Што е магнеторезистор?

Дефиниција: Кога се отпорот на одредени метали и полупроводни материјали менува во присуство на магнетно поле, тоа појава се нарекува ефект на магнетната резистивност. Компонентите кои ја прикажуваат оваа карактеристика се нарекуваат магнеторезистори. За да го прошириме, магнеторезисторот е вид на резистор чија вредност на отпорот варира со силата и правецот на надворешното магнетно поле.

Магнеторезисторите играат важна улога во детектирањето на присуството на магнетно поле, мерењето на неговата сила и определувањето на правецот на магнетната сила. Обично се изработуваат од полупроводни материјали како индиум антимонид или индиум арсенид, кои имаат уникални електрични својства што ги прават високо чувствителни на магнетните полиња.

Принцип на работа на магнеторезисторот

Функционирањето на магнеторезисторот е засновано на принципот на електродинамиката. Според овој принцип, силата која делува на проводник каде што протече струја во магнетно поле може да го промени правецот на струјата. Кога нема магнетно поле, зарядните носачи во магнеторезисторот се движат по права патека.

Меѓутоа, во присуство на магнетно поле, правецот на струјата се менува и тече во спротивен правец. Циркуларната патека на струјата зголемува подвижноста на зарядните носачи, што доведува до сукоби. Овие сукоби резултираат во губиток на енергија во формата на топлина, а оваа топлина причинува зголемување на отпорот на магнеторезисторот. Само многу мала величина на струјата текува во магнеторезисторот поради ограничен број на слободни електрони.

Одмакнувањето на електроните во магнеторезистор зависи од нивната подвижност. Подвижноста на зарядните носачи во полупроводни материјали е повисока врз основа на металите. На пример, подвижноста на индиум арсенид или индиум антимонид е околу 2,4 м²/Вс.

Карактеристики на магнеторезисторот

Чувствителноста на магнеторезисторот зависи од силата на магнетното поле. Карактеристичната крива на магнеторезисторот е прикажана на следната слика.

Во недостиг на магнетно поле, намагнетувањето на елементот магнеторезистор е нула. Со лесно зголемување на магнетното поле, отпорот на материјалот се приближува до вредноста која одговара на точката b. Присуството на магнетното поле причинува елементот магнеторезистор да се заврти за агол од 45º.

Со дополнително зголемување на силата на магнетното поле, кривата достигнува точка на наситување, обележана со точка C. Елементот магнеторезистор типички функционира или во почетната состојба (точка O) или блиску до точка b. Кога функционира во точка b, покажува линеарна карактеристика.

Типови на магнеторезистори

Магнеторезисторите можат да се класифицираат во три главни типови:

Гигантска магнетна резистивност (GMR)

Во ефектот на гигантска магнетна резистивност, отпорот на магнеторезисторот значително се намалува кога неговите ферромагнетни слоеви се поравнати паралелно. Наспроти тоа, кога овие слоеви се во антипаралелна ориентација, отпорот драматски се зголемува. Структурната конфигурација на GMR уред е прикажана на следната слика.

Изузетна магнетна резистивност (EMR)

Во случај на изузетна магнетна резистивност, отпорот на металот покажува специфично однесување. Во недостиг на магнетно поле, отпорот е релативно висок. Меѓутоа, кога се применува магнетно поле, отпорот значително се намалува, демонстрирајќи забележлив промен на електричните својства во одговор на магнетното влијание.

Тунел магнеторезистор (TMR)

Во тунел магнеторезистор, протечената струја се случува по единствен начин. Струјата преминува од еден ферромагнетен електрод, минувајќи низ изолаторски слој. Количеството струја што преминува низ овој изолаторски барьер е многу зависно од релативната ориентација на намагнетувањето во ферромагнетните електроди. Различни правци на намагнетување можат да доведат до значителни варијации во големината на тунелната струја, што прави ова својство критично за различни применби кои се осLANUVKA на прецизно контролирање и детекција на магнетни состојби.

Релативно голема струја ќе текне кога правците на намагнетувањето на електродите се паралелни. Наспроти тоа, антипаралелна аранжмана на правците на намагнетувањето значително го зголемува отпорот помеѓу слоевите.