磁敏晶体管(Magnetic Sensitive Transistor,简称MST)是一种利用铁磁材料引入非线性效应的半导体器件。它可以将磁场信号转化为电流或电压信号从而实现磁场检测与测量。
磁敏晶体管是一种由铁磁材料形成基底、掺杂着二极管结构的磁敏元件。在外加磁场的作用下,铁磁材料会产生饱和磁化,从而引起 pn 结区域的载流子注入量发生变化,即出现电阻率的变化。这种阻变效应以及反向饱和电容效应共同作用,使得磁敏晶体管能够感测到微小的磁场变化,并将其转化为电信号输出。
根据不同的工作原理和结构特点,磁敏晶体管可以分为以下几类:
自举式磁敏晶体管:是最常用的一种磁敏晶体管,它采用共射极放大电路,在集电极上产生阻变信号,具有灵敏度高、速度快等优点。
伏安式磁敏晶体管:可以直接输出磁场较小时的伏安特性曲线,广泛应用于低磁场检测领域。
半自举式磁敏晶体管:结构介于自举式磁敏晶体管和伏安式磁敏晶体管之间,适合在大范围内进行磁场测量。
磁敏晶体管有以下主要特性:
阻变效应:磁敏晶体管会因外加磁场而导致电阻率的改变。
反向饱和电容效应:磁场作用下,pn 结区域的反向饱和电容发生变化,会对高频性能产生影响。
热稳定性:与其他热敏元件相比,磁敏晶体管的温度系数较小,具有较好的温度补偿性。
灵敏度高:磁敏晶体管能够感测低至几个豪特斯(1 Hz = 1 T)的微弱磁场。
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