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Magnetdiode

Halbleiterdiode, deren Leitfähigkeit sich durch ein äußeres Magnetfeld steuern läßt. M. sind wie pin-Dioden mit einem sehr breiten i-Gebiet aufgebaut. Die M. wird in Durchlaßrichtung betrieben, so daß von beiden hochdotierten Gebieten eine Ladungsträgerinjektion (Injektion) in das i-Gebiet erfolgt. Die beiden Seitenflächen a werden technologisch so behandelt (Oberflächenbehandlung oder Diffusion bestimmter Fremdatome), daß in der einen Randschicht die Rekombination von Ladungsträgern wesentlich schneller geschieht als in der anderen. Die niedrigste Rekombinationsgeschwindigkeit liegt innerhalb des Volumens des i-Gebiets. Wird ein äußeres Magnetfeld senkrecht zur Stromflußrichtung so angelegt, daß die Ladungsträger in Richtung der Randschicht mit hoher Rekombinationsgeschwindigkeit abgelenkt werden, so sinkt die Leitfähigkeit der M. durch die steigende Rekombinationsrate. Die rekombinierten Ladungsträger liefern keinen Beitrag zum Stromtransport. Man kann also in Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfelds die Leitfähigkeit der M. steuern. Polt man das Magnetfeld um, so tritt prinzipiell der gleiche Effekt, nur wesentlich schwächer auf, da der Unterschied der Rekombinationsgeschwindigkeiten zwischen Volumen und Randschicht nicht so groß ist wie im ersten Fall. Die maximale Leitfähigkeit der M. wird nicht im magnetfeldlosen Fall, sondern bei schwach negativem Magnetfeld erreicht. Durch das schwach negative Magnetfeld erreicht man, daß keine Ladungsträger mehr in das Randgebiet mit hoher Rekombinationsgeschwindigkeit einfließen. Als Halbleitermaterialien werden Germanium (Ge) und Silicium (Si) eingesetzt. Ein Problem, das den Einsatz der M. heute noch ’beschränkt, ist die starke Temperaturabhängigkeit des beschriebenen Effekts.

 

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