Ano ang Magnetoresistor?

Definisi: Kapag nagbabago ang resistansiya ng ilang mga metal at materyales na semiconductor sa pagkakaroon ng magnetic field, tinatawag itong magnetoresistance effect. Ang mga komponenteng ipinapakita ang epekto na ito ay tinatawag na magnetoresistors. Sa madaling salita, isang uri ng resistor ang magnetoresistor kung saan ang halaga ng resistansiya ay nag-uugnay-ugnay depende sa lakas at direksyon ng panlabas na magnetic field.

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

Pamamaraan ng Paggana ng Magnetoresistor

Ang operasyon ng magnetoresistor ay batay sa prinsipyo ng electrodynamics. Ayon sa prinsipyong ito, ang puwersa na nagsisilbing tagapagdala ng kasalukuyang conductor sa magnetic field ay maaaring magbago ang direksyon ng kasalukuyan. Kapag wala ang magnetic field, ang mga charge carriers sa magnetoresistor ay lumilipad sa tuwid na ruta.

Gayunpaman, sa pagkakaroon ng magnetic field, ang direksyon ng kasalukuyan ay nagbabago at lumilipad sa kabaligtarang direksyon. Ang circuitous na ruta ng kasalukuyan ay nagpapataas sa mobility ng mga charge carriers, na nagdudulot ng collisions. 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 sa limitadong bilang ng malayang electrons, ang napakaliit na sukat ng kasalukuyan lamang ang lumilipad sa magnetoresistor.

Ang pag-deflect ng electrons sa magnetoresistor ay depende sa kanilang mobility. Ang mobility ng mga charge carrier sa materyales na semiconductor 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 magnetoresistor ay depende sa lakas ng magnetic field. Ang characteristic curve ng magnetoresistor ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Sa pagkakaroon ng magnetic field, ang magnetization ng elementong magnetoresistor ay zero. Habang unti-unting tumataas ang magnetic field, ang resistansiya ng materyal ay lumalapit sa halaga na naka-assign sa punto b. Ang pagkakaroon ng magnetic field ay nagdudulot ng pag-rotate ng elementong magnetoresistor ng 45º.

Sa karagdagan sa pagtaas ng lakas ng magnetic field, ang curve ay umabot sa saturation point, na inilalarawan ng punto C. Ang magnetoresistive element ay karaniwang gumagana sa initial state (punto O) o malapit sa punto b. Kapag gumagana sa punto b, ito ay nagpapakita ng linear na 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 nababawasan kapag ang mga ferromagnetic layers nito ay aligned parallel sa isa't isa. Kabilang dito, kapag ang mga layers ay nasa antiparallel alignment, ang resistansiya ay lubhang tumataas. Ang structural configuration ng 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 pagkakaroon ng magnetic field, ang resistansiya ay mas mataas. Gayunpaman, kapag inilapat ang magnetic field, ang resistansiya ay bumababa nang lubhang, nagpapakita ng notable change sa electrical properties bilang tugon sa magnetic influence.

Tunnel Magnetoresistor (TMR)

Sa Tunnel Magnetoresistor, ang current conduction ay nangyayari sa unique way. Ang kasalukuyan ay lumilipad mula sa isang ferromagnetic electrode, lumilipad sa pamamagitan ng isang insulating layer. Ang halaga ng kasalukuyan na lumilipad sa pamamagitan ng insulating barrier ay highly dependent sa relative orientation ng magnetization sa mga ferromagnetic electrodes. Ang iba't ibang direksyon ng magnetization ay maaaring magresulta sa significant variations sa magnitude ng tunneling current, na nagbibigay-diin sa mahalagang property para sa iba't ibang aplikasyon na umiiral sa precise control at detection ng magnetic states.

Isang relatyibong malaking kasalukuyan ang lumilipad kapag ang direksyon ng magnetization ng mga electrodes ay parallel sa isa't isa. Sa kabaligtaran, ang antiparallel arrangement ng direksyon ng magnetization ay lubhang nagdudulot ng pagtaas ng resistansiya sa pagitan ng layers.