Elektronika V1 - 1.semestr

Neutronový detektor

• detekuje neutrony pomocí přechodu PN

• v tenké vrstvě aktivované U235 se při dopadu pomalých neutronů štěpí jádra, a tím vznikají elektrické impulsy

• na jiné záření nereaguje

• pro registraci rychlých neutronů se užije materiálu bohatého na vodík (např. parafin)

Hallova sonda

• princip

  • destičkou polovodiče protéká proud I

  • na destičku působí kolmo magnetické pole

  • nosiče proudu jsou vychylovány magnetickým polem

  • vlivem nerovnoměrného rozložení proudových siločar se na kolmých svorkách objeví Hallovo napětí

  • Hallovo napětí je přímo úměrné velikosti protékajícího proudu, magnetické indukci a nepřímo úměrné tloušťce destičky

• provedení Hallovy sondy

  • plochý tenký pásek polovodiče (tloušťka cca 0,1mm)

  • k destičce jsou připojeny čtyři elektrody

  • na povrchu ochranný plášť z keramiky nebo feromagnetika

  • používané sloučeniny AIIIBV (InAs, InP)

• vlastnosti

  • odpor 0,01 až 20Ω

  • reaguje na prou s kmitočtem ∼ 10MHz

• použití

  • měření a automatická regulace magnetického pole

  • měření stejnosměrného proudu 500A až 10kA

  • regulace velkých motorů

  • měření okamžitého výkonu, točivého momentu, ….

  • Hallův generátor, gyrátor, cirkulátor

• polovodičový prvek, jehož elektrický odpor závisí na magnetické indukci

• princip

  • silné magnetické pole zakřivuje dráhu nosičů náboje v polovodičové destičce

  • tím se ovlivňuje délka dráhy nosičů a projeví se navenek změnou odporu materiálu

• voltampérové charakteristiky magnetorezistoru

• vlastnosti

  • velmi malý šum

  • stálá citlivost

  • nevýhoda – teplotní závislost

• konstrukční uspořádání

  • používá se materiálu s velkou pohyblivostí – InSb

  • tvar tenké destičky (velká citlivost, možnost měření magnetického pole v malých mezerách)

• použití

  • v bezkontaktních potenciometrech pro měření velkých magnetických polí

  • regulátor proudu a napětí

Magnetodioda

• nelineární prvek řízený magnetickým polem

• vlastnosti

  • v propustném směru při B=0T je VA charakteristika shodná s běžnou diodou

  • se stoupající mg indukcí proud klesá

  • závislost stejnosměrného odporu na indukci

    • v okolí nulového magnetického pole je napěťová citlivost asi 16V/T

    • výrazné zvětšení citlivosti

      • při teplotě kapalného dusíku 1000V/T

      • při teplotě kapalného helia 10kV/T

  • teplotní součinitel napětí stálý – cca –25mV/°C (se stoupající teplotou napětí lineárně klesá)

  • ve střídavém magnetickém poli se citlivost prakticky nemění do 10kHz

• výroba a použití

  • z Ge nebo InSb, případně GaAs

  • s malým množstvím nečistot

    • stejná koncentrace donorů a akceptorů

    • koncentrace asi 1018 m-3, aby měrný odpor byl asi 0,5mΩ

  • rozměr destičky 3x0,6x0,4mm

  • použití shodné jako u magnetorezistoru a Hallovy sondy, citlivost až o 3 řády vyšší

1. • snímače mechanických napětí (tlak, tah, torze)

     • změnou odporu drátu (tenzometry)

       • změna odporu drátku při mechanickém namáhání je dána změnou délky a průřezu, snímač se chová jako lineární odpor

     • polovodiče (polovodičové tenzometry)

       • změna elektrické vodivosti polovodičového krystalu

       • vliv mechanických napětí na přechod PN – vysoké hladiny nečistot (tunelový jev), snímání hydrostatického tlaku, VA charakteristika je lineární.