Магнитотранзисторы

В наибольшей степени магнитодиодный и магниторезистивный эффекты проявляются в магнитотранзисторах [1]. Инжектированные из эмиттера носители преодолевают базу за счет процесса диффузии и попадают в коллектор. Магнитное поле, направленное перпендикулярно движению неосновных носителей заряда, отклоняет их от первоначального направления на угол

в. При этом средний путь, пройденный носителями в базе, возрастает, что приводит к усилению процесса их рекомбинации и к уменьшению коэффициента передачи тока.

Для оценки магниточувствительности можно считать, что возросла эффективная толщина базы. Из рис. 9 видно, что W=W(/Cos0, где О - угол Холла. Тогда

где Wo - толщина базы в отсутствие магнитного поля.

Как известно, коэффициент передачи по току а в схеме с общей базой равен

где L_p - диффузионная длина неосновных носителей. Подставляя в (24) выражение W из (23), получим

В схеме с общим эмиттером коэффициент усиления тока р связан с коэффициентом передачи а следующим образом:

Поскольку значение коэффициента передачи а близко к единице, то можно записать приближенно 1-а=1/р и подставить сюда его выражение из (25). Тогда

Поскольку в транзисторах W₀«L, то магниточувствительность в схеме с общим эмиттером больше, чем в схеме с общей базой.

Одновременно с уменьшением коэффициента передачи по току в поперечном магнитном поле происходит увеличение сопротивления базы транзистора, как и в магнитодиоде. В схеме с общим эмитгером оба эти эффекта изменяют коллекторный ток в одну сторону, поэтому магниточувствительность транзисторов выше, чем у магнитодиодов.

Для увеличения магниточувствительности транзисторов необходимо, чтобы искривление траектории движения носителей приводило не только к увеличению эффективной толщины базы, но и к отклонению части носителей от коллектора.

Для этого используют конструкцию транзистора с удлиненной базой. Магнитное поле искривляет траектории носителей, так что часть носителей, ранее попадавшая в коллектор, отклоняется от него (рис.9). Таким образом, в такой структуре магнитное поле приводит к дополнительному, по сравнению с обычным транзистором, уменьшению коэффициента передачи тока.

Чтобы отклоняемые носители не накапливались в базовой области, необходимо, чтобы вблизи коллектора была высокая скорость поверхностной рекомбинации. Для создания магнитотранзисторов используют обычно конструкцию биполярного транзистора, в котором увеличена ширина базы, а в область перехода база-коллектор введены центры рекомбинации, обеспечивающие увеличение её скорости.