磁敏电阻

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大家知道,一个电阻周围的某些物理量发生变化时,会引起阻值的改变。如光敏电阻和热敏电阻就是很好的例子。现在,这一领域里又增加了新的一员,这就是磁敏电阻。它的阻值会随着它周围的磁场强度的变化而改变。

磁电阻效应

当任何一种物质放在一个磁场中,在与磁流的方向垂直的方向上,这个物质的电阻会增大。这种磁电阻效应在所有的物质中都会出现,不过只有在有高载流子迁移率的物质中,这种效应才大到具有实用的价值。新的半导体物质锑化铟和砷化铟有着特别高的电子迁移率,因此非常适合用来作磁敏电阻。

目前制成的一种磁敏电阻——MS—41,就是用的锑化铟和砷化铟,在已经发现了的所有物质中,它们的电子迁移率最高。MS—41有1欧姆的零场电阻(即磁场为零时的电阻),当磁感应强度为22000高斯时则增达25欧姆。零场电阻在0.01和50欧姆之间的磁敏电阻已在研究中。这些元件电阻低,是由于所用的半导体物质有高电子迁移率的缘故。由于半导体材料是用的薄片,所以对磁流的要求也不复杂。磁敏电阻的功率耗散允许达到20瓦,同时电流可达几安培。

直线性

图1
图1 🔍原图 (620×615)

从图1上可以看到MS—41的特性曲线,大致在5000高斯以下是非线性的。而在5000高斯以上,特性曲线大体上是直线性的。如果要的是直线性的仪器,则可用一磁偏流通过磁性系统上的一个独立绕组,以产生一个稳定的磁场,叠加在由信号绕组电流所产生的磁场上。这种仪器可以根据它所用的偏流,而保持线性或非线性的工作性能,因而大大地增加了它的适应性。

滋敏电阻的应用

MS—41可用如图2所示线路,作成一个电压稳定器。图3为磁敏电阻的外形。如果通过负载的电压增加,则通过磁力线圈的电流也会增大,于是磁敏电阻的阻值增加,它上面的电压降增加,从而使输出电压降回到要求的数值。

另外的简单用途是作换能器。磁敏电阻可以与话筒的振动膜、拾音器、气压计或空气速度指示器等等结合。当产生机械运动时,磁铁间隙里面的磁敏电阻的阻值便发生变化,使输出信号作相应的变化,其变化大小决定于机械动作的大小。

如果将磁敏电阻作成桥式线路的一个臂,则它能测量出磁场强度的微弱变化。

MS—41还可以用来作输入和输出之间有着完全电气绝缘的功率放大器。控制磁敏电阻所在位置范围的磁场强度,就能控制输出的大小。

其它的一些用途包括:无接点的可变电阻、电流调节器、矩形脉冲产生器、调制器、限制器、控制和计算机等方面的应用。磁敏电阻的低噪声和反应迅速等特性,比其他一些电气元件要优越得多。(蒋泽仁译自英国“无线电制作者”1963年第6期)