Персоналии

Полевые датчики Холла на основе КНИ-структуры (КНИ ПДХ) характеризуются расширенными функциональными возможностями, но невысокой магниточувствительностью. Цель настоящих исследований - поиск возможностей повышения магниточувствительности таких датчиков. Представлены результаты исследования магниточувствительных характеристик КНИ ПДХ, полученные с использованием системы приборно-технологического моделирования Synopsys TCAD. Проведено трехмерное моделирование прибора. Получены расчетные холл-затворные характеристики КНИ ПДХ, подтверждающие ранее предложенную физическую модель датчика, в соответствии с которой при определенных условиях функционирования КНИ ПДХ возникает область повышенной магниточувствительности. Исследовано влияние концентрации примеси в рабочем канале датчика на магниточувствительность. Показано, что этот параметр КНИ ПДХ при концентрации примеси фосфора в рабочем слое N  =10 см возрастает в три раза. Расширенный динамический диапазон области повышенной магниточувствительности (более 5 В) позволяет увеличить область практического применения датчика, повысив его помехоустойчивость. Полученные расчетные характеристики КНИ ПДХ соответствуют ранее опубликованным параметрам экспериментальных приборов.

• Просмотров: 2271 | Комментариев : 0

Датчики Холла широко применяются для измерения индукции магнитного поля, бесконтактного определения механических и электрических воздействий. Для многофакторного анализа приборных характеристик полевого датчика Холла на основе КНИ-структуры (КНИ ПДХ) целесообразно использовать современные методы математического моделирования. Средствами приборно-технологического моделирования Synopsys TCAD проведен расчет выходных и передаточных характеристик двумерной модели КНИ ПДХ. Получены двумерные распределения концентрации электронов, электрического поля и плотности тока в канале КНИ ПДХ в трех типовых режимах работы датчика - полного обеднения, неполного обеднения и обогащения. Полученные результаты хорошо совпадают с экспериментальными данными и подтверждают физическую модель КНИ ПДХ и особенности работы прибора в области неполного обеднения, при котором образуется проводящий канал в теле КНИ ПДХ. Результаты исследования позволяют детально изучать особенности функционирования КНИ ПДХ.

• Просмотров: 2283 | Комментариев : 0

Ранее при исследовании с помощью приборно-технологического моделирования КНИ полевого датчика Холла (КНИ ПДХ) в режиме неполного обеднения обнаружен эффект повышения его магниточувствительности. В работе с целью экспериментального подтверждения обнаруженного эффекта исследованы параметры образцов КНИ ПДХ в различных режимах их функционирования. Для повышения точности измерений в режиме неполного обеднения использована конструкция ПДХ с расщепленным стоком. Определены оптимальные величины нагрузочных сопротивлений мостовой схемы. Анализ результатов исследования экспериментальных образцов КНИ ПДХ показал, что в режиме неполного обеднения наблюдается пик повышенной магниточувствительности. При номиналах нагрузочных сопротивлений 1 МОм и напряжении питания -9 В в режиме неполного обеднения по сравнению с полным обогащением максимальный магнитоиндуцированный сигнал увеличивается примерно в три раза. При пересчете разности напряжения на нагрузочных сопротивлениях Δ U в магниточувствительность удельная магниточувствительность ПДХ в режиме неполного обеднения может достигать значений порядка 10 В/А·Тл, что существенно выше, чем у полупроводниковых элементов Холла.

• Просмотров: 1287 | Комментариев : 0

Исследования в области создания новых структур датчиков Холла с улучшенными характеристиками, в частности с повышенной магниточувствительностью, широко востребованы. Предложена физическая модель, объясняющая особенности холл-затворной характеристики и возникновение области повышенной магниточувствительности КНИ полевого датчика Холла (КНИ ПДХ). Результаты моделирования в системе Synopsys TCAD подтверждают предложенную физическую модель функционирования КНИ ПДХ. Модель объясняет особенности холл-затворной характеристики КНИ ПДХ в широком диапазоне напряжений на затворе и позволяет сделать вывод, что КНИ ПДХ имеет две рабочие области функционирования и их выбор определяется конкретными условиями применения датчика. Для достижения максимальной магниточувствительности необходимо выбрать области неполного обеднения и обогащения. Для обеспечения высокой помехоустойчивости целесообразно выбрать режим полного обогащения.  

• Просмотров: 2554 | Комментариев : 0