Курсовая работа: Разработка магнитодиода

, (3.20)

где g3 и g4 зависят от соотношения сторон фигуры (рис.3.7) и определяется из графиков (рис.3.4, 3.7)

, (3.21)

По аналогии с п.5 определяем:

 (3.22)

где Х6 - высота прямоугольника.

Площадь цилиндра

, (3.23)

Боковая сторона прямоугольника (рис.3.8)

, (3.24)

Проводимость рабочего зазора между полюсами с учетом выпучивания поля с боковых поверхностей, расположенных под различными углами.

, (3.25)

где Арасч и Врасч - "расчетные" размеры полюсов

, (3.26)

, (3.27)

где g5, g6, g7 - удельные проводимости ребер полюса, зависящие от координат поля выпучивания, выбираются из графика (рис.3.9).

Суммарная проводимость рассеяния арматуры

 (3.28)

Строится кривая размагничивания (рис.7.12).

, (3.29)

Где

, (3.30)

=776375,92

 (3.31)

a=0.941

где Вr - остаточная индукция, Hcb - коэрцитивная сила по индукции, Bd и Hd - координаты экстремальной точки, определяющей максимум энергетического произведения.

Строится прямая проводимости магнита под углом α1 к оси Н (рис.3.10)

,

 (3.32)

Из точки пересечения функций B (H) и (3.10) под углом α2 к горизонтали строится кривая магнитного возврата (рис.3.10)

, (3.33)

где Кv - коэффициент возврата.

, (3.34)

Определяются координаты рабочей точки Вм и Нм (рис.3.10) на пересечении кривой магнитного возврата и прямой внешней проводимости.

Определяется индукция в зазоре Вр через коэффициент рассеяния [2].

, (3.35)

где Sm и Sz - соответственно площади поперечного сечения магнита и рабочего зазора; σ - коэффициент рассеяния магнитного потока;

 (3.36)

где

Pa, Рb и Рс - периметры поперечных сечений соответственно наклонной части концентратора, прямой части концентратора и магнита.

Площадь поперечного сечения рабочего зазора

 (3.37)

Площадь поперечного сечения магнита

 (3.38)

Периметр наклонной части концентратора

 (3.39)

Периметр прямой части концентратора

 (3.40)

=0.008

Периметр магнита

 (3.41)

По приведенной методике определяется максимальная магнитная индукция на магнитной нейтрале в зазоре дипольной МС.

1) Построим график зависимости индукции от перемещения для дипольной МС (рис 3.11)

, (3.42)

где Вmax - максимальное значение магнитной индукции в зазоре дипольной системы, определяемое величиной магнитных проводимостей системы, Тл; X - смещение измерителя магнитной индукции (ИМИ) относительно положения с Вmax, м; k - коэффициент, зависящий от ширины ИМИ (k==0,13…0.17).

3.2 Расчет магнитодиода

Исходные данные для расчета параметров магнитодиода:

Исходный материал - арсенид галлия.

Удельному сопротивление - 25000 Ом·см;

Время жизни неосновных носителей заряда - 600 мкс.

Рабочее напряжение - 2 В.

Ток, протекающий через магнитодиод, I=0,25 мА, при индукции магнитного поля B=0.23 Тл. Возникающее холловское напряжение при заданном токе и индукции Uх=2,5 В. Напряженность электрического поля E=1,37·104 В/см. Толщина пластины (рис.3.12) определяется из уравнения

, (3.43)

где  - коэффициент Холла; h - толщина полупроводниковой пластины в направлении магнитного поля; I - ток, текущий через пластину; q - заряд электрона (1,6·10-19 Кл); p - концентрация носителей заряда в базе магнитодиода; B - магнитная индукция внешнего магнитного поля

. (3.44)

Концентрация носителей заряда в базе магнитодиода

, (3.45)

где r - удельное сопротивление пластины, Ом·см; mр - подвижность дырок, 400 см2/ В·с.

Рис. 3.12. Конструкция магнитодиода

Подставим это выражение в формулу (3.44)

Ширина пластины магнитодиода находится из выражения

, (3.46)

где v - дрейфовая скорость носителей заряда в магнитодиоде, которая равна

где mр - подвижность дырок; E - напряженность электрического поля.

v = 400-4·1.37·106= 5,48·104 м/с.

Подставим это значение в формулу (3.38)

.

Оптимальное значение отношения d/L, т.е. длины базы к длине диффузионного смещения

(d/L) опт= 1.2+0.5·ln (pо·r), (4.5)

где L - длина диффузионного смещения, см; pо=P/S - удельная рассеиваемая мощность, Вт/см2; S - площадь поперечного сечения магнитодиода, см2; P - рассеиваемая мощность, Вт; r - удельное сопротивление, Ом·см; рассеиваемая мощность:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11