磁敏三極體

磁敏三極體,是在磁敏二極體的基礎上設計的一種磁電轉換器件。由於採用的是矽材料,因而其穩定性比較高,溫漂係數比較小。
磁敏三極體,是在磁敏二極體的基礎上設計的一種磁電轉換器件。由於採用的是矽材料,因而其穩定性比較高,溫漂係數比較小。
磁敏三極體屬雙極型電晶體結構,它具有正、反向磁靈敏度極性和有確定的磁敏感面。
典型的磁敏三極體有3CCM。圖l(a)是3CCM的正視圖,圖1(b)是側視圖,標有紅點的那面即為圖1(a)箭頭所指的面,屬磁敏感面。圖l(c)為磁敏三極體的圖形符號。使用時,磁敏感面必須與磁力線垂直,這樣才有最強的磁敏感度。識別磁敏三極體的方法如下:將管正面對著自己,標有紅點面朝上,左邊的管腳為發射極“e”,右邊在上的管腳為集電極“c”,下面的則是基極1.b”。
磁敏三極體磁敏三極體

在實際套用中,往往需要兩隻磁敏三極體作為差分對管。為了簡化電路和縮小體積,在3CCM的基礎上又產生了4CCM型磁敏三極體(差分電路)。實際上這是把兩隻3CCM型磁敏三極體集成一體,具有溫度補償的特點,其內部結構如圖2(a)所示。圖2(b)為4CCM的圖形符號。因為這是在兩隻磁敏三極體的基極b1和b2之間串接了電阻R1和R2,然後再從R1、R2的連線點引出公用基極b,所以4CCM不叫差分對管:而叫“4CCM型磁敏三極體差分電路”。圖3(a)為4CCM正視圖,圖3(b)為側視圖。
4CCM識別的方法:將4CCM印有型號的那面(即正面)對著自己,且讓磁敏感面(即印有紅點的那面)朝上,左上方引線為c1,左下方引線為公共基極b,右上方引線為公共發射極e(此線較短),右下方引線為c2。c1、c2分別為4CCM兩隻磁敏三極體的集電極。
磁敏三極體的β值小於1,它的輸出阻抗比較高,在實際套用中應考慮要配什麼樣的接口電路,以便將磁敏三極體所產生的信號得以放大或對它的負溫度特性進行必要的補償。常用的接口電路有三種:
1.射極跟隨式接口電路,電路如圖4所示。其特點:輸入阻抗高、輸出阻抗低。因而有利於下一級電路阻抗匹配。在這裡,V1基極接在一個穩壓電路上,保證基極電流恆定。V1的集電極電流也是恆定的,流入磁敏三極體V2的基極電流也是恆定的,因而減弱了電源電壓的波動和溫度變化對磁敏三極體靜態工作點的影響。調節RP,可改變V2的基極電流,同時也就改變了集電極電流lc。
2.差分放大式接口電路,電路如圖5所示。V1、V2為兩隻特性一致、磁敏感面相反的磁敏三極體,為了提高磁靈敏度,RCL、Rc2取值為數十千歐。該電路的電流磁靈敏度為兩隻磁敏三極體的正、反向電流磁靈敏度之和。
磁敏三極體磁敏三極體

3.有源負載接口電路,電路如圖6所示。選用溫度特性較好的4CCM型矽磁敏三極體差分電路。V3、V4等分別組成4ccM的兩個集電極恆流源負載。由於磁敏三極體採用了恆流措拖,所以,由磁場變化而引起的集電極電流的變化。就可在負載上產生較高的輸出電壓。
套用中,把磁敏三極體置於磁場中,設定一個恆定的基極電流Ib,那么從集電極電流Ic變化就能反映出磁場的大小。利用磁敏三極體的集電極電流與磁感應強度成正比的原理,可以製成磁敏線性感測器。這種線性感測器,可用於測量磁場強度、電流、壓力、流量、壓差、液位、位移及加速度等物理量。還可以用於磁力探傷,以及作各种放音磁頭、放像磁頭、電唱磁頭和磁敏話筒
等。
若是給磁敏三極體以恆定的控制電流Ib,利用它的磁電特性,在近距運動磁場的作用下,磁敏三極體的Ic會發生顯著的變化。利用這一特性,可以作成磁控開關感測器。如接近開關、行程開關、限位開關、鍵盤開關、精確定位、導磁產品計數、轉速、線速度等的測量以及自控系統中程式分配。
除了正確選用磁敏三極體外,合理設計磁路也至關重要。圖7列出幾則套用實例以供讀者參考。圖7(a)為兩用磁頭,可用來讀取磁帶上錄製信號.也可將待錄信號通過繞組和鐵芯錄入磁帶上。圖7(b)為磁集柬器示意圖,在測量弱磁場中用以提高測量靈敏度。圖7(c)為磁敏三極體話筒工作示意圖。將4cCM用環氧樹脂膠貼上在彈性膜片(簧片)上,在其磁敏感面的相對位置上放置兩塊磁鋼,並且使這兩塊磁鋼的磁極同性相對。當聲音通過空氣傳遞到彈性膜片上時,膜片帶動4ccM在磁場中振動輸出電信號,經音頻放大電路放大後,喇叭還原放音。

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