Магнитоуправляемый коммутатор

Магнитоуправляемый коммутатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области электротехники, в частности к магнитоуправляемым коммутирующим устройствам - коммутаторам тока, используемым в широком диапазоне коммутируемых нагрузок и мощностей.

Известен геркон средней и малой мощности с контактным покрытием, состоящим из трех слоев: сплав медь-никель, толщиной 0,1÷10,0 мкм, золото, толщиной 0,05÷2,0 мкм, рутений, толщиной 0,1÷1,5 мкм (Патент России на полезную модель №50714 Н01Н 1/66, Н01Н 1/02, опубл. 20.01.2006). В данном герконе слой медно-никелевого покрытия играет роль антидиффузионного барьера, препятствующего проникновению железа на рабочую поверхность геркона. Однако такое покрытие не охватывает всего диапазона необходимых коммутируемых нагрузок, особенно это касается герконов высокой мощности.

Также известно выполнение различных чувствительных элементов на базе магнитоуправляемых интегральных микросхем, например, интегральных логических микросхем К1116КП1, К1116КП2, К1116КПЗ, К1116КП4, К1116КП7, К1116КП8, К1116КП9 и К1116КП10, которые представляют собой электронные ключи, управляемые магнитным полем. Преобразователем магнитного поля служит интегральный 4-электродный элемент Холла. Недостатками используемых КМОП-датчиков Холла являются низкая чувствительность, дрейфы чувствительности, смещения, нелинейность. Смещение может достигать до 10% внешнего поля.

Наиболее близким к заявленному устройству является магнитоуправляемый коммутатор, содержащий токопроводящие элементы и использующий магнитное вещество (патент РФ на полезную изобретение РФ №74006, Н01Н 1/66, опубликован 10.06.2008). Токопроводящие элементы содержат контакт-детали, которые на конце плющения имеют двухслойное покрытие, состоящее из слоя никель-молибденового сплава и слоя золото-никелевого сплава. В данном устройстве обеспечено получение и поддержание низкого уровня переходного электросопротивления и увеличение продолжительности срока службы герконов в широком диапазоне коммутируемых нагрузок и мощностей (до 250 Вт).

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание настоящего изобретения, является повышение чувствительности коммутатора, повышение надежности и долговечности за счет обеспечения его работы без механических контактов, при сохранении возможности работы в широком диапазоне коммутируемых нагрузок.

Технический результат достигается за счет того, что предлагаемое устройство, содержащее токопроводящие элементы и магнитное вещество, согласно изобретению, содержит мостовую перемычку, закрепленную с помощью гибкого подвеса, на которую нанесено магнитное вещество в виде тонкой магнитомягкой пленки на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток и исток МДП- транзистора, а токопроводящие элементы соединены с истоком и стоком МДП-транзистора.

Возможно выполнение предлагаемого устройства, где используется консоль на гибком подвесе или мостовая перемычка выполнена с элементами гофра.

Устройство состоит из источника магнитного поля 1, истока 2 и стока 3 МДП-транзистора, затвора 4, мостовой перемычки 5, вывода затвора 6, для увеличения прогиба мостовой перемычки 5 она может быть выполнена с элементами гофра 7, и выводы 8 и 9 истока 2 и стока 3 (Фиг.1-3).

Магнитоуправляемый коммутатор может содержать мостовую перемычку 5, выполненную в виде консоли, один конец которой закреплен на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток 3 и исток 2 МДП-транзистора, затвор 6 размещен на другом конце консоли, содержащей покрытие в виде пленки магнитного вещества, а токопроводящие элементы соединены с истоком 2 и стоком 3 МДП-транзистора (Фиг.1).

Для увеличения прогиба магнитоуправляемый коммутатор содержит мостовую перемычку 5, которая выполнена с элементами гофра 7 (Фиг.2).

Устройство работает следующим образом.

При воздействии внешнего магнитного поля источника 1 магнитное вещество намагничивается, в результате чего соответствующая часть мостовой перемычки 5 смещается в магнитном поле. При этом происходит изменение сопротивления канала МДП-транзистора, поскольку изменяется расстояние между затвором 4, находящимся на мостовой перемычке 5, и каналом МДП-транзистора. Изменение сопротивления происходит в широких пределах, в результате чего обеспечивается бесконтактное выполнение функции включения/выключения с высокой чувствительностью. Для увеличения прогиба мостовой перемычки 5 она выполнена с элементами гофра 7 или в виде консоли, один конец которой закреплен на полупроводниковой подложке.

Реализация данного устройства обеспечивает повышение чувствительности коммутатора, повышение надежности и долговечности за счет обеспечения его работы без механических контактов, при этом сохраняется возможность работы в широком диапазоне коммутируемых нагрузок.

1. Магнитоуправляемый коммутатор, содержащий токопроводящие элементы и магнитное вещество, отличающийся тем, что содержит мостовую перемычку, закрепленную с помощью гибкого подвеса, на которую нанесено магнитное вещество в виде тонкой магнитомягкой пленки на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток и исток МДП-транзистора, а токопроводящие элементы соединены с истоком и стоком МДП-транзистора.

2. Магнитоуправляемый коммутатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве магнитного вещества используется тонкопленочный магнит.

3. Магнитоуправляемый коммутатор по п.1, отличающийся тем, что содержит консоль, один конец которой закреплен на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток и исток МДП-транзистора, затвор размещен на другом конце консоли, содержащей покрытие в виде пленки магнитного вещества, а токопроводящие элементы соединены с истоком и стоком МДП-транзистора.

4. Магнитоуправляемый коммутатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве магнитного материала используется тонкопленочный магнит.

5. Магнитоуправляемый коммутатор по п.1 или п.2, отличающийся тем, что для увеличения прогиба мостовой перемычки она выполнена с элементами гофра.