DE1762942C - Contactless electrical pulse generator or switch with a permanent magnet - Google Patents

Description

als magnetische Fangarme dienenden Ferritplatten res Feld ausreichender S arke und zu_du.]Ferrite plates serving as magnetic tentacles res field of sufficient S arke and zu_du.]

angeordnet ist. Ein Ausgangssignal wechselnder Rieh- des Vorspannungsmagneten im Bereich desis arranged. An output signal from alternating Rieh- the biasing magnets in the area of the

lung wird von einem sfeuermagneten erzeugt, dessen magneten entgegengesetzter R.chtumjau ^den tion is generated by a fire magnet, whose magnets are opposite to R.chtumjau ^den

magnetische Achse quer zur magnetischen Achse des magneten wirkt. Erreicht das wuenemagnetic axis acts transversely to the magnetic axis of the magnet. Achieve the wuene

Vorspannungsmafineten gerichtet ist und der in Rieh- 5 ausreichende Starke, so kehrt d e R^Is directed and the strength is sufficient in Rieh- 5, then the R ^

lung der magnetischen Achse des Vorspannung- tion des Schaltmagneten d.e PoIa .tat sprugdevelopment of the magnetic axis of the pretensioning of the switching magnet d.e PoIa .tat jumped

magneten bewegt wird. Der hohe magnetische Wider- Verwendet man m diesem Fa1 ^B einen stand des Vorspannungskreises erfordert einen entsprechend starken Vorspannungsmagneten und somit auch ein starkes Steuerfeld.magnet is moved. The high magnetic resistance is used in this case state of the bias circuit requires a correspondingly strong bias magnet and thus also a strong control panel.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Impulserzeuger oder Schalter, insbesondere fürThe invention is based on the object of providing a pulse generator or switch, in particular for

Steuerungszwecke, zu schaffen, dessen Magnetkreis beim anschließenden ^^J^ Control purposes to create, whose magnetic circuit in the subsequent ^^ J ^

einen Permanentmagneten und mindestens einen hält so einen sogenannten Taster, dera permanent magnet and at least one of them holds a so-called button that

magnetfeldempfindlichen Halbleiterkörper enthält 15 und berührungslos arbeitet.Magnetic field sensitive semiconductor body contains 15 and works without contact.

d i d di ih Idki haft In der anderen A^lttra did di ih Idki haft In the other A ^lttra

Verwendet man m diesem Fa1
Spannungserzeuger als ^
spannung ja proportional zur
ist, so ergibt sich ein sich f
sprunghaft änderndes ^HaP
sowohl beim Vergrößern des
beim anschließenden ^^J hält so einen sogenannten Taster hl btetIf one uses in this Fa1
Voltage generator as ^
voltage proportional to the
is, it results in a f
abruptly changing ^Ha P
both when enlarging the
with the subsequent ^^ J holds a so-called button hl btet

„Xwar"Xwar

&_sΐ auch Feldes ate auch& _s ΐ also field ate too

magnetfeldempfindlichen Halbleiterkörper enthältContains magnetic field sensitive semiconductor body

und in dem die magnetische Induktion sprunghaft durch ein äußeres Magnetfeld verändert werden kann.and in which the magnetic induction leaps and bounds can be changed by an external magnetic field.

Dieser Impulserzeuger oder Schalter soll unter anderem zum Steuern von Transistor oder Thyristoren sowie als Relais, Taster, Annäherungsschalter, End-This pulse generator or switch is intended, among other things, to control transistors or thyristors as well as relays, buttons, proximity switches, limit switches

.agenschalter und Impulsgenerator geeignet sein. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß.ag switch and pulse generator be suitable. The solution according to the invention is that

ein Permanentmagnet mit kleiner Koerzitivfeldstärkea permanent magnet with a small coercive field strength

und großer Remanenzinduktion vorgesehen ist und ten so klein ist,and large remanent induction is provided and ten is so small that

daß die Größe und/oder Richtung des Steuerfeldes .5 Magneten normalerweisethat the size and / or direction of the control field .5 magnets normally

mit der Lage oder der Polung eines Steuermagneten anderen ^™™™™¹™ with the position or the polarity of a control magnet other ^ ™ ^{Bäumeneed 1 ™}

veränderbar ist, dessen magnetische Achse parallel Magnet '·» zur magnetischen Achse des Permanentmagneten verläuft Der Halbleiterkörper kann nur von einemis changeable, the magnetic axis of which is parallel to the magnet '· » runs to the magnetic axis of the permanent magnet. The semiconductor body can only be of one

In der anderen
körper vor allem m
günstig sind) kann der
daß der auf den '^.ß
wirkende Anteil der Indukt.onIn the other
body especially m
are cheap) the
that the on the '^ .ß
Acting portion of Indukt.on

induktion des ersten Magneten ist magnetische Kopplung, zw.seκη ^d induction of the first magnet is magnetic coupling, zw.seκη ^d

ten so klein ist, daß der ™™^e ten is so small that the ™osters ^e

ht vonht from

d h α. ηd h α. η

remen in den einen ,η den remen in one, η den

g deng the

als gas g

sieren und wird
magnet bezeichnet.
wendungsieren and will
magnet called.
turn

inin

gneüschen J treur solehergneüschen J trueur soleher

abhangige ^ _f ^hote'dependent ^ _f ^hote '

platten« schriftplates «font

sein,being,

zur magnetischen Achse des Permanentmagneten ^P verläuft. Der Halbleiterkörper kann nur von einem reich der Steuermagneten beeinflußt werden, der in der Rieh- 30 Widerstandes zu ^ tung queF zur magnetischen Achse des Permanent- also die Aufgabe, den magneten bewegt wird. Der Einfluß von Störfeldern d d d^h^^b runs to the magnetic axis of the permanent magnet ^ P. The semiconductor body can only be influenced by one of the control magnets, which is moved in the direction of resistance to the magnetic axis of the permanent magnet. The influence of interference fields ddd ^h ^ ^b

ist somit praktisch ausgeschlossen.is thus practically impossible.

Dieser Impulserzeuger oder Schalter wird als »kon- wendug ^ taktlos« bezeichnet, weil zu seiner Betätigung be- 35 nur sinnvoll bei ^ wegliche elektrische Schaltkontakte nicht erforder- in einem bestimmten lieh sind. Er arbeitet außerdem berührungslos, denn es genügt die Annäherung eines Magneten zum Erzeugen eines Impulses bzw. Signals am Ausgang des Halbleiterkörpers. Magnete mit rechteckiger Hyste- 40 reseschleife, sogenannt, .Rechteckmagnete«, sind bekannt. Beim Impulserzeuger nach der Erfindung sollen sie zusätzlich eine geringe Koerzitivfeldstärke ^^^ haben. Solche Schaltmagnete haben unter anderem dauer zweckg bei der Heilung von Magnetspeichern ein weites 45 einwirkende Induktion Anwendungsgebiet gefunden. Die unter Verwendung großer oder gleich « Jieser Schaltmagnete aufgebaute Einrichtung gibt bei zu machen. Um ^^ einem bestimmten Mindestwert des von außen ein- nungsmagiiet zu s arken wirkenden Steuermagnetfeldes nur dann ein Signal magneten »'^This impulse generator or switch is referred to as "useful, tactless," because it is only useful when moving electrical switching contacts are not required in a particular way to operate it. It also works without contact, because it is sufficient to bring a magnet close to generate a pulse or signal at the output of the semiconductor body. Magnets with a rectangular hysteresis loop, so-called "rectangular magnets", are known. In the case of the pulse generator according to the invention, they should also have a low coercive field strength ^^^. Such switching magnets have, among other things, found a wide range of induction fields of application in the healing of magnetic memories. The device constructed using large or equal to Jieser solenoids helps to make things happen. To ^^ a certain minimum value of nungsmagiiet switched from the outside to s strengths acting control magnetic field only a signal magnet '' ^

ab, wenn die Induktion des Steuermagnetfeldes inner- 50 »">"*«*·when the induction of the control magnetic field is within 50 »"> "*« * ·

halb des Schaltmagneten entgegengesetzt zu dessen dem Teil deshalf of the solenoid opposite to that of the part of the

Remanenzinduktion gerichtet ist. Die Einrichtung hat also auch Gedächtniseigenschaften.Remanent induction is directed. The device also has memory properties.

Im Magnetkreis kann außer dem Schaltmagneten ^In addition to the switching magnet ^

noch ein leiter Magnet, ein Vorspannungsmagnet, 55 gnetkmses kan" z. ^{B d} another conductor magnet, a preload magnet, 55 gnetkmses can "z. ^{B d}

vorgesehen sein, der bezüglich des Halbleiterkörpers schnitte der magnetisch le.tenaenbe provided, the sections of the magnetic le.tenaen with respect to the semiconductor body

magnetisch parallel zum Schaltmagneten in den Ma- lrimagnetically parallel to the switching magnet in the Malri

gnetkreis gesetzt ist. Der zweite Magnet soll gegen-gnetkreis is set. The second magnet should be

über dem Schaltmagneten eine hohe Koerzitivkrafta high coercive force above the solenoid

und eine kleine Anfangspermeabihtat aufweisen. Beiand have a small initial permeability. at

der Ausbiidv.ng der Einrichtung mit dem zusätzlichenthe training of the facility with the additional

Vorspannungsmagneten kann man d.e magnetischeBias magnets can be called magnetic

Kopplung zwischen diesen beiden Permanentmagne-Coupling between these two permanent magnets

ten des Maywtkreises entweder sehr stark oder sehr schwach machen.ten of the Maywt circle either very strong or very strong make weak.

Bei einer ersten Ausführungsform zwingt der Vor-In a first embodiment, the pre-

spannungsmagnet dem Schaltmagneten d.e Richtung der Remanenzinduktion so lange auf, wie kein auße-voltage magnet to the switching magnet in the direction of the remanent induction for as long as no external

"_s ^l magnSfeldabhängigen ernes'W*" Mahnet hat" _s ^l magnetic field-dependent ernes'W *" has Mahnet

^f3^ f3

An™ _{u hen} An ™ _{u hen}

i Kennliniei characteristic

. _h ^₅ ,_Feid-. _h ^ ₅ , _Fe id-

d e cd e c

nΓ Teil der Kenn_{k es} n Γ part of the Kenn _{k it}

_den Haibleiierkörper _the shark egg body

Vorepan- ί den Schalt-Pre-plan ί the switching

T inT in

^gneiSmU dem Halbleiterdem Teil des M^a^^et^„ * _{klein en} korper und dem V «^spannung* mg β _des den mage&scten Wideband im^ ^ ^ gneiSmU the semiconductor part of the M ^a ^ ^et ^ "* _small body and the V" ^ tension * mg β _of the magical wideband in the ^ ^

^Ma^^e*^re1*'^/^i^Auslegung der Querk ^{B d}u ^{ch Aus}^ ^g _{des M t}. ^Ma ^ ^e * ^re1 * '^ / ^ i ^ Design of the Querk ^{B d} u ^{ch Aus} ^ ^g _{des M t} .

Der ersteThe first

stehtstands

. _{t besteht vor}.. _{t exists} .

_ferritma_Bnetischem Werk SSS? Rechteck-Ferrit _ngsmagnet be _ferritm a _B netischem work SSS? Rectangular ferrite _magnet be

^Γ ferromagnetischem Oxyd aus 1 _Haf_bIeiterkörper kan, , widestand, wie die söge ^^^ _der widerstand mit magne^ Γ ferromagnetic oxide of 1 _Ha f _Bie iterkörper kan, was wide as the söge ^^^ _resistance with magne

_t."l c_nPrrc_Chicht sein Auch Hallspannungserzei J«»»« ^spern^«ht se.n_ß ^wendbar. D. _t . "l c _nPrr c _C hicht sein Also Hall voltage signal J« »» « ^s pern ^« ht se.n _ß ^ reversible. D.

g« sind ""^P^™^ _bzw. schaltende äuße, Jen Magnetkreis steuernaeg «are""^ P ^ ™ ^ _or . switching external, Jen magnetic circuit control ae

ein ⁵ "l a ⁵ "l

Magnetfeld kann sowohl von einem beweglichen, linear beweglich machen, so kann man im Prinzip z.B. drehbaren Permanentmagneten als auch von eine Anordnung gemäß Fi g. 6a bis 6d wählen. Der einem ülcklromagnctcn erzeugt sein. Magnet 17 ist dort beispielsweise in Pfeilrichtung aufMagnetic field can make both a movable, linear movable, so one can in principle e.g. rotatable permanent magnets as well as an arrangement according to Fig. Select 6a to 6d. the a ülcklromagnctcn be generated. Magnet 17 is there for example in the direction of the arrow

An Hand der schematischen Zeichnung von Aus- die Anordnung mit dem Magneten 10 hin beweglich, fiihrungsbeispiclcn werden weitere erfindungsgemäße 5 Bei den in Fig. 6a angegebenen und durch die Sym-Einzclheitcn erläutert. bole N-S gekennzeichneten Polaritäten der MagneteOn the basis of the schematic drawing from FIG. 1, the arrangement with the magnet 10 can be moved, guide examples are further examples of the invention in the case of those indicated in FIG. 6a and explained by the symbols. bole NS marked polarities of the magnets

In den Fig. 1 bis 4 sind Kennlinien erfindungs- 10 und 17 sind die Induktionen B_r und B₀ im Bereich gemäß verwendeter Bauteile qualitativ gezeichnet. des Magneten 10 zunächst entgegengerichtet und im In Fig. 1 ist in der Abszisse das Magnetfeld// Bereich des Halbleiterkörpers 13 gleichgerichtet. Die (in Oe) und in der Ordinate die magnetische Induk- io die (äußere) Induktion B₀ symbolisierenden Linien tion B (in Gs) abgetragen. Die Kurve 1 mit der recht- sind in Fig. 6a und 6d gestrichelt gezeichnet, um eckigen Hystereseschleife gehört zu einem Ferrit- anzuzeigen, daß bei der großen Entfernung zwischen magneten. Die Remanenzinduktion B_r solcher Ma- Magnet 17 und Magnet 10 eine gegenseitige Beeingncte kann zwischen etwa 2 und 20 kGs und die flussung noch kaum in Erscheinung tritt. Werden die Koerzitivkraft //_r zwischen 0,01 und 80 Oe schwan- 15 Magnete 10 und 17 gemäß Fig. 6b einander angekcn. Die Permeabilität derartiger Magnete liegt im nähen, so wird die Induktion B₀ auch im Magnet-Bereich der Sättigung etwa bei 1 Gs/Oc, während sie kreis so stark, daß sie die eigene (remancnte) Indukim Bereich der steilen Teile der Hysteresis nahezu tion B_r des Magneten 10 z. B. übersteigt und den ου ist. Je größer die Remanenzinduktion B, ist, um Magneten 10 von dem einen Remancnzzusland in den so größer ist naturgemäß der Sprung von Λ B, auf ao anderen umkippt. Das Ergebnis dieses Oberganges ß_r, also auch das Signal, das der Halbleiterkörper ist in Fig. 6c angedeutet. Es äußert sich darin, daß abgibt, der im Wirkungsbereich des Magneten ange- der Halbleiterkörper 13, der zunächst einer sehr starordnet ist. Das vom Halbleiterkörper abgegebene kcn Induktion (B₀ + B,) ausgesetzt war, plötzlich Signal ist um so steiler, je mehr die Hysteresis der nur noch einer sehr kleinen Induktion (B₀ -B,) ausidealen Rcchtcckform angenähert ist. as gesetzt ist, da die eigene Induktion B, des Magnetin F i g. 1 ist außer der Kurve 1 mit der Kurve 2 kreises gemäß Fi g. 6c der Induktion B₀ des äußeren auch die Kennlinie eines erfindungsgemäß verwend- Magneten 17 im Bereich des Halbleiterkörpers 13 baren zweiten Magneten,-des sogenannten Vorspan- entgegenrerichtet ist. Wird der Magnet 17 dann wienungsmagnetcn, qualitativ angegeben. Die Koerziliv- der in I'leilrichtung von dem Magnetkreis weggeführt, kraft solcher Magnete mit flacher aber breiter Hyste- 30 so nimmt gemäß Fig. 6d die gestrichelt gezeichnete resis ist wesentlich größer als diejenige der vor- Induktion B_a des Magneten 17 im Bereich des Magcnannten I'crrilmagnete. Sie kann beispielsweise gnetkrcises wieder ab, so daß der Betrag des auf den zwischen 300 und 3000 Oc liegen. Magnete gemäß Halbleiterkörper 13 einwirkenden Magnetfeldes wie-Kurve 2 zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß der zunimmt.1 to 4, characteristics 10 and 17 are the inductions B _r and B ₀ in the area according to the components used are drawn qualitatively. of the magnet 10 is initially directed in the opposite direction and in FIG. 1, the magnetic field // area of the semiconductor body 13 is rectified in the abscissa. The lines (in Oe) and the magnetic induction in the ordinate symbolizing the (external) induction B ₀ (in Gs) are plotted. The curve 1 with the right are drawn in Fig. 6a and 6d in dashed lines to indicate that the angular hysteresis loop belongs to a ferrite, that at the large distance between magnets. The remanent induction B _{r of} such magnet 17 and magnet 10 a mutual impact can be between about 2 and 20 kGs and the flow hardly appears. If the coercive force // _r fluctuates between 0.01 and 80 Oe, magnets 10 and 17 according to FIG. 6b are connected to one another. The permeability of such magnets is in the sewing area, so the induction B _{0 is} also in the magnet area of saturation at about 1 Gs / Oc, while it circles so strong that it almost tion of its own (remanent) induction in the area of the steep parts of the hysteresis B _{r of} the magnet 10 z. B. exceeds and the ου is. The greater the remanence induction B i is to move magnet 10 from one remanence country to the greater is, of course, the jump from Λ B, to ao the other. The result of this transition β _r , thus also the signal that the semiconductor body is indicated in Fig. 6c. It is expressed in the fact that the semiconductor body 13 located in the area of action of the magnet, which is initially a very rigid one, emits. The kn induction (B ₀ + B,) emitted by the semiconductor body was suddenly exposed to the signal is the steeper, the closer the hysteresis _{approximates the only very small induction (B 0} -B,) from an ideal rectangular shape. as is set, since the own induction B, of the magnetin F i g. 1 is except the curve 1 with the curve 2 circle according to Fi g. 6c of the induction B _{0 of} the outer also the characteristic curve of a magnet 17 which can be used according to the invention in the region of the semiconductor body 13, the so-called preload, is directed in the opposite direction. If the magnet 17 is then wienungsmagnetcn, specified qualitatively. The Koerziliv- led away in the I'leilrichtung of the magnetic circuit, by virtue of such magnets with flat but wider hysteresis 30 so increases as shown in FIG. 6d, the dotted resis is substantially greater than that of the pre-induction B _a of the magnet 17 in the region of the Magnetic magnets. You can, for example, gnetkrcises again, so that the amount of between 300 and 3000 Oc. Magnets according to the magnetic field acting on the semiconductor body 13, such as curve 2, are distinguished in particular by the fact that it increases.

das Produkt B-H wesentlich größer ist als das Pro- 35 Diese Verhältnisse sind an Hand der Fig. 7a bis dukt B-H der vorgenannten Ferritmagnete. 7c noch näher erläutert. In Fig. 7a ist in der Ordi-the product BH is substantially larger than the product 35 These ratios are with reference to FIGS. 7a to domestic product BH of the aforementioned ferrite magnets. 7c explained in more detail. In Fig. 7a is in the ordi-

In Fig. 2 ist die Kennlinie eines Hallspannungs- nate am Ort des Halbleilerkörpers 13 gemäß Fig.6a crzeupors qualitativ angegeben. Die Fig. 3 und 4 bis 6d resultierende magnetische Induktion B_r zeigen die entsprechenden Kennlinien zweier magnet- { = B_U± B_r) und in Fig. 7b und 7c der Widcrfeldabhängiger Widerstände, und'zwar Fig. 3 die 40 stand R₁ (vgl. Fig. 4) angegeben. In den Fig. 7a Kennlinie eines Widerstandes mit magnetischer und 7 c ist in der Abszisse die Zeit ι abgetragen, die Sperrschicht und Fig. 4 die Kennlinie eines Wider- der Bewegung des Magneten 17 gemäß Fig. 6a bis Standes mit hohci Trägerbeweglichkeit. In allen drei 6d entspricht. Solange der Magnet 17, wie in Fig. 6a, Figuren ist in der Abszisse die auf den Halbleiter- noch weil von dem erfindungsgemäßen Magnetkreis körper einwirkende magnetische Induktion B (in (is) 45 entfernt ist, wirkt auf den Halblcitcrkörpc 13 nur abgetragen. In I"ig. 2 ist die Ordinate die Hall- die RemanenzinduktionB, des Magneten 10. Dieser spannung U₁₁ (in V), in Fig. 3 der Widerstandes magnetische Zustand des Magnelkreises ist in (in 12) und in Fi g. 4 der Widerstand R_F (in S2). Die Fi g 7a mit I bezeichnet. Wird der Magnet 17 (wie Kurve 3 in Fig. 2 ist im wesentlichen eine Gerade, in I*ig. 6b) an den Magneten 10 angenähert, so da die Hallspannung V_n proportional zu B ist. Bei 50 überlagern sich im Bereich des Halbleiterkörpers den Widerstandskurven 4 und 5 von F i g. 3 und 4 die Induktionen beider Magnete so lange, bis die besteht nur für kleinere magnetische Induktionen ß resultierende Induktion B_f beim Punkt II schlagartig ein nichtlincarcr Zusammenhang zwischen Wider- auf den Punkt III zurückfällt, d. h., bis der Magnet stand und Induktion. 10 seine Polarität plötzlich umkehrt. In F i g. 7 ist alsIn FIG. 2, the characteristic curve of a Hall voltage rate at the location of the semiconductor body 13 according to FIG. 6a is given qualitatively. FIGS. 3 and 4 to 6d resulting magnetic induction B _r show the corresponding characteristics of two magnetic = _{U ± B B _r) and in Fig. 7b and 7c of the Widcrfeldabhängiger resistors und'zwar Fig. 3, the R 40 stand ₁ (see. Fig. 4) indicated. In Fig. 7a characteristic curve of a resistance with magnetic and 7 c, the time ι is plotted on the abscissa, the barrier layer and FIG. 4 the characteristic curve of a resistance of the movement of the magnet 17 according to FIG. 6a up to the state with high carrier mobility. In all three 6d corresponds. As long as the magnet 17, as in Fig. 6a, Figures is removed in the abscissa, the magnetic induction B (in (is) 45 acting on the semiconductor body still because of the magnetic circuit according to the invention, acts on the half-liter body 13 only removed I "ig. 2 the ordinate is the Hall- the remanence induction B, of the magnet 10. This voltage U ₁₁ (in V), in Fig. 3 the resistance magnetic state of the magnetic circuit is in (in 12) and in Fig. 4 the Resistance R _F (in S2), Fig. 7a denoted by I. If the magnet 17 (like curve 3 in Fig. 2 is essentially a straight line, in I * ig. 6b) approaches the magnet 10, so that the Hall voltage V _s proportional to B is. in 50 of the semiconductor body overlap in the area of the resistance curves 4 and 5 g of F i. 3 and 4, the induction of both magnets until consisting only for smaller magnetic inductions ß resulting induction B _f when Point II suddenly a non-linear connection between opposites Point III falls back, ie until the magnet stopped and induction. 10 suddenly reverses its polarity. In Fig. 7 is as

Das Prinzip eines erfindungsgemäßen Magnet- 55 Beispiel der Einfachheit halber angenommen, daß kreises ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Der die zum Umkippen des Magneten 10 erforderliche Magnetkreis besteht aus einem Magneten 10 mit äußere Induktion B_n gerade ebenso groß wie die rechteckiger Hystereseschleife sowie den weich- Rcmanenzinduktion B_r des Magneten 10 ist. Wird magnetischen Teilen 11 und 12. zwischen denen der jetzt der Magnet 17 wieder aus dem Bereich des ermagnctfcldcmpfindlichc Halbleiterkörper 13 in einem 60 findungsgemäßcn Magnetkreises weggeführt, so ver-I.iiftspalt eingesetzt ist. Auf den Halbleiterkörper mindert sich die resultierende Induktion B_f im Bewirkt außer dci vom Magneten 10 herrührenden In- reich des Halbleitcrkörpers 13 und nähert sich dem duktion B, die Induktion B₉ eines beweglichen äußc- Grenzwert -B,. Auf der Kennlinie gemäß Fig. 1 en Magneten 17. Der Magnet 17 kann beispielsweise, bewegt sich der Widerstandswert einsprechend wie in Fig. 5 piveichnet, drehbar sein. Sein Magnet- 65 FMg. 7a vom Punkt I zu allmählich höhere« Wider-It-ItI durchsei/l sowohl den Halbleiterkörper 13 als slandswcrtcn, um dann sprunghaft vom Punkt Ϊ1 zu am h den Sdiallniiipnrlm 10. Punkt III zurückzufallen. Bei Wiederentfernung (ge-For the sake of simplicity, the principle of a magnet according to the invention is assumed, for the sake of simplicity, that the circle is shown schematically in FIG. The magnetic circuit required to overturn the magnet 10 consists of a magnet 10 with external induction B _n just as large as the rectangular hysteresis loop and the soft magnetic induction B _{r of} the magnet 10. If magnetic parts 11 and 12 between which the magnet 17 is now again moved away from the area of the magnetically sensitive semiconductor body 13 in a magnetic circuit according to the invention, a gap is inserted. The resulting induction B _f on the semiconductor body is reduced in the area of the semiconductor body 13 caused by the magnet 10, and approaches the induction B, the induction B _{9 of} a movable external limit value -B,. The magnet 17 can, for example, be rotatable if the resistance value moves accordingly as shown in FIG. 5. His magnet 65 FMg. 7a from point I to gradually higher resistance through both the semiconductor body 13 as well as slandswcrtcn, in order then to drop abruptly from point Ϊ1 to at h the diallniiipnrlm 10. point III. When removing (

WiII man dm Magneten 17 nicht drehbar, sondern maß Fig. ftd) des Magneten 17 steigt der Wider-If the magnet 17 is not to be rotatable, but measured Fig. Ftd) of the magnet 17, the resistance increases

stand jedoch wieder bis zum Punkt IV, da negative magnetische Induktionen vom Widerstand mit Kennlinien gemäß Fig. 7b ebenso wie positive Induk-'Onen wirken. In Fig.7b liegt der Punkt III durch Zufall auf der Achse B₁ — 0, da die äußere Induktion B₁₁ und die remanente Induktion B₁. gemäß Fig. 7a als gleich angenommen worden sind. In Fig. 7c sind die Verhältnisse von 7b zeitlich entsprechend F i g. 7 a dargestellt.however, stood again up to point IV, since negative magnetic inductions from the resistor with characteristic curves according to FIG. 7b act as well as positive inductances. In Figure 7b, the point III is by chance on the axis B, ₁ - 0, since the outer induction B ₁₁ and the remanent induction _B1. 7a have been assumed to be the same. In FIG. 7c the relationships of 7b are temporally corresponding to FIG. 7 a.

Selbstverständlich kann der äußere Magnet auch ein Elektromagnet 20 gemäß Fig. 8 sein. Ist beispielsweise an einen in der Nähe des erfindungsgemäßen Magnetkreises aufgestellten Elektromagneten eine sinusförmige Spannung u angelegt, so ergibt tich im Magnetkreis am Ort des Halbleiterkörpers 13 ein sinusförmig änderndes äußeres Feld ß„. Sind am Anfang der Periode des Wechselfeldes das Feld B₀ und das Remanenzfeld ß, im Magneten 10 entgegengerichtet, so ergibt sich für die Änderung der remanenten Induktion B, am Ort des Halbleiterkörpers 13 die in Fig. 9a gezeichnete Rechteck-Kurve B_r. Die äußere Induktion B₁₁ ändert sich gleichzeitig entsprechend der Kurve ß„ von Fig. 9a. Im Halbleiterkörper 13 werden die Induktionen B_a und B_r addiert, derart, daß sich am Ort des Halbleiterkörpers 13 die resultierende Induktion gemäß Kurve B₁ ergibt. Die zeitliche Änderung eines Widerstandes mit einer Kennlinie gemäö F i g. 4, der der Induktion ß, von Fig. 9a ausgesetzt ist, ist in Fig. 9b schematisch dargestellt. In Fig. 9b sind die Induktionsänderungen, welche in der Nähe des Nullpunktes von F i g. 9 a liegen, wesentlich weniger berücksichtigt als die Spitzen der Induktion. Das rührt daher, daß der Widerstand Rf für kleine Induktionen etwa proportional zum Quadrat der Induktion verläuft. Wenn die Induktionen B, und ß„ im Gegensatz zur Annahme von Fig. 8 im Magneten 10 im Anfang gleichgerichtet gewesen wären, so wäre der erste Widerstandshub von Fig. 9b ausgefallen. Ansonsten ergäbe sich dadurch keine Änderung in F i g. 9 b.Of course, the outer magnet can also be an electromagnet 20 according to FIG. 8. If, for example, a sinusoidal voltage u is applied to an electromagnet set up in the vicinity of the magnetic circuit according to the invention, then a sinusoidally changing external field β "results in the magnetic circuit at the location of the semiconductor body 13. If at the beginning of the period of the alternating field the field B ₀ and the remanence field β in the magnet 10 are directed in opposite directions, the result for the change in the remanent induction B at the location of the semiconductor body 13 is the rectangular curve B _{r shown} in FIG. 9a. The external induction B ₁₁ changes at the same time in accordance with the curve β "of FIG. 9a. In the semiconductor body 13, the inductions B _a and B _{r are} added in such a way that the resulting induction according to curve B ₁ results at the location of the semiconductor body 13. The change over time of a resistance with a characteristic according to FIG. 4, which is subjected to the induction β of FIG. 9a, is shown schematically in FIG. 9b. In Fig. 9b the induction changes which occur in the vicinity of the zero point of F i g. 9 a, are considered much less than the peaks of induction. This is because the resistance Rf for small inductions is roughly proportional to the square of the induction. If, contrary to the assumption of FIG. 8, the inductions B 1 and β 1 had been rectified in the magnet 10 at the beginning, the first resistance swing of FIG. 9 b would have failed. Otherwise there would be no change in FIG. 9 b.

An Stelle der bisher als Beispiel genannten magnetfeldabhängigen Widerstände kann auch ein Hallgenerator als Halbleiterkörper 13 vorgesehen sein. In diesem Falle braucht für den Verlauf der Hallspannung keine gesonderte Kurve gezeichnet zu werden, da die Hallspannung proportional zur im Halbleiterkörper resultierenden magnetischen Induktion verläuft. Um ein qualitatives Bild vom Verlaut der Kalispannung zu erhalten, braucht man also nur auf die Kurven zu schauen, die die zeitliche Abhängigkeil der Induktion angeben.Instead of the magnetic field-dependent ones mentioned so far as an example A Hall generator can also be provided as a semiconductor body 13 for resistors. In In this case, no separate curve needs to be drawn for the course of the Hall voltage, because the Hall voltage is proportional to the magnetic induction resulting in the semiconductor body. To get a qualitative picture of the state of the potash stress one only needs to look at the curves that determine the time dependent wedge of induction.

Will man bei Verwendung eines magnetfeldabhängigen Widerstandes mit einer Kennlinie gemäß F i g. die Änderung der Induktion beispielsweise im Gegensatz zum Fall von Fig. 7b voll ausnutzen, so kann es zweckmäßig sein, einen Magnetkreis zu verwenden, der außer dem Magneten 10, dem sogenannten Schaltmagncicn, einen Magneten 40, den sogenannten Vorspannungsmagnclen, enthält. Ein solcher Magnetkreis ist in Fig. 11 schematisch dargestellt. Auf den Halbleiterkörper 13 wirkt dabei außer der Remanenz Induktion ß_r und der Induktion ß„ des äußeren FeI-S des die Vormagnetisierungsinduktion B_v. Bei Annäherung eines äußeren Magneten 17 ändert sich bei den in Fig. 11 eingezeichneten Polaritäten die auf den Halblcilerköiper 13 einwirkende resultierende magnetische Induktion B, längs der Kurve 41 von Fig. 12a. ίο Der Vorteil der Verwendung des Vorspannungsmapneten 40 liegt also darin, daß die resultierende Induktion B₁ im Bereich des Halbleiterkörper 13 • ihre Polarität nicht mehr umkehrt. Die gesamte Induktionsänderung kann also gemäß Fig. 12b für den Widerstandshub bzw. -abfall ausgenutzt werden.If you want to use a magnetic field-dependent resistor with a characteristic according to FIG. For example, if the change in induction take full advantage of the change in induction, in contrast to the case of FIG. 7b, it may be expedient to use a magnetic circuit which, in addition to the magnet 10, the so-called switching magnet, contains a magnet 40, the so-called biasing magnet. Such a magnetic circuit is shown schematically in FIG. In addition to the remanence induction β _r and the induction β "of the outer FeI-S of the premagnetization induction B _{v act} on the semiconductor body 13. When an outer magnet 17 approaches, the resulting magnetic induction B acting on the half-cilter 13 changes in the case of the polarities shown in FIG. 11, along the curve 41 of FIG. 12a. ίο The advantage of using the bias mapnet 40 is that the resulting induction B ₁ in the area of the semiconductor body 13 • no longer reverses its polarity. The entire change in induction can thus be used for the increase or decrease in resistance, as shown in FIG. 12b.

Bc· der vorgenannten Anwendungsart kann es günstig sein, dafür zu sorgen, daß der Magnet 40 einen möglichst geringen Einfluß auf den Schaltmagncten 10 nimmt. Das kann man gemäß Fig. 11 z.B. daao durch erreichen, daß man die magnetisch leitenden Stege 43 und 44 zwischen dem Halbleiterkörper 13 und dem Magneten 10 möglichst schmal macht, also den magnetischen Widerstand dieses Teilkreises gegenüber dem anderen Teilkreis möglichst groß as macht, so daß die Induktion B_v des Magneten 40 im wesentlichen nur durch den Zweig mit dem Halbleiterkörper 13 geht und die Remanenzinduktion ß, praktisch nicht umkippen kann.In the aforementioned type of application, it can be advantageous to ensure that the magnet 40 has as little influence as possible on the switching magnet 10. This can be achieved according to FIG. 11, for example, by making the magnetically conductive webs 43 and 44 between the semiconductor body 13 and the magnet 10 as narrow as possible, i.e. making the magnetic resistance of this pitch circle as large as possible with respect to the other pitch circle, so that the induction B _{v of} the magnet 40 essentially only goes through the branch with the semiconductor body 13 and the remanence induction β can practically not overturn.

I⁷S kann aber andererseits auch günstig sein, die Induktion B_v des Vorspannungsmagneten 40 im Bereich des Schaltmagnetcn 10 so stark zu machen, daß der Magnet 40 dem Magneten 10 die Induktionsrichtung immer aufzwingt, wenn ein entgegenwirkendes äußeres Feld nicht vorhanden ist. Wie der Vergleich der Fig. 13a und 13b zeigt, kann ein äußeres Magnetfeld B₁, genügender Stärke und geeigneter Richtung für die Dauer seiner Einwirkung die Remanenzinduktion ß_r des Schaltmagneten 10 (entgegen uc r Wirkung des Vorspannungsmagneten 40) unikippen. Die entsprechenden Induktionsvcrhältnissc im Halbleiterkörper 13 sind in Fig. 14 qualitativ dargestellt. Die im Halbleiterkörper resultierende Induktion ß; ist dort in Abhängigkeit von der Zeit / angegeben, während der ein äußeres Magnetfeld ß„. z. B. ein bewegter Magnet 17 (Fig. 13), Einfluß auf d:n Magnetkreis hat. — Am Anfang (Bereich I) is B_{1 0} sehr klein (oder fast Null), bei (absolut) ansteigender äußerer Induktion nimmt B,- in Richtung auf — B_r zu. Ist B_r überschritten, so kehrt der Schalt-50 magnet 10 seine Induktion sprunghaft um. Die Induktion B₁ springt also von Punkt II zum Punkt IN Bei IU bleibt B₁ so lange, wie die Induktion B₁₁ groC genug ist. Fällt B_n wieder ab, so wiederholt sich die Änderung in umgekehrter Richtung. Verwendet mat 55 hierbei als Halbleiterkörper einen Hallspannungs erzeuger, insbesondere Hallgencrator, so gibt dii Kurve in Fig. 14 gleichzeitig den zeitlichen Verlau der Hallspannun^ qualitativ anOn the other hand, I ⁷ S can also be beneficial to make the induction B _{v of} the bias magnet 40 in the area of the switching magnet 10 so strong that the magnet 40 always forces the direction of induction on the magnet 10 if there is no opposing external field. As the comparison of FIGS. 13a and 13b shows, an external magnetic field B ₁ , of _{sufficient strength and suitable direction, can tilt the remanent induction β r of} the switching magnet 10 (against the effect of the bias magnet 40) for the duration of its action. The corresponding induction ratios in the semiconductor body 13 are shown qualitatively in FIG. The induction ß resulting in the semiconductor body; is given there as a function of the time / during which an external magnetic field ß ". z. B. a moving magnet 17 (Fig. 13), has influence on d: n magnetic circuit. - At the beginning (area I) B _{1 0 is} very small (or almost zero), with (absolute) increasing external induction, B, - increases in the direction of - B _r . If B _{r is} exceeded, the switching magnet 10 reverses its induction by leaps and bounds. The induction B ₁ jumps from point II to point IN. At IU, B ₁ remains as long as the induction B _{11 is} large enough. If B _n drops again, the change is repeated in the opposite direction. If mat 55 uses a Hall voltage generator, in particular a Hall generator, as the semiconductor body, the curve in FIG. 14 simultaneously indicates qualitatively the time course of the Hall voltage

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (10)

des äußeren Magnetfeldes ein Elektromagnet vorgesehen ist. Patentansprüche: U Verwendung des Impulserzeugers nach einem oder mehreren der vorhergehenden An-an electromagnet is provided for the external magnetic field. Claims: U Use of the pulse generator according to one or more of the preceding claims 1. Kontaktloser elektrischer Impulserzeuger 5 Sprüche zur Aussteuerung von Transistoren oder oder Schalter mit einem Permanentmagneten, der Thyristoren sowie als Relais, Taster oder Impulseinen Teil eines geschlossenen Magnetkreises generator.1. Contactless electrical pulse generator 5 sayings for modulating transistors or or switches with permanent magnets, thyristors and as relays, buttons or impulses Part of a closed magnetic circuit generator. bildet, dessen magnetischer Rückschluß mindestens
einen magnetfeldempfindlichen Halbleiterkörperforms whose magnetic return at least
a magnetic field sensitive semiconductor body enthält, der außerdem von einem von außen 10
einwirkenden veränderbaren Steuermagnetfeld
durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnetcontains, which also from an outside 10
acting changeable control magnetic field
is interspersed, characterized daß ein Permanentmagnet (10) mit kleiner Koer- Die Erfindung bezieht sich .iuf einen kontaktlosenthat a permanent magnet (10) with a small Koer- The invention relates .iuf a contactless zitivfeldstärke und großer Remanenzinduktior. elektrischen Impulserzeuger oder Schalter mit einemcitative field strength and large remanent inductor. electrical pulse generator or switch with a vorgesehen ist und daß die Größe und/oder Rieh- 15 Permanentmagneten, der einen Teil eines geschlos-is provided and that the size and / or Rieh- 15 permanent magnets, which are part of a closed tung des Steuerfeldes (S„) mit der Lage oder der senen Magnetkreises bildet, dessen magnetischerdirection of the control field (S ") with the location or the magnetic circuit forms its magnetic Polung iines Steuermagneten (17 bzw. 20) ver- Rückschluß mindestens einen magnetfeldempfind-The polarity of a control magnet (17 or 20) provides at least one magnetic field-sensitive änderbar ist, desstn magnetische Achse parallel liehen Halbleiterkörper enthält, der außerdem vonis changeable, desstn magnetic axis contains parallel borrowed semiconductor body, which also of zur magnetischen Achse des Permanentmagneten einem von außen einwirkenden, veränderbarento the magnetic axis of the permanent magnet an externally acting, changeable (10) verläuft. au Steuermagnetfeld durchsetzt ist.(10) runs. au control magnetic field is penetrated. 2. Impulserzeuger nach Anspruch 1, dadurch Aus »IBM Techn. Discl. Bull.« Vol. 2, Nr. 3, gekennzeichnet, daß im Magnetkreis außerdem Oktober 1959, S. 50, ist ein Speichersystem für elekein zweiter Magnet (40) vorgesehen ist, der tronische Rechenanlagen mit Ferritspe'chsrkerncn bezüglich des Halbleiterkörpers (13) magnetisch bekannt, bei dem jeweils der Magnet einen Ring parallel zum ersten Magneten (10) geschähet ist as bildet, dessen Luftspalt einen magnetfeldempfind- und gegenüber dem ersten Magneten (10) eine liehen Halbleiterkörper, eine sogenannte Feldplatte hohe Koerzitivkraft und kleine Anfangspermea- enthält. Einer größeren Anzahl solcher Ringmagnete bilität ausweist. ist jeweils eine signalgebende elektrische Leitung zu-2. Pulse generator according to claim 1, characterized from »IBM Techn. Disc. Bull. «Vol. 2, No. 3, characterized that in the magnetic circuit also October 1959, p. 50, is a storage system for elekein second magnet (40) is provided, the electronic computer systems with Ferrite Spe'chsrkerncn magnetically known with respect to the semiconductor body (13), in each of which the magnet is a ring parallel to the first magnet (10) is formed, the air gap of which has a magnetic field sensitive and opposite the first magnet (10) a borrowed semiconductor body, a so-called field plate contains high coercive force and small initial permeate. A larger number of such ring magnets evidences its mobility. a signaling electrical line is connected to each 3. Impulserzeuger naJi Anspruch 2, dadurch geordnet, deren Strom die Magnetkerne in eine gekennzeichnet, daS der Magnetkreis so ausgelegt 30 magnetische Ausgangslage kippen läßt. Ein eiekist, daß der auf den ersten: lagneten (10) wirkende trisches Signal einer anderen Leitung setzt den Kern Anteil der Induktion (B_v) des zweiten Magneten in seine entgegengesetzte magnetische Endlage zu-(40) klein gegen die Remanenzinduktion (B₁.) des rück. In dieser Anordnung bildet der Magnet den ersten Magneten ist. gesamten magnetischen Kreis. Die magnetische Achse3. Pulse generator naJi claim 2, characterized in that the current of the magnetic cores is characterized in that the magnetic circuit is designed in such a way that it tilts the magnetic starting position. One thing is that the tric signal of another line acting on the first magnet (10) sets the core component of the induction (B _v ) of the second magnet in its opposite magnetic end position - (40) small compared to the remanent induction (B ₁ . ) of the back. In this arrangement, the magnet forms the first magnet. entire magnetic circuit. The magnetic axis 4. Impulserzeuger nach Anspruch 3, dadurch 35 dieses Magneten ist gekrürmt. Der Kern kann desgekennzeichnet, daß die auf den Halbleiterkörper halb nur durch ein elektrisches Signal eines Leiters, (13) einwirkende Induktion (B_v) des zweiten der durch den Ringkern hinduichgeführt ist, aber Magneten (40) größer oder gleicn derjenigen des nicht von einem äußeren magnetischen Steuerfeld ersten Magneten (10) größer ist gesetzt werden.4. Pulse generator according to claim 3, characterized in that 35 this magnet is curved. The core can be characterized by the fact that the induction (B _v ) , which acts on the semiconductor body only half by an electrical signal from a conductor (13), of the second is guided through the toroidal core, but magnets (40) are larger than or the same as that of not one outer magnetic control field first magnet (10) is to be set larger. 5. Impulserzeuger nach Anspruch 2, dadurch 40 Aus der britischen Patentschrift 1112 835 ist begekennzeichnet, daß der Magnetkreis, insbeson- reits ein Kontaktloser elektrischer Schalter irit einem dere durch Bemessung der Qutischnitte der Permanentkreis bekannt, der einen magnetfeldmagnetisch leitenden Materialien, so ausgelegt ist, abhängigen Widerstand enthält, auf den im Betrieb daß der magnetische Widerstand in dem Teil des außerdem ein Steuermagnctfeld wirkt. Hierbei wird Magnetkreises mit dem Halbleiterkörper (13) und 45 ein Magnet mit großer Koerzitivfeldstärke und kleiner dem zweiten Magneten (40) klein ist gegen den Permeabilität verwendet, desseii Remanenz durch das magnetischen Widerstand in dem Teil des ivizgnet- äußere Magnetfeld praktisch nicht verändert wird, kreises, dem der erste Magnet (10) angehört. Das äußere Steuerfeld addiert sich lediglich zu dem5. Pulse generator according to claim 2, characterized in 40 from British patent specification 1112 835 is characterized that the magnetic circuit, especially a contactless electrical switch with one which is known by dimensioning the Qutischnitte the permanent circuit, which is a magnetic field magnetically Conductive materials, designed to contain dependent resistance on the operation that the magnetic resistance in the part of the also acts a Steuermagnctfeld. Here is Magnetic circuit with the semiconductor body (13) and 45 a magnet with a large coercive field strength and smaller the second magnet (40) is small against the permeability used, deseii remanence by the magnetic reluctance in the part of the ivizgnet- external magnetic field is practically unchanged, circle to which the first magnet (10) belongs. The outer control field just adds to that 6. Impulserzeuger nach den Ansprüchen 1 und 2, Magnetfeld des Permanentmagneten. Der magnetdadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet 50 feldabhängige Widerstand ist durch das Permanentaus oxydischem ferrimagnetischem Werkstoff, magnetfeld vormagnetisiert oder magnetisch vorgeinsbesondere Ferrit, besteht. spannt. Ein solches Vormagnetisierungsfeld wird ver-6. pulse generator according to claims 1 and 2, magnetic field of the permanent magnet. The magnet thereby characterized in that the first magnet 50 is field dependent resistance due to the permanent off oxidic ferrimagnetic material, magnetic field pre-magnetized or magnetically pre-magnetized Ferrite. tense. Such a bias field is 7. Impulserzeuger nach den Ansprüchen 2 wendet, um im geraden Teil der Kennlinie des mabis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite gnetfeldabhängigen Widerstandes zu arbeiten. Im Magnet ein ferromagnetischer Oxyd- oder Al-Ni- 55 Bereich geringer Induktion ist die Kennlinie bekannt-Co-Werkstoff ist. lieh gekrümmt. Die Größe und die Steilheit der mit7. Pulse generator according to claims 2 turns to in the straight part of the characteristic of the mabis 5, characterized in that the second gnetfeld-dependent resistor to work. in the Magnet a ferromagnetic oxide or Al-Ni 55 range of low induction, the characteristic is known-Co material is. borrowed curved. The size and steepness of the with 8. Impulserzeuger nach den Ansprüchen 1 dem bekannten Schalter erzielbaren Signale und da- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halb- mit die Schaltgeschwindigkeit hängen im wesentleiterkörper ein Hallspannungserzeuger oder ein liehen von dem von außen einwirkenden Steuermagnetfeldabhängiger Widerstand, z.B. eine Feld- 60 magnetfeld ab. Steile Signale können mit der beplatte oder ein Widerstand mit magnetischer kannten Einrichtung also nur durch eine entsprechend Sperrschicht, ist. schnelle Änderung dier.es Steuermagnetfeldes erzielt8. Pulse generator according to claims 1 the known switch achievable signals and da- and 2, characterized in that the half with the switching speed depend in the wesentleiterkörper a Hall voltage generator or a borrowed from the externally acting control magnetic field dependent Resistance, e.g. a field- 60 magnetic field. Steep signals can be achieved with the beplatte or a resistor with a magnetic known device so only by a corresponding one Barrier, is. rapid change dier.es control magnetic field achieved 9. Impulserzeuger nach den Ansprüchen 1 werden.9. Pulse generator according to claims 1 are. und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeu- Aus der britischen Patentschrift 965 804 ist fernerand 2, characterized in that for the production of British patent specification 965 804 is also gen des äußeren Magnetfeldes ein beweglicher 65 ein Impulserzeuger mit einem Hallgenerator als HaIb-the external magnetic field a movable 65 a pulse generator with a Hall generator as a half Permanentmagnet vorgesehen ist. leiterkörper bekannt, der in einem offenen magne-Permanent magnet is provided. conductor body known, which is in an open magnetic 10. Impulserzeuger nach den Ansprüchen 1 tischen Vorspannungskreis mit einem Permanent- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen magneten mit hoher Remanenz, der zwischen zwei10. Pulse generator according to claims 1 table bias circuit with a permanent and 2, characterized in that to generate magnets with high remanence between two