen Temperatur ein vorbe- tische Eigenschaften.
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