Ano ang Magnetoresistor?

Definasyon: Kapag nagbago ang resistansiya ng ilang uri ng mga metal at semiconductor materyales sa presensya ng magnetic field, tinatawag itong magnetoresistance effect. Ang mga komponente na ipinapakita ang epekto na ito ay tinatawag na magnetoresistors. Sa madaling salita, ang isang magnetoresistor ay isang uri ng resistor na kung saan ang halaga ng resistansiya ay nagbabago depende sa lakas at direksyon ng panlabas na magnetic field.

Ang mga magnetoresistor ay may mahalagang papel sa pagtukoy ng presensya ng magnetic field, pagsukat ng kanyang lakas, at pagtukoy ng direksyon ng magnetic force. Karaniwang ginagawa sila mula sa semiconductor materyales tulad ng indium antimonide o indium arsenide, na may natatanging electrical properties na nagbibigay sa kanila ng mataas na sensitibidad sa magnetic fields.

Pamamaraan ng Paggana ng Magnetoresistor

Ang operasyon ng isang magnetoresistor ay batay sa prinsipyo ng electrodynamics. Ayon sa prinsipyong ito, ang puwersa na nagsisilbing sa isang current-carrying conductor sa magnetic field ay maaaring baguhin ang direksyon ng current. Kapag wala ang magnetic field, ang mga charge carriers sa magnetoresistor ay gumagalaw sa tuwid na ruta.

Ngunit, sa presensya ng magnetic field, ang direksyon ng current ay nagbabago at naglalakbay sa kabaligtarang direksyon. Ang circuitous path ng current ay nagpapataas ng mobility ng mga charge carriers, na humahantong sa mga collision. Ang mga collision na ito ay nagreresulta sa pagkawala ng enerhiya sa anyo ng init, at ang init na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng resistansiya ng magnetoresistor. Dahil lamang sa limitadong bilang ng free electrons, ang napakaliit na magnitude ng current lang ang lumalakbay sa magnetoresistor.

Ang pag-deflect ng mga electron sa magnetoresistor ay nakadepende sa kanilang mobility. Ang mobility ng mga charge carriers sa semiconductor materyales ay mas mataas kumpara sa mga metal. Halimbawa, ang mobility ng indium arsenide o indium antimonide ay humigit-kumulang 2.4 m²/Vs.

Karakteristik ng Magnetoresistor

Ang sensitibidad ng isang magnetoresistor ay nakadepende sa lakas ng magnetic field. Ang characteristic curve ng isang magnetoresistor ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Sa absensiya ng magnetic field, ang magnetization ng magnetoresistor element ay sero. Habang unti-unti itong tumataas, ang resistansiya ng materyal ay lumalapit sa halaga na kumakatawan sa punto b. Ang presensya ng magnetic field ay nagdudulot ng pag-ikot ng magnetoresistor element sa 45º.

Kapag pa lalo itong tumaas, ang kurba ay umabot sa saturation point, na kinatawan ng punto C. Ang magnetoresistive element karaniwang gumagana sa initial state (punto O) o malapit sa punto b. Kapag gumagana ito sa punto b, ito ay ipinapakita ang linear characteristic.

Mga Uri ng Magnetoresistor

Maaaring ikategorya ang mga magnetoresistor sa tatlong pangunahing uri:

Giant Magnetoresistance (GMR)

Sa Giant Magnetoresistance effect, ang resistansiya ng magnetoresistor ay lubhang bumababa kapag ang kanyang ferromagnetic layers ay magkakaisa sa parehong direksyon. Kabilangdihan, kapag ang mga layers na ito ay nasa antiparallel alignment, ang resistansiya ay lubhang tumataas. Ang structural configuration ng isang GMR device ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Extraordinary Magnetoresistance (EMR)

Sa kaso ng Extraordinary Magnetoresistance, ang resistansiya ng metal ay nagpapakita ng distinct behavior. Sa absensiya ng magnetic field, ang resistansiya ay relatibong mataas. Ngunit, kapag inilapat ang magnetic field, ang resistansiya ay lubhang bumababa, nagpapakita ng notable change sa electrical properties bilang tugon sa magnetic influence.

Tunnel Magnetoresistor (TMR)

Sa isang Tunnel Magnetoresistor, ang pag-conduct ng current ay nangyayari sa unique way. Ang current ay lumilipad mula sa isang ferromagnetic electrode, dumaan sa isang insulating layer. Ang halaga ng current na lumilipad sa pamamagitan ng insulating barrier ay lubhang dependent sa relative orientation ng magnetization sa ferromagnetic electrodes. Ang iba't ibang direksyon ng magnetization ay maaaring magresulta sa significant variations sa magnitude ng tunneling current, nagpapahalagahan ng property na ito para sa iba't ibang aplikasyon na umuunlad sa precise control at detection ng magnetic states.

Isang relatyibong malaking current ang lalabas kapag ang direksyon ng magnetization ng mga electrodes ay magkakaisa. Kabilangdihan, ang antiparallel arrangement ng direksyon ng magnetization ay lubhang nagdudulot ng pagtaas ng resistansiya sa pagitan ng layers.