Термотранзистор
Патент 498869
Авторы
Классы МПК
Термотранзистор
Иллюстрации
Реферат
" пп ИО..: ... -.:р)ц . ""-: " птСп:: llp g
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 498869
Союз Советскнк
Социалкстическик
Республик (63) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 01.0774 (23) 2059811/26-25 с ирнсоелннением заявки РЙ (51) М. Кл.
H 01 J 29/66 (23) Приоритет
ГЭВтДЭРбтбЭИНЫЙ 10Иттт
Csaexa Maaacryaa CCCP
aa,)Isaàì взабрвтввиб н етирыттб (53) УДК.621.382 (088.8) (43} Онублнковано 059578;Бюллетень ph 17 (45) Дата опубликования опнсання1204.78 (72) вторы нзобретення
И.M. Пилат, A.À. Ащеулов и А.Б. Беликов (7!) Заявнтелй черновицкий государственный университет (54) ТЕРМОТРАНЭИСТОР
Т, - Ts
g(+<< < ) — Ûï 2F п.
Изобретение относится к приборам для измерения градиента температуры и может быть использовано для регистрации тепловых потоков и энергии различных излучений. 5
В настоящее время для измерений градиента температур, разности температур применяют термотранэисторы, у которых используется температурная чувствительность р-и-перехода. Однако такие тер- 10 мотранзисторы имеют относительно малую температурную чувствительность и большую тепловую постоянную времени.
Для повышения температурной и вольтваттной чувствительности, а также по- IS нижения тепловой постоянной времени термотранэистор предлагается изготовлять на основе термоэлектрически анизотропных полупроводниковых монокристаллов с использованием является по- ж перечной термо ЭДС.
На фиг. 1 схематически изображен описываемый термотранэистор; на фиг.2включение териотранзистора в схему с общим змиттером.
Термотранзистор иэгстовлен иэ термоэлектрически анизотропного монокристалла в виде прямоугольной пластинки
1, на торцах который созданы эмиттерный 2 и коллекторный 3 Р-п -переходы.
Термозлектрически аннэотропный монокристалл кристаллографически ориентирован относительно р-и-переходов таким образом, iTo возникающее в нем поперечное термоэлектрическое поле направлено перпендикулярно плоскости р.п переходов.
Расмотрим монокристалл, в котором термо ЭДС вдоль крнсталлографического направления (С, ) отличается от термо ЭДС в перпендикулярнсм направлении (< ). Если вырезать пластинку из такого монокристалла под углом . к этому кристаллографическому направлению, то при наличии градиента температуры под углом 90 - 9 к етому направлению возникает поперечное по отношению к градиенту температуры термоэлектрическое поле. Величина возникающей термо ЭДС определяется:формулой Тсмсонат
Таким образом, ЭДС, возникающая вбазовой области под действием градиента температуры, определяется анизотропией термо.ЭДС, размерами базовой области и пропорционально градиенту температуры. Возникающее поперечное
498869 формула изобретения
Составите». Ю. Мукортов
Редактор Е. Месропова Техред g. фанта Корректор Н. Ковалева
Заказ 2451/40 Тираж 960 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5
Филкал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 термоэлектрическое поле влияет на эфФективность инжекции эмиттера, что приводит к соответствующему изменению тока коллектора. Градиентная чувствительность термотранэистора в схеме с общим эмиттером (Фиг. 2), при нахождении рабочей:точки транзистора на линейном участке, определится следующим выражением: а H „(с -«)а Lin29 )1 Jh
Т»-Т, 2(,, Ь а 6 где . аУИ вЂ” изменение напряжения на нагрузке под действием градиента )5 температуры) - коэффициент усиления транзистора; г — сопротивление змиттерного перехода; 20
"F — сопротивление базы, М,- нагрузка)
% -- сопротивление в цепи базы.
Базовую область можно изготовить из термоэлектрически аниэотропного рб монокристалла, например иэ CcLSS, обладающего анизатропией термо ЭДС С„ - <„), разной 250 мкВ/град. при удельной электропроводности 6е1 сз»»см
При 0 2 мм и ЬО,5 мм, о--0,5 мм получаем =0,8 Ом. При Р 100, т 45"; 0,01 Ом;%„10 кСм) Я 10 Ом, получаем В„э=2+22 В мм/град. Если испольэовать транзистор для измерения температуры, то в рассмотренном примере можно получить чувствительность порядка
4,4 В/град, что более чем на три порядка превосходит чувствительность обычных термотранзисторов в режиме прямого смещения эмиттера. Вольт-ваттная чувствительность такого транзистора определяется формулой U
2 е где Н 0,01 Вт/град, теплопроводность
М-И и в нашем случае 86 440 B/Âò.
Тепловая постоянная времени термотранэистора значительно уменьшается. эа счет того, что тепловой поток непосредственно действует на базовую область, тепловая постоянная времени которой порядка 1-2 с, в то время как обычные термотранэисторы требуют прогрева все" го корпуса и их постоянная времени равна 1 мин и более.
Термотранэистор на основе биполярной структуры, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности при одновременном уменьшении тепловой постоянной времени, база выполнена иэ термоэлектрнчески аниэотропного полупроводникового материала, кристаллографическая ось которого составляет угол 454 с вектором нормали к плоскости Р- -переходов.