ДАТЧИК МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА ОСНОВІ СВІТЛОВИПРОМІНЮЮЧОГО ДІОДА

New effects of modification of spectrum of radiation of light-emitting diode in magnetic field, which give the chance to use a LED as an optoelectronic magnetic field sensor, are discovered. Physical phenomena that appear in light-emitting diodes in a magnetic field are considered. Amplitudemodulated by a magnetic field the optical signal can be obtained if to use a LED with narrow base, where it is possible to gain 50 % magnification of energy of an emission light in a magnetic field. If a LED with long vary-band base is being used as magneto-sensitive element, the magnetic field will shift effective region of recombination to a section with other energy gap, and the LED’s radiated frequency will change. Thus, we obtain a frequency-modulated by a magnetic field optical signal, which is resistant to noises in optical channels. Such detectors of magnetic field are expedient for using in systems with optical processing methods of the information.Обнаружены новые эффекты изменения спектра излучения светодиода в магнитном поле, которые дают возможность использовать светодиод, как оптоэлектронный датчик магнитного поля. Рассматриваются физические явления, которые происходят в светодиодах под действием магнитного поля. В работе исследованы новые физические механизмы для создания оптоэлектронного магнитодатчика и процессы, протекающие в светодиодах под действием магнитного поля. Амплитудно-модулированный магнитным полем оптический сигнал можно получить, если использовать обычный светодиод с узкой базой, где можно получить 50% увеличение энергии излучения в магнитном поле. Если в качестве магниточувствительного элемента использовать светодиод с варизонной длинной базой, то магнитное поле будет сдвигать эффективную область рекомбинации на участок с другой шириной запрещенной зоны, и частота излучения светодиода изменится. Таким образом, мы получаем частотно модулированный магнитным полем оптический сигнал устойчивый к помехам в оптических каналах. Такие датчики целесообразно использовать в системах с оптическими методами обработки информации.Виявлені нові ефекти зміни спектру випромінювання світлодіода в магнітному полі, які дають можливість використати світлодіод, як оптоелектронний датчик магнітного поля. Розглядаються фізичні явища, які відбуваються у світлодіодах під дією магнітного поля. У роботі досліджені нові фізичні механізми для створення оптоелектронного магнитодатчика і процеси, що протікають у світлодіодах під дією магнітного поля. Амплітудно-модульований магнітним полем оптичний сигнал можна отримати, якщо використати звичайний світлодіод з вузькою базою, де можна отримати 50% збільшення енергії випромінювання в магнітному полі. Якщо в якості магниточутливого елементу використати світлодіод з варізонною довгою базою, то магнітне поле зрушуватиме ефективну область рекомбінації на ділянку з іншою шириною забороненої зони, і частота випромінювання світлодіода зміниться. Таким чином, ми отримуємо частотно-модульований магнітним полем оптичний сигнал стійкий до перешкод в оптичних каналах. Такі датчики доцільно використовувати в системах з оптичними методами обробки інформації

Radiation sensitive detector based on field-effect transistors

The possibility of developing radiation detectors based on field-effect transistors (FET) is investigated. Transistor saturation current is chosen as an informative parameter for modeling. Experimental results show that the drain saturation current of the FET with p-n junction as a gate is decreasing after irradiation. In metal-oxide-semiconductor (MOS) FETs during radiation-induced defect formation two effects are competing, therefore the result of radiation influence is highly dependent on the electro-physical properties of transistors before irradiation and on the absorbed radiation dose. It is shown that saturation current increases with absorbed radiation dose for all the transistors with low electron concentration in a channel above certain levels of absorbed radiation. While the opposite effect is observed for high electron concentration in a channel, i.e. the saturation current drops. Obtained dependences of the drain saturation current of FET on the irradiation dose facilitated development of simple detector design for low levels of radiation. The bridge circuit is used in the radiation sensor to minimize the effect of temperature fluctuations. The sensitivity of the detector is enhanced several times with the help of two pairs of FETs with the opposite sign of radiation sensitivity

Combined semiconductor injection magnetic field sensors for wireless information networks

The possibility of sensitivity increasing of magnetic field sensors by combining different types of sensitive elements in one sensor circuit is experimentally investigated. For this purpose, four new sensor constructions are proposed: based on bridge circuit, based on magnetotransistor in combination with magnetodiode or with second magnetotransistor and with frequency output. More thermostable and radiation-resistant sensor with 10 times greater sensitivity than in conventional two-diode bridge sensor is obtained with four polar magnetodiodes in bridge circuit, instead of two non-polar ones. Sensor constructions with two-collector magnetotransistors in combination with two polar magnetodiodes or one additional magnetotransistor are described. The sensitivity of such devices is 6 and 4 times higher compared to single-transistor sensors, while their temperature stability and radiation resistance increase. Relaxation generator circuit based on unijunction transistor is proposed as magnetic field sensor with frequency output. Inclusion of additional magnetodiode in generator circuit increases sensitivity by 2.3 times in comparison with single-transistor sensor and improves environmental stability. The described devices can be used as effective magnetic field sensors in wireless communication networks