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霍尔元件的工作原理是什么?

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-05-25 16:07:55【
霍尔元件应用霍尔效应的半导体。
 
所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈极强的霍尔效应。
 
利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为:
 
式中 RH??霍尔系数;n??单位体积内载流子或自由电子的个数;q??电子电量;I??通过的电流;B??垂直于I的磁感应强度;d??导体的厚度。
 
对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式和式(2)不同。
 
由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。
 
若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由  确定。
利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。
 
如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。