《大物实验思考题2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大物实验思考题2（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、思考题稳流电路定义稳流亦可叫恒流，意思相近，一般可以不加区别。恒流源:电路的输出电流 I 与输入的电压变化和负载的变化无关就是指如果负载电阻太大，使电源输出电流不能达到恒流值，那么恒流源的输出电压就会自动升到电源的最大输出电压，只有当负载电阻小到一定的程度，使电源输出电流达到恒流值，电源才真正处于恒流工作状态，随着负载电阻值的逐步减小，输出电压也按规律下降，以保持输出电流的恒定不变。这就是恒流的概念。区别（稳流，稳压）区别就是：谁能提供标准稳定的电压源直流稳流电源输出电流是恒定的；直流稳压电源输出电压是恒定的；其实稳流电源也可以看成是稳压电源的一种，其电路结构是一样的。不同点在于，稳压电源取样
2、点并联在电源输出端，内阻很小，所以压降很小；而稳流电源的电压取样点是串联在输出端的，内阻大。巨磁阻定义巨磁阻又称特大磁电阻，即 GMR（Giant Magneto Resistive） ，比 AMR 技术磁头灵敏度高2 倍以上，GMR 磁头是由 4 层导电材料和磁性材料薄膜构成的：一个传感层、一个非导电中介层、一个磁性的栓层和一个交换层。巨磁阻效应 ，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁阻是一种量子力学效应，它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料有最小的电
3、阻。当铁磁层的磁矩为反平行时，与自旋有关的散射最强，材料的电阻最大。上下两层为铁磁材料，中间夹层是非铁磁材料。铁磁材料磁矩的方向是由加到材料的外磁场控制的，因而较小的磁场也可以得到较大电阻变化的材料。原理如右图所示，左面和右面的材料结构相同，两侧是磁性材料薄膜层（蓝色） ，中间是非磁性材料薄膜层（橘色） 。左面的结构中，两层磁性材料的磁化方向相同。 当一束自旋方向与磁性材料磁化方向都相同的电子通过时，电子较容易通过两层磁性材料，都呈现小电阻。 当一束自旋方向与磁性材料磁化方向都相反的电子通过时，电子较难通过两层磁性材料，都呈现大电阻。这是因为电子的自旋方向与材料的磁化方向相反，产生散射，通过的
4、电子数减少，从而使得电流减小。右面的结构中，两层磁性材料的磁化方向相反。 当一束自旋方向与第一层磁性材料磁化方向相同的电子通过时，电子较容易通过，呈现小电阻；但较难通过第二层磁化方向与电子自旋方向相反的磁性材料，呈现大电阻。 当一束自旋方向与第一层磁性材料磁化方向相反的电子通过时，电子较难通过，呈现大电阻；但较容易通过第二层磁化方向与电子自旋方向相同的磁性材料，呈现小电阻。应用巨磁阻效应在高密度读出磁头、磁存储元件上有着广泛的应用。随着技术的发展，当存储数据的磁区越来越小，存储数据密度越来越大，这对读写磁头提出更高的要求。巨磁阻物质中电流的增大与减小，可以定义为逻辑信号的0与1，进而实现对磁性
5、存储装置的读取。巨磁阻物质可以将用磁性方法存储的数据，以不同大小的电流输出，并且即使磁场很小，也能输出足够的电流变化，以便识别数据，从而大幅度提高了数据存储的密度。巨磁阻效应被成功地运用在硬盘生产上。1994年，IBM 公司研制成功了巨磁电阻效应的读出磁头，将磁盘记录密度提高了17倍 来源请求 ，从而使得磁盘在与光盘的竞争中重新回到领先地位。目前，巨磁阻技术已经成为几乎所有计算机、数码相机和 MP3播放器等的标准技术。利用巨磁电阻物质在不同的磁化状态下具有不同电阻值的特点，还可以制成磁性随机存储器（MRAM） ，其优点是在不通电的情况下可以继续保留存储的数据。除此之外，巨磁阻效应还应用于微弱磁
6、场探测器。目前，中国国内也已具备了巨磁阻基础研究和器件研制的良好基础。中国科学院物理研究所及北京大学等高校在巨磁阻多层膜、巨磁阻颗粒膜及巨磁阻氧化物方面都有深入的研究。中国科学院计算技术研究所在磁膜随机存储器、薄膜磁头、MIG 磁头的研制方面成果显著。北京科技大学在原子和纳米尺度上对低维材料的微结构表征的研究及对大磁矩膜的研究均有较高水平。来自剑桥大学的一位物理学家 Tony Bland 介绍说：“ 这些材料一开始看起来非常玄秒，但是最后发现它们有非常巨大的应用价值。它们为生产商业化的大容量信息存储器铺平了道路。同时它们也为进一步探索新物理 比如隧穿磁阻效应（TMR: Tunneling Ma
7、gnetoresistance） 、自旋电子学（Spintronics）以及新的传感器技术 奠定了基础。但是大家应该注意到的是：巨磁阻效应已经是一种非常成熟的旧技术了，目前人们感兴趣的问题是如何将隧穿磁阻效应开发为未来的新技术宠儿。 ” 5英寸硬盘巨磁阻磁头阿尔卑斯电气公司2000年4月将批量生产记录密度高达15Gbit/吋2的 GMR 磁头。使用该磁头，一张3.5英寸的磁盘容量大约为 20GB，2.5 英寸也可达到10GB 的容量。 为了达到15Gbit/吋2，该公司改良了 GMR 磁头内部的 spin valve 旋转阀门膜（spin valve 膜) ，并在自由层中增加了导通层，采用了所
8、谓的旋转过滤阀门膜。固定层采用的是多层式构造。阿尔卑斯将通过 GMR 磁头的改良和 TMR 磁头两方面，将于2003年实现100Gbit/吋2 磁头的实用化。巨磁电阻（GMR）传感器 是利用具有巨磁电阻效应的磁性纳米金属多层薄膜材料，通过半导体集成工艺制作而成。具有体积小、灵敏度高、线性度好、线性范围宽、响应频率高、工作温度特性好、可靠性高、成本低等特点。应用：1、电子罗盘或电子指南针：航海，航空导航； 2、地磁场检测，高精度磁补偿电流检测；3、交通控制系统交通工具检测：车辆分类，是否有车辆存在或通过的运动方向；停车场车辆存在与否检测。 4、旋转磁轮和运动磁条的转速或速度检测； 5、高速接近传感器；远距离（大于200mm）检测。磁阻传感器 磁场传感和磁力计、电子罗盘、线性和角位置传感器，车辆探测，GPS 导航，以及更多。霍尼韦尔磁场传感器和磁力计提供完整的磁场传感解决方案，具有很高的精确度，可以轻易的整合到几乎所有的应用环境中。一般来说，磁阻传感器可用于磁力计、电子罗盘、线性和角位置传感器，车辆探测，GPS 导航，以及其他更多应用。霍尼韦尔 Honeywell 磁场传感器和磁力计提供完整的磁场传感解决方案，具有很高的精确度，可以轻易的整合到以下应用环境中。应用电子罗盘、磁力计、位置传感线性和角位置传感器、车辆检测解决方案、全球卫星导航定位 GPS 解决方案、车载信息服务系统。
