具有雙極型長基區電晶體結構的磁電轉換器件。磁敏電晶體又稱磁敏三極體或磁三極體，是70年代發展起來的新型半導體磁電轉換器件，主要用於磁檢測、無觸點開關和近接開關等。
基本介紹
- 中文名：磁敏電晶體
- 外文名：Magnetic sensitive transistor
- 分類：NPN型和矽PNP型
- 構成：發射區、集電區
- 平均溫度係數：-0.1%～-0.3%/℃
結構,原理,電晶體的判別,分類簡介,磁敏三極體的特性,
結構
在鍺磁敏電晶體的發射極一側用噴砂方法損傷一層晶格，設定載流子複合速率很大的高複合區r，而在矽磁敏電晶體中未設定高複合區。鍺磁敏電晶體具有板條狀結構，集電區和發射區分別設定在板條的兩面，而基極設定在另一側面上。矽磁敏電晶體具有平面結構，基極均設定在矽片表面。磁敏電晶體的一個主要特點是基區寬度W大於載流擴散長度，因此它的共發射極電流放大係數小於1，無電流增益能力。另外，發射極－基區－基極是NPP 型或P NN 型長二極體，即NPP 型或PNN 型磁敏二極體。因此，磁敏電晶體是在磁敏二極體的基礎上設計的長基區電晶體。
原理
按照磁敏電晶體的基區中載流子輸運情況，基區可分成兩部分，即從發射結注入的載流子輸運到集電極的輸運基區部分和注入載流子被複合的複合基區部分。磁敏電晶體加正向磁場時，由於載流子受洛倫茲力作用向複合區r一側偏轉，使集電極收集載流子的數量減少，同時在複合基區由於複合區r的調製作用，載流子的有效壽命減小。這會引起兩種結果:
1、在發射極－基極偏壓恆定的條件下，發射結注入量減少；
2、載流子擴散長度縮小，相當於基區寬度增加。因此，磁敏電晶體的集電極電流進一步減小。在磁敏電晶體上加反向磁場B-時，載流子背離複合區向它的反方向偏轉，使集電極收集載流子的數量增加，同時在複合基區由於複合區的調製作用，載流子有效壽命增加，進一步促使集電極電流增大。因此，磁敏電晶體雖然無電流增益能力，但它的集電極電流隨外加磁場增加或減少，具有正向或負向磁靈敏度。
在磁感應強度為0.1特的磁場中，在規定基極電流下，磁敏電晶體集電極電流的相對變化量即為集電極電流相對磁靈敏度，單位為%/0.1特。鍺磁敏電晶體的集電極電流相對磁靈敏度為20%/0.1特左右，而矽磁敏電晶體的集電極電流相對磁靈敏度為5%～15%/0.1特。
電晶體的判別
磁敏三極體由鍺材料或矽材料製成。它是在高阻半導體材料上製成P-N結構，在發射區的一側用噴砂等方法破壞一層晶格，形成載流子高複合區。元件採用平板結構，發射區和集電區設定在它的上、下表面。
選用歐姆檔的R*100（或R*1K）檔，先用紅表筆接一個管腳，黑表筆接另一個管腳，可測出兩個電阻值，然後再用紅表筆接另一個管腳，重複上述步驟，又測得一組電阻值，這樣測3次，其中有一組兩個阻值都很小的，對應測得這組值的紅表筆接的為基極，且管子是PNP型的；反之，若用黑表筆接一個管腳，重複上述做法，若測得兩個阻值都小，對應黑表筆為基極，且管子是NPN型的。
因為三極體發射極和集電極正確連線時β大（錶針擺動幅度大），反接時β就小得多。因此，先假設一個集電極，用歐姆檔連線，（對NPN型管，發射極接黑表筆，集電極接紅表筆）。測量時，用手捏住基極和假設的集電極，兩極不能接觸，若指針擺動幅度大，而把兩極對調後指針擺動小，則說明假設是正確的，從而確定集電極和發射極。
分類簡介
2、鍺磁敏電晶體集電極電流的溫度係數很大，在環境溫度50℃以上時，集電極電流急劇增加。矽磁敏電晶體集電極電流的溫度特性較好，具有負的溫度係數，在-50～100℃範圍內。
4、磁敏電晶體集電極電流相對磁靈敏度比霍爾器件高1～2個數量級。但是，磁敏電晶體的輸出電壓線性度不如霍爾器件。
磁敏三極體的特性
1、伏安特性
和普通電晶體的伏安特性曲線類似。由圖可知，磁敏三極體的電流放大倍數小於1。
2、 磁電特性
華文中宋磁敏三極體的磁電特性是套用的基礎，右圖為國產NPN型3BCM(鍺)磁敏三極體的磁電特性，在弱磁場作用下，曲線接近一條直線。
3、溫度特性及其補償
華文中宋磁敏三極體對溫度比較敏感，使用時必須進行溫度補償。對於鍺磁敏三極體如3ACM、3BCM，其磁靈敏度的溫度係數為0.8%/0C；矽磁敏三極體(3CCM)磁靈敏度的溫度係數為-0.6%/0C 。因此，實際使用時必須對磁敏三極體進行溫度補償。
