DE1098581B - Einrichtung mit einem Halbleiterkoerper mit magnetfeldabhaengigem Widerstand - Google Patents

Description

• Einrichtung mit einem Halbleiterkörper mit magnetfeldabhängigem Widerstand Es ist bekannt, Halbleiterplättchen mit magnetfeldabhängigem Widerstand zwischen zwei isolierten Eisenplatten, die als mechanische Halterung dienen, anzubringen. Weiter ist es bekannt, einen Halbleiterkörper auf einem Träger mit Hilfe eines Klebebandes zu befestigen. Ferner hat man schon Widerstandskörper in Drahtform auf Papier aufgeklebt und in eine Tasche aus Metall eingeschoben.
• Um einen hermetischen Abschluß des Halbleiterplättchens gegen chemischeKorrosionseinflüsse zu erzielen, ist schon vorgeschlagen worden, einen Halbleiterkörper zusammen mit den an ihm zwecks Stromführung bzw. Hallspannungsabnahme angreifenden Elektroden zusammen mit den Anschlußleitern zwischen zwei Schutzkörpern aus elektrisch isolierendem Material einzubetten. Dadurch ist für den Halbleiterkörper eine mechanische Halterung geschaffen, die den Widerstandskörper vor mechanischen Beschädigungen schützt und zugleich die Zuleitungsdrähte und Anschlußstellen .fixiert.
• Eingebettete Widerstandskörper haben den Vorteil, daß sie als solche leicht auswechselbar sind und sich auch für den rauhen Betrieb eignen.
• Zur Vermeidung von thermischen Spannungen im Halbleiterkörper hat man ferner vorgeschlagen, diesen zusammen mit einem Unterlageplättchen in Gießharz einzubetten. Um jedoch eine Krümmung der durch die Einbettung gebildeten Sonde auch bei größeren Temperaturschwankungen vermeiden zu können, muß das Unterlageplättchen verhältnismäßig dick ausgeführt werden. Dies bedingt einen größeren Luftspalt im magnetischen Kreis. Der Erregeraufwand für das Magnetfeld wid daher sehr hoch.
• Die Erfindung bringt eine vorteilhafteVerbesserung an einer Einrichtung mit einem Halbleiterkörper mit magnetfeldabhängigem Widerstand in Form einer mit äußeren Stromanschlüssen versehenen Sonde, in der der Halbleiterkörper zusammen mit den an ihm angebrachten Anschlußleitern unverrückbar in Isolierstoff eingebracht ist, insbesondere zur Hallspamiungserzeugung. Gemäß der Erfindung bestehen die Schutzkörper aus einem sinterkeramischen hochohmigen Werkstoff, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient weitgehend demjenigen des Halbleiterkörpers gleicht. Dadurch, daß die zwei Schutzkörper gleichen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, können Wärmeschwankungen keine Krümmung des Sondenkörpers bewirken. Im Gegensatz zu der bekannten Ausführung, bei der das Hallplättchen zwischen zwei Eisenplatten liegt, können Wärmeschwankungen auch keine Verwerfungen bzw. Gefügeverschiebungen des Hallkörpers hervorrufen, die zu Störungen führen können. Die Schutzplatten können sehr dünn gehalten werden, so daß der Erregeraufwand für das magnetische Feld herabgesetzt ist. Der Widerstandskörper kann zunächst mit dem einen Schutzkörper mechanisch fest verbunden, z. B. angeklebt werden, so daß sich eine bessere Halterung für die weiterverarbeitenden Maßnahmen ergibt, wie beispielsweise für das Anlöten der Zuführungsleitungen, vor allem aber für den Dünnschliff des Widerstandsplättchens. Sind diese vorbereitenden Maßnahmen durchgeführt, wird der andere Schutzkörper über das Halbleiterplättchen gelegt und mit dem ersten Schutzkörper fest verbunden, so daß nunmehr das Halbleiterplättchen zwischen beiden Schutzkörpern eingebettet ist. Besitzt das Material der Schutzkörper einen guten Wärmeleitwert und einen hohen elektrischen Widerstand, so kann einerseits die beim Stromdurchgang auftretende Verlustwärme schnell abgeführt werden, während andererseits sich in dem Schutzkörper keine Wirbelströme ausbilden können, deren magnetische Felder das Meßergebnis beeinträchtigen.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Schutzkörper aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen. Elektrisch nicht leitende, ferromagnetische Werkstoffe sind an sich bekannt. Zu diesen gehören beispielsweise die Ferrite. Der Vorteil derEinbettung des Halbleiterplättehens zwischen zwei Schutzkörpern aus ferromagnetischem Werkstoff besteht außer den bereits obengenannten Vorteilen einer guten Wärmeleitfähigkeit und eines großen elektrischen Widerstandes noch darin, daß der effektive Luftspalt zwischen den beiden Magnetpolen geringer wird. Bei Halbleiterplättchen, die in einen Schutzkörper eingebettet sind, muß die Größe des Luftspaltes zwischen den beiden Magnetpolen zwangläufig mindestens gleich der Dicke des Halbleiterplättchens zuzüglich der Dicke des Schutzkörpers sein. Wird nun der Schutzkörper aus einem ferromagnetischen Werkstoff hergestellt, so bleibt zwar derAbstand der beiden Magnetpole gleich, -der effektive Luftspalt verringert sich jedoch um die Dicke des Schutzkörpers, da nunmehr die magnetischen Feldlinien in dem ferromagnetischen Schutzkörper einen guten Leiter vorfinden. Infolge des äußerst kleinen effektiven Luftspaltes bei der Verwendung eines Schutzkörpers aus ferromagnetischem Werkstoff ist es möglich, bereits mit äußerst kleinen Magnetfeldsteuerleistungen eine gute Aussteuerung des magnetfeldabhängigen Widerstandes zu erreichen. In diesem Fall, d. h. also bei sehr kleinen Magnetfeldsteuerleistungen, tritt auch die verhältnismäßig niedrige Sättigungsgrenze ferromagnetischer Werkstoffe nicht nachteilig in Erscheinung. Andererseits ist es möglich, diese niedrige Sättigungsgrenze für besondere Effekte auszunützen, beispielsweise zur Spitzenbegrenzung.
• An Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert. Dabei sind zur besseren Erläuterung die einzelnen, an sich dicht aufeinanderliegenden Teile auseinandergezogen, also mit größtem Abstand dargestellt. Man erkennt die beiden Magnetpolenden 1 und 2, zwischen denen sich der Hallgenerator 3 mit den Stromzuführungselektroden 3 a und den Hallspannungsabnahmeelektroden 3 b befindet. Der Haugenerator ist auf einer Ferritplatte 4, vorzugsweise mit Hilfe einer dünnen Kunstharzschicht 5 befestigt. Über den auf der Ferritplatte 4 angeordneten Hallgenerator 3 wird sodann die zweite Ferritplatte 4 a befestigt. Dabei kann es vorteilhaft sein, zwischen die beiden Ferritplatten 4 und 4ca einen Distanzrahmen 6 anzuordnen, der aus einem beliebigen, nichtmagnetischen Material bestehen kann. Um einen einwandfreien Korrosionsschutz zu erhalten, können sämtliche Stoßkanten mit einem Kunstharz überzogen und gegebenenfalls der gesamte, von dem Hallgenerator nicht ausgefüllte Zwischenraum zwischen den beiden Ferritplatten 4 und 4 a mit Kunstharz ausgefüllt werden. Wird der Zwischenraum zwischen den beiden Schutzkörpern, d. h. in diesem Fall zwischen den beiden Ferritplatten 4 und 4a, mit einer wärmeleitenden Masse ausgefüllt, so ergibt sich infolge gesteigerter Ableitung der in Wärme umgesetzten, beim Stromdurchgang auftretenden elektrischen Verlustenergie eine höhere Strombelastbarkeit des Hallgenerators. Dadurch kann die erforderliche Mindestmagnetfeldstärke noch weiter herabgesetzt werden. Als wärmeleitende Füllmasse kann beispielsweise Silicongixmmi verwendet werden, welches mit Aluminiumoxyd oder Siliziumkarbid versetzt ist.
• Die Erfindung eignet sich, wie bereits oben ausgeführt wurde, insbesondere für solche Haugeneratoren, die mit geringen Magnetfeldleistungen ausgesteuert werden sollen. Dies trifft beispielsweise für den Bau von Meßgeräten, wie Wattmetern u. dgl., zu, da diese Meßgeräte nur eine möglichst geringe Leistung verbrauchen sollen.

Claims (5)

1. PAfENTANSPROC13E: 1. Einrichtung mit einem Halbleiterkörper mit magnetfeldabhängigem Widerstand in Form einer mit äußeren Stromanschlüssen versehenen Sonde, in der der Halbleiterkörper zusammen mit den an ihm angebrachten Anschlußleitern unverrückbar in Isolierstoff eingebracht ist, insbesondere zur Hallspannungserzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkörper aus, einem sinterkeramischen hochohmigen Werkstoff bestehen, deren Wärmeausdehnungskoeffizient weitgehend demjenigen des Halbleiterkörpers gleicht.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkörper aus Ferrit bestehen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetfeldabhängige Widerstand zwischen, den Schutzkörpern mit Hilfe einer Kunstharzschicht befestigt ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schutzkörpern ein Distanzrahmen angeordnet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Schutzkörpern mit einer wäxmeleitenden Masse ausgefüllt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 705 248; USA.-Patentschriften Nr. 2 562 120, 2 599 550; »Archiv für elektr. Übertragung«, 1954, S.269 bis 278, insbesondere S. 276.