什麼是磁二極管，它們用在什麼地方

磁二極管是一種半導體二極管，其電流-電壓特性會在磁場的影響下發生變化。

普通的 半導體二極管 具有薄底，因此磁場會輕微改變其電流-電壓特性。磁二極管的特點是基極厚（長），電流的路徑長度明顯超過注入基極的載流子的耗散長度。

傳統的底座厚度只有幾毫米，其電阻可與直接電阻相媲美 p-n結…隨著通過它的磁場的感應增加，基極的電阻顯著增加，類似於磁阻器的電阻。

在這種情況下，二極管的總電阻也增加，並且正向電流減小。這種電流減小現像也是由於當基極電阻變大時，電壓重新分配，基極兩端壓降增大，p-n結兩端壓降減小，電流隨之減小。

可以通過查看如圖所示的磁二極管的電流-電壓特性來定量研究磁二極管的影響。這裡很明顯，隨著磁感應強度的增加，正向電流減小。

事實上，磁二極管與普通半導體二極管的不同之處在於，它是由高電阻半導體製成的，其導電率與其自身接近，基極長度d比偏差長度大幾倍擴散載流子 L。而在普通二極管中，d 小於 L。

請注意，與經典二極管不同，磁二極管的特點是正向壓降較大，這正是由於基極電阻增加所致。換句話說，磁二極管是一種具有 pn 結和非整流觸點的半導體器件，它們之間存在高阻半導體區域。

磁性二極管由半導體製成，不僅具有高電阻，而且還具有最大可能的載流子遷移率。通常，p-i-n 磁二極管的結構，雖然區域 i 被拉長並具有顯著的電阻，但恰恰是在其中觀察到明顯的磁阻效應。在這種情況下，磁性二極管對磁感應強度變化的敏感度高於相同材料製成的霍爾傳感器。

例如，對於 B = 0 和 I = 3 mA 的 KD301V 磁二極管，二極管兩端的電壓降為 10 V，而 B = 0.4 T 和 I = 3 mA 時 — 大約 32 V。在高注入水平的正向, 磁二極管的傳導是由注入基極的非平衡載流子決定的。

電壓降主要不像傳統二極管那樣發生在 p-n 結處，而是發生在具有高電阻的基極處。如果載流磁性二極管置於橫向磁場 B 中，則基極電阻會增加。這將導致通過磁性二極管的電流減小。

在“長”二極管中（d / L > 1，其中 d 是基極的長度，L 是擴散偏壓的有效長度），載流子分佈以及二極管（基極）的電阻精確地由長度 L。

L 的降低導致基極中非平衡載流子濃度的降低，即其電阻的增加。如上所述，這會導致基極壓降增加和 p-n 結降低（在 U = const 時）。p-n 結壓降的降低導致注入電流降低，因此基極電阻進一步增加。

可以通過向二極管施加磁場來改變長度 L。這種效應實際上導致了運動載流子的扭曲，其遷移率降低，因此L也照原樣減小，同時電流線被拉長，即基底的有效厚度增加。這就是體磁二極管效應。

磁性二極管的用途廣泛多樣：非接觸式按鈕和按鍵、運動物體位置傳感器、信息的磁讀取、非電量的控制和測量、磁場傳感器和角度傳感器。

磁二極管存在於非接觸式繼電器中，電路中的磁二極管取代了直流電機的集電極。有交流和直流磁性二極管放大器，其中輸入是驅動磁性二極管的電磁線圈，輸出是二極管電路本身。在高達 10 A 的電流下，可以獲得大約 100 的增益。

國內工業生產多種類型的磁二極管。它們的靈敏度從 10-9 到 10-2 A/m 不等。還有一些磁二極管不僅可以確定磁場的強度，還可以確定其方向。

從上面可以清楚地看出，磁性二極管的使用需要一個恆定或可變的磁場源。永磁體或電磁鐵可用作此類源。必須安裝磁性二極管，使磁場線垂直於半導體結構的側面。

串聯連接時允許磁性二極管工作。如果需要在環境相對濕度高達 98% 且溫度為 40°C 的條件下操作磁性二極管，建議使用基於環氧樹脂的化合物進行額外密封。