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什么是霍尔传感器?霍尔传感器的作用原理

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2019-09-05 10:40:45【
霍尔元件是根据霍尔效应制造的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研讨金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技能、检测技能及信息处理等方面。霍尔效应是研讨半导体资料性能的根本办法。经过霍尔效应试验测定的霍尔系数,可以判别半导体资料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
 
霍尔元件的作业原理:
磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B经过该片。在洛仑兹力的效果下,I的电子流在经过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上发生电位差,这便是所谓的霍尔电压。
霍尔电压随磁场强度的改变而改变,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,通常只需几个毫伏,但经集成电路中的扩大器扩大,就能使该电压扩大到足以输出较强的信号。
若使霍尔集成电路起传感效果,需要用机械的办法来改变磁感应强度。下图所示的办法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关,当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时,磁场偏离集成片,霍尔电压消失。这样,霍尔集成电路的输出电压的改变,就能表示出叶轮驱动轴的某一方位,利用这一作业原理,可将霍尔集成电路片用效果点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器,它要有外加电源才能作业,这一特色使它能检测转速低的运转情况。
 
什么是霍尔效应?
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力效果引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上发生正负电荷的聚积,从而构成附加的横向电场。关于图一所示的半导体试样,若在X方向通以电流Is,在Z方向加磁场B,则在Y方向即试样A,A′电极两边就开端聚积异号电荷而发生相应的附加电场。电场的指向取决定于试样的电类型。显然,该电场是阻挠载流子继续向侧面偏移,当载流子所受的横向电场力eEH与洛仑兹力持平时,样品两边电荷的积累就到达平衡,
 
其中EH为霍尔电场,V是载流子在电流方向上的均匀漂移速度。设试样的宽为b,厚度为d,载流子浓度为n,则
由两式可得即霍尔电压VH(A、A′电极之间的电压)与ISB乘积正比与试样厚度d成反比。份额系数 称为霍尔系数,它是反映资料霍尔效应强弱的重要参数,只需测出 VH(伏)以及知道IIs(安)、B(高斯)和d(厘 米)可按下式核算RH(厘米3/库仑)