RU1452410C - Магниточувствительный прибор - Google Patents

Abstract

Магниточувствительный прибор относитс  к области полупроводниковых измерителей и может быть использован в магнитоизмерительных системах с цифровой обработкой информации. Цель - повышение термостабильности, удобства эксплуатации. Цель достигаетс  за счет введени  в магниточувствительный прибор сумматора, детектора, фильтра низкой частоты и введени  в чувствительный элемент второго р да 2N+1 транзисторных структур с общим эмиттером, соединенных по схеме кольцевого генератора, а также второй эмиттерной контактной области симметричной, как и второй р д из 2 N+1 транзисторных структур первой области, р ду относительно оси, проход щей через центр инжектора, как геометрически, так и по взаимному расположению. Дополнительна  цель достигаетс  за счет использовани  в качестве подложки кремни  N⁺-типа, имеющего скорость рекомбинации на границе со слоем, минимальную, и введени  дополнительной зоны с высокой скоростью рекомбинации между инжектором и транзисторными структурами. Кроме того, прибор содержит источник напр жени , измеритель частоты, а чувствительный элемент содержит инжектор, первые эмиттерную контактную область и р д из 2N+1 транзисторных структур, содержащих базовые и коллекторные области с выводами, соединенных по схеме кольцевого генератора, на слое кремни  на подложке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к области полупроводниковых измерителей, точнее к измерител м индукции магнитных полей, и может быть использовано в измерительных системах с цифровой обработкой информации.

Целью изобретени   вл етс  повышение термостабильности устройства и удобства эксплуатации.

На фиг.1 приведена топологи  чувствительного элемента и функциональна  схема блока обработки магнито- чувствительн ого прибора; на фиг.2 дан разрез структур, чувствительного .элемента.

Магниточувствительный прибор содержит чувствительный элемент 1, включающий область (слой) 2 полупроводника п-типа, расположенного на области 3 подложки, инжекторную область (инжектор) А, первую эмиттерную контактную область 5, первый р д

из 2N+1 базовых областей 6 с коллекторными област ми 7f - вторую эмиттер ную контактную область 8, вторйй р д из 2N-b1 базовых областей 9 с коллекторными област ми 10, области 11оС повышенной скоростью поверхностной рекомбинации, а также источник 12 напр жени , сумматор 13, детектор 14 фильтр 15, измеритель ччастоты 16, резисторы 17,

Области 4,5, - сильнолегирован- рые .-и сформированы на всю глубину Ьло  2, Слой 2  вл етс  слаболегированным ( см ) с толщиной, рав рой 1-3 мкм,

: Области 8,9,10 эквивалентны по строению и симметрично относительно оси - центра инжектора 4 сортветст- йенно област м 5,6,7. Рассто ние меж |ДУ област ми 5, 6 и 8, 9, а также рассто ние областей 7 и 10 соответственно от гранид областей 6 и 9 выбираетс  больше, чем сумма ширины пространственных зар дов (ОПЗ); соот ветственно переходов областей 2-5, . -6 и 2-8, 2-9, а также 9-2, 9-10 |н 6-2, 6-7 (6-7, например, означает РПЗ из ОбласФи 6 в область 7). Рас- рто ние между област ми 6 и между Ьбласт ми 9 больше удвоенной ширины .ОПЗ переходов областей 2-6 и 2-9, Рассто ние между област ми 4 и 9, а также 4 и 6 меньше 3Lр и бйльше Lp, где L р- диффузионна  длина дырок, Слой 2, области 6 и 7 и 9, 10 образуют 2 x(2N+1) n-p-n-транзисторов с общим эмиттером, причем 2X2N из них имеют по одному коллектору, 2Нч-1-е-структуры первого и второго р дов транзисторов имеют по два кол- пектора, выводы первых из которых  вл ютс  выходами чувствительного элемента, а выводы вторых коллекторов соединены с базовыми выводами первых транзисторных структур в своем р ду, Вывод коллектора т-го транзистора подключен к выводу базы та+1-го транзистора, где ,2,.. . ,2N и в rfepsoM и во BTODOM р дах. Между област ми 6 и 4, а также 9 и 6 сфор- .мированы области 11 с высокой ско- , ростью поверхностной рекомбинации (большей, чем на пор док, чем на границе областей 2-3),

Прибор (работает следующим образом .

Инжекционные транзисторы первого И второго р дов образуют соотретст

0

0

g

5

венно два кольцевых генератора, частота генерации которых зависит от тока инжектора соответственно к первому и второму р дам. Ввиду эквивалентности строени , гео 1етрии, взаимного расположени  и расположени  относительно инжектора данных генераторов их частота мен етс  синхронно при воздействии температуры и других факторов, например, на в еличину iju , Ввиду же противоположного направлени  токов инжектора к первому и второму генераторам носители при движении к одному р ду отклон ютс  к отражающей области 3,. к другому р ду - к поверхности с высокой скоростью рекомбинации области 11, При этом в Одном генераторе выходна  частота Ёозрастает на и;, в другом убывает на , На выходе сумматора при этом образуетс  сигнал

U. sin(aJo+4WB + dUJn) f, sinCWp- . -da)g+4Wf,)t или

U 2Ensin(a tt+ SWp)--cos , где E П- напр жение питани ;

t - температура.

Детектор и фильтр офсекают высокочастотную (и)(,+йУц ) составл ющую сигнала (обычно /Wj, 10% аналогично чувствительности КНС-диода), Измеритель 16 измер ет частоту , т,«, частота на выходе фильтра 15 и показани  измерител  не завис т от паразитного изменени  Ли),

Таким образом, прибор обеспечивает высокую термостабильность, а также имеет большую стабильность вследствие более высокого значени  коэффициента усилени  инжекционньгх транзисторов кольцевого генератора и-более прост в эксплуатации, так как на выходе представлен сигнал с нулевой частотой в отсутствии магнитного пол .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1, Магниточувствительный прибор, включающий источник напр жени , из- мерИтёль частоты и чувствительный элемент, содержащий подложку и слой слаболегированного полупроводника п-типа, в котором сформированы на 5 всю глубину сло  сильнолегированные области инжектора р-типа и эмиттерно- го контакта п -типа с выводами и расположенный между ними пспвый р д.

   0

   5

   0

   5

   0

   5 U из базовых областей р-типа с выводами, удаленных от области инжектора на рассто ние, меньшее тр«х диффузионных длин дырок CL У и большее LP, имеюгаих концентрацию примесей , не менее, чем на пор док, превышающую концентрацию примесей в слое, а также расположенные внутри каждой из 2N базовой области по одной силь- нолегированной коллекторной п -облас ти с выводами и две коллекторные области с выводами внутри .. базовой области, вывод первой из которых соединен с первым выходом чувствительного элемента,,а вывод второй - с выводом первой базовой области, вывод коллекторной области, наход щейс  внутри т-й базовой сти, соединен с выводом m+1-й базо- вой области где ,2,,..,2N, а вывод эмиттерной контактной области подключен к общей шине, вывод области -инжектора соединен с положительным выводом источника напр жени , .отрицательный вывод которого подключен к общей шине, отличающийс  тем, что, с целью повьш1е- ни  термостабильности и удобства эксплуатации, в него дополнительно введены сумматор, детектор и фильтр низкой частоты, а чувствительный элемент дополнительно включает вторую эмиттерную контактную область с вьгоодом, соединенным с общей шиной второй,р д из 2N+T базовых областей

   106

   с выводами - идентичный по геометрии базовым област м первого р да, внутри каждой базовой области сформированы коллекторные области, идентичные коллекторным област м первого р да, при этом второй р д базовых областей и втора  область эт иттерного контакта расположены симметрично первому р ду и области змиттерного контакта соответственно относительно оси, проход щей через центр области инжектора и параллельной первому р ду , а вьтод первой коллекторной области внутри 2Н+1-й базовой области второго р да соединен со вторым выходом чувствительного элемента, а его выходы соединены со входами сумматора, выход которого через детектор и фильтр низкой частоты подключен ко входу измерител  частоты.

   2, Прибор по п.1, отличающий с   тем, что, с целью повьше- ни  стабильности работы, подложка чувствительного элемента выполнена в виде n -сло  с малой скоростью рекомбинации на границе слой-подложка , а на поверхности сло  прдупровод- .ника между областью инжектора и перп вым и вторым р дами базовых областей сформированы области со скоростью поверхностной рекомбинации не менее, чем на пор док, превышающей значение скорости рекомбинации на границе елой-подложка,

   фиг.2