Mathematical simulation of a microelectronic transducer with frequency output for measuring the induction of the magnetic field

Abstract

Розроблено новий магніточутливий елемент на основі синтезованого напівпровідникового матеріалу. Розроблено метод синтезу комплексної сполуки тетракіс-μ3-(метокси)(метанол)-пентакіс(ацетилацетонат)(трикупрум(II), неодим(III)) метанол (I). Досліджено властивості комплексної сполуки в пресованому вигляді в температурному діапазоні 273–493 K. У розробленому магніторезисторі під час зміни індукції магнітного поля від 10⁻³ до 200 мТл питомий опір змінюється від 3,12∙10⁻⁵ Ом до 1,25∙10⁻² Ом∙м. На основі розробленого магнітночутливого резистивного елемента запропоновано схемне рішення частотного перетворювача магнітного поля. Частотний перетворювач магнітного поля є гібридною інтегральною схемою, що складається з біполярного транзистора та польового транзистора із затвором. Частота генерації розробленого перетворювача найбільше зростає в діапазоні від 10⁻³ Тл до 0,2 Тл, а за напруги живлення 5,0 В змінюється від 250 кГц до 600 кГц, а в усьому діапазоні зміни індукції магнітного поля змінюється від 250 кГц до 750 кГц. Чутливість розробленого пристрою з частотним виходом для вимірювання індукції магнітного поля становить від 400 Гц/мТл до 800 Гц/мТл.

A new magnetically sensitive element based on the synthesized semiconductor material has been developed. A method for the synthesis of a complex compound has been developed tetrakis-μ3-(methoxo) (methanol)-pentakis (acetylacetonate) (tricuprum (II), neodymium (III)) methanol (I). Conducted properties have been studied complex compound in compressed form in the temperature range 273 - 493 K. In the developed magnetoresistor when changing the induction of the magnetic field 10-3 to 200 mT, the resistivity varies 3.12∙10-5 Ohm to 1.25∙10-2 Ohm∙m. On the basis of the developed magnetically sensitive resistive element the circuit solution of the frequency transducer of a magnetic field is offered. The frequency transducer of the magnetic field is a hybrid integrated circuit consisting of a bipolar transistor and a gate transistor. The frequency of generation of the developed transducer increases the most in the range 10-3 T to 0.2 T, and at a supply voltage of 5.0 V varies 250 kHz to 600 kHz, and in the whole range of changes in magnetic field induction varies 250 kHz to 750 kHz. The sensitivity of the developed device with frequency output for measuring the induction of the magnetic field is 400 Hz/mT to 800 Hz/mT.