Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [ 40 ] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

0,0047

В

+Un(6B)

HAL400


DAI - магнрггочувствительная ИС типа HAL400, HAL401 DA2, DAS- операционные усилители. Полоса пропускания тракта 14,7 кГц.

Рис. 3.23. Схема включения дифференциальной МЧМС серии HAL400 с усилителем сигнала,

выполненным на основе двух ОУ

3.2. Магнитоуправляемые интегральные схемы

Магнитоуправляемые интегральные схемы (МУМ или МУМС) относятся к разряду цифровых интегральных схем. Эти схемы вьшолняют функцию электронных ключей, управляемых магнитным полем. Функциональная схема простейшей магнитоуправляемой ИС приведена на рис. 3.24.

о


Дифференциальный усилитель

Выход

Общий

Рис. 3.24. Функциональная схема простейшей магнитоуправляемой ИС

В данном варианте магнитоуправляемой ИС в качестве преобразователя магнитного поля используется интегральный элемент Холла. Сигнал ЭХ усиливается дифференциальным усилителем, а затем поступает на вход порогового устройства (триггера Шмитта или компаратора). При воздействии управляюш;его магнитного поля определенной величины на выходе микросхемы появляется сигнал логической 1 или 0.

По реакции на воздействие внешнего магнитного поля микросхемы подразделяют шуниполярные, уровень выходного напряжениякоторых зависит от величины индукции магнитного поля одной полярности, и биполярные, уровень выходного напряжения которых зависит как от величины индукции, так и от знака (полярности) воздействуюш;его магнитного поля [3, 16].

Для магнитоуправляемых микросхем возможны два варианта характеристики переключения: прямая и инверсная. Характеристики переключения имеют уровень включено или вьпслючено. Положению Вкл соответствует уровень U , положению Вьпсл - уровень U.

Характеристики переключения униполярных МУМ приведены на рис. 3.25.



г

-►

О

1-►

в

О

Рис. 3.25. Характеристики переключения униполярной магнитоуправляемой микросхемы: а - прямая;

б - инверсная

В первом случае (рис. 3.25.а) в отсутствие управляющего магиитиого поля сигнал на выходе микросхемы

соответствует логической 1. При увеличении индукции управляющего магнитного поля до значения В > В

происходит переключение микросхемы и уровень сигнала на выходе скачком изменяется до логического 0. Дальнейшее увеличение индукции В не изменяет состояние схемы.

Во втором случае (рис. 3.25.6) в отсутствие управляющего магнитного поля сигнал на выходе микросхемы соответствует логическому 0. При увеличении индукции внешнего магнитного поля до значения В > В^ происходит переключение микросхемы и уровень сигнала на выходе изменяется до логической 1. Дальнейшее увеличение индукции В не изменяет состояние схемы.

Па рис. 3.26 приведена характеристика переключения биполярной магнитоуправляемой микросхемы.

Состояние биполярной МУМ меняется

.+В.,

Рис. 3.26. Характеристика переключения биполярной магнитоуправляемой микросхемы

при изменении полярности и величины индукции В >S управляющего магнитного поля (рис. 3.26).

Иногда для изменения передаточной характеристики МУМ используют активные концентраторы магнитного поля, представляющие собой микроминиатюрные постоянные магниты, расположенные непосредственно на корпусе или на кристалле магнитоуправляемой микросхемы. Примером такой конструкции может служить МУМ типа UGN3035U, вьшускаемая фирмой Sprague (см. главу 13, т. 2).

Характеристика переключения МУМ может смещаться в достаточно широких пределах если использовать концентратор в виде постоянного микромагнита.

Паправление и величина смещения зависят от полярности и величины индукции постоянного магнита. Характеристика переключения МУМ с активным концентратором магнитного поля в виде встроенного микромагнита приведена на рис. 3.27.

Постоянный магнит Постоянный маг


Рис. 3.27. Характеристика переключения МУМ с активным концентратором магнитного поля в виде

встроенного микромагнита



Примечание. В зарубеэюной научно-технической литературе биполярные МУМ часто обозначают термином LATCH - ЗАЩЕЛКА. Такой прибор изменяет свое состояние (Вкл/Выкл), если величина индукции управляющего магнитного поля любой полярности (север или юг) превышает значение

Кроме того, зарубежными фирмами используется и термин SWITCH-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ -униполярный или биполярный прибор, который реагирует на изменение полярности управляющего магнитного поля, когда величина индукции этого поля превышает значение В^р^,

При воздействии на МУМ модулированного магнитного потока (например, импульсами прямоугольной формы) сигнал на выходе будет иметь несколько искаженную форму. Эти искажения связаны с инерционностью микросхемы - временем включения/вьпслючения. Переходная характеристика МУМ приведена на рис. 3.28.

0,9(и',ь,х-и ,ь,х)+и вьо< -

0,1(U, -U ,J+U


Время срабатывания (включения) tj как правило, в 1,5-2 раза меньше времени отпускания (вьпслючения) i.

Па рис. 3.29а-и приведены наиболее распространенные функциональные схемы МУМ. Эти схемы не требуют особых пояснений.

Для более сложных магнитоуправляемых микросхем применяются другие функциональные схемы, содержапще

D 3 IP гт ;> тл1 иные элементы.

Рис. 3.28. Переходная характеристика МУМ

По результатам разработки и вьшуска магнитоуправляемых микросхем сложилась определенная их

классификация по уровню основных параметров, но из-за отсутствия нормативной базы последняя носит

почти эмпирический характер. Примерная классификация магнитоуправляемых микросхем приведена в табл.

3.8 и 3.9.

Таблица 3.8. Примерная классификация униполярных магнитоуправляемых микросхем

Основные параметры микросхем

Условная группа микросхем

Микромощные

Маломощные

Напряжение питания, В

от 2,0 до 5,5

от2,5 доЗО

от 4,5 до 50

Ток потребления, мА, не более

Ток коммутации, мА, не более

до 10

от 30 до 50

от 50 до 2500

Индукция срабатывания, мТл

3...70

5...70

10...100

Для ультрачувствительных, мТл

0,5...5

0,5...5

0,5...5

Индукция шпускания, мТл

1...60

3...50

5...80

Для ультрачувствительных, мТл

С..1,0

0...1,0

0...2

Гистерезис, мТл

0,5...5

0,5...10

2...20

Время срабатывания/шпускания, не

20...500

40...500

500...5000

Выходное напряжение низкого уровня, В

<0,4

<0,4

<0,4

Выходное напряжение высокого уровня, В

>2,4

>2,4

>2,4

Выходной ток низкого уровня, мкА

0,05...10

0,5...10

1...100

Диапазон рабочих температур, °С

-10...+85

-60...+125

-65...+125

-40...+170

-40...+170

-40...+150

Таблица 3.9. Примерная классификация биполярных магнитоуправляемых микросхем

Основные параметры микросхем

Условная группа микросхем

Микромощные

Напряжение питания, В

от 2,0 до 5,5

от 2,5 до 30

от 4,5 до 50

Ток потребления, мА, не более

Ток коммутации, мА, не более

до 10

от 30 от 50

от 50 от 2500

Индукция срабатывания, мТл

3...70

5...70

10...100

Для ультрачувствительных, мТл

0,5...5

0,5...5

0,5...5

Индукция шпускания, мТл

-(1...60)

-(3...50)

-(5...80)

Для ультрачувствительных, мТл

-(0,1...1,0)

-(0,1...1,0)

-(0,2...2)

Гистерезис, мТл

0,5...5

0,5...10

2...20

Время срабатывания/отпускания, не

20...500

40...500

500...5000

Выходное напряжение низкого уровня, В

<0,4

<0,4

<0,4

Выходное напряжение высокого уровня, В

>2,4

>2,4

>2,4

Выходной ток низкого уровня, мкА

0,05...10

0,5...10

1...100

Диапазон рабочих температур, °С

-10...+85

-60...+125

-65...+125

-40...+170

-40...+170

-40...+150



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [ 40 ] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122