什么是霍爾傳感器?霍爾傳感器的作用原理
霍爾元件是根據(jù)霍爾效應制造的一種磁場傳感器?;魻栃谴烹娦囊环N,這一現(xiàn)象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研討金屬的導電機構時發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導體、導電流體等也有這種效應,而半導體的霍爾效應比金屬強得多,利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件,廣泛地應用于工業(yè)自動化技能、檢測技能及信息處理等方面?;魻栃茄杏懓雽w資料性能的根本辦法。經(jīng)過霍爾效應試驗測定的霍爾系數(shù),可以判別半導體資料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
霍爾元件的作業(yè)原理:
磁場中有一個霍爾半導體片,恒定電流I從A到B經(jīng)過該片。在洛侖茲力的效果下,I的電子流在經(jīng)過霍爾半導體時向一側偏移,使該片在CD方向上發(fā)生電位差,這便是所謂的霍爾電壓。
霍爾電壓隨磁場強度的改變而改變,磁場越強,電壓越高,磁場越弱,電壓越低,霍爾電壓值很小,通常只需幾個毫伏,但經(jīng)集成電路中的擴大器擴大,就能使該電壓擴大到足以輸出較強的信號。
若使霍爾集成電路起傳感效果,需要用機械的辦法來改變磁感應強度。下圖所示的辦法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關,當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時,磁場偏離集成片,霍爾電壓消失。這樣,霍爾集成電路的輸出電壓的改變,就能表示出葉輪驅(qū)動軸的某一方位,利用這一作業(yè)原理,可將霍爾集成電路片用效果點火正時傳感器?;魻栃獋鞲衅鲗儆诒粍有蛡鞲衅鳎型饧与娫床拍茏鳂I(yè),這一特色使它能檢測轉速低的運轉情況。
什么是霍爾效應?
霍爾效應從本質(zhì)上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力效果引起的偏轉。當帶電粒子(電子或空穴)被約束在固體中,這種偏轉就導致在垂直電流和磁場的方向上發(fā)生正負電荷的聚積,從而構成附加的橫向電場。關于圖一所示的半導體試樣,若在X方向通以電流Is,在Z方向加磁場B,則在Y方向即試樣A,A′電極兩邊就開端聚積異號電荷而發(fā)生相應的附加電場。電場的指向取決定于試樣的電類型。顯然,該電場是阻撓載流子繼續(xù)向側面偏移,當載流子所受的橫向電場力eEH與洛侖茲力持平時,樣品兩邊電荷的積累就到達平衡,
其中EH為霍爾電場,V是載流子在電流方向上的均勻漂移速度。設試樣的寬為b,厚度為d,載流子濃度為n,則由兩式可得即霍爾電壓VH(A、A′電極之間的電壓)與ISB乘積正比與試樣厚度d成反比。份額系數(shù) 稱為霍爾系數(shù),它是反映資料霍爾效應強弱的重要參數(shù),只需測出 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/庫侖)
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