Součástky řízené magnetickým polem - Magnetorezistor, Hallův článek

3. Součástky řízené magnetickým polem

Magnetorezistor

Neelektrické veličiny mohou způsobovat změny vlastností některých elektrických součástek. Těmito veličinami mohou být teplota, záření(světlo), mechanické napětí a právě magnetické pole.

Mezi součástky řízené magnetickým polem patří mj. magnetorezistor. Jedná se o dvojpólovou součástku, jejíž odpor je možné měnit magnetickým polem. Pro dobrou činnost vyžaduje polovodičový materiál s velkou pohyblivostí vodičů náboje. Nejlepších vlastností dosahují magnetorezistory z antimonidu india zpracované ve tvaru tenkých kotoučků. Jedná se o tzv. Corbinův disk. Jeden kontakt je vyveden ze středu kotoučku, druhý kontakt tvoří kovová elektroda obepínající kotouček po obvodu.

Nepůsobí-li magnetické pole , rozloží proudové čáry při vyznačené polaritě napětí (viz. obrázek nahoře) rovnoměrně a nejkratším směrem od středu k jeho obvodu. Součástka má určitý odpor R0. Vložíme-li kotouček do magnetického pole, nejlépe kolmo ke směru magnetické indukce B, působí magnetická indukce na nosiče náboje silou, která mění směr jejich pohybu a prodlužuje jejich dráhu v polovodičovém materiálu.

To se samozřejmě projeví zvětšením odporu součástky. Zvětšení odporu součástky je řádově asi v desetinásobcích původní hodnoty. Všechny charakteristiky jsou nakresleny na následujícím obrázku.

Použití magnetorezistoru : k indikaci a měření magnetických polí; jako bezkontaktní potenciometry apod.

Hallův článek

Další součástkou řízenou magnetickým polem je Hallův článek Ten je tvořen nejčastěji tenkou polovodičovou destičkou obdélníkového tvaru (viz obr.). Destička je opatřena dvěma páry kontaktů. Široké kontakty (1,2) slouží k přivádění výstupního Hallova napětí Uh.

Nepůsobí-li magnetické pole, jsou proudové čáry v destičce rozloženy rovnoměrně a Hallovo napětí nevzniká. V magnetickém poli působí magnetická indukce na pohybující se nosiče náboje silou kolmou ke směru jejich pohybu a stlačuje proudové čáry k jedné straně destičky. V důsledku toho vznikající rozdíl potenciálů je Hallovo napětí Uh. Odebíráme jej pomocí kontaktů 3 a 4. Hallovo napětí vypočteme ze vztahu , kde h je materiálová konstanta a d tloušťka destičky. Výrobce udává jmenovitý proud In (desítky až stovky miliampérů), Hallovo napětí naprázdno Uh0 při proudu In a indukci B=1 T (obvykle desetiny voltu) a citlivost Hallova článku (tj. Uh0 při I=1 A a B=1 T), která může být desetiny až stovky V/A.T.

Lineární závislost napětí Uh na proudu I i na indukci B dovoluje sestrojit obvod pro násobení dvou proudů (indukce B může vznikat průchodem druhého z násobených proudů, např. cívkou bez jádra).

Použití Hallova článku : jako čidlo pro měření magnetických polí; jako pomocná sonda v bezkontaktních spínačích apod.