1、霍爾元件:在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體(例如砷化銦)薄片上、制作四個(gè)電極E、F、M、N,它就成了一個(gè)霍爾元件。
霍爾傳感器原理,即半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于薄片。當(dāng)有電流I流過(guò)薄片時(shí),在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)eh,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),該電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電勢(shì),半導(dǎo)體薄片稱為霍爾元件。
2、霍爾電壓
(1)理論:假設(shè)載體是一個(gè)自由電子,那么霍爾電壓就是這樣的:讓磁感線在手掌上豎直地通過(guò),四指在相反的方向上(也就是電流的方向)。
大拇指所指,也就是電子受到洛倫茲力的影響,洛倫茲力使電子偏移,在左、右兩個(gè)面上累積,左、右側(cè)面的電荷累積,右側(cè)面的電位較高,從而產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng),當(dāng)洛倫茲力與電子的電場(chǎng)力相等時(shí),左、右的電壓趨于穩(wěn)定。
霍爾元件的分類
霍爾元件可分為兩類:一類是金屬霍爾元件,其載流子是自由電子;另一類是半導(dǎo)體霍爾元件,其載流子是空穴(可以認(rèn)為是帶正電的粒子)。
設(shè)M、N左右兩板距離為h,E、F上下兩板距離為d,則eE場(chǎng)=eU/h=evB,又知導(dǎo)體中電流I=nevS=nev·hd,聯(lián)立方程得U=IB/ned.由于ne是由霍爾元件本身材料決定的,我們把kIB/d稱為霍爾系數(shù),用k表示,這樣就有UH=kIB/d,其中d是薄片的厚度。
3、霍爾電勢(shì)高低的判斷
由左手定則判斷帶電粒子的受力方向,從而得出帶電粒子的偏轉(zhuǎn)方向,正電荷聚集的面為高電勢(shì)面,負(fù)電荷聚集的面為低電勢(shì)面。
霍爾電勢(shì)判斷要點(diǎn)
在判斷霍爾電勢(shì)的高低時(shí),一定要注意載流子是正電荷還是負(fù)電荷。無(wú)論載流子是正電荷還是負(fù)電荷,四指指的都是電流方向,即正電荷定向移動(dòng)的方向,負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向(電流方向一定時(shí),無(wú)論載流子是正電荷還是負(fù)電荷,載流子受力方向均相同)。
4.霍爾元件的作用
一個(gè)霍爾元件的厚度d、霍爾系數(shù)k為定值,若保持電流I恒定,則霍爾電壓U就與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比,因此,霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量,故霍爾元件又稱磁敏元件。
霍爾傳感器技術(shù)在汽車工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,包括動(dòng)力、車身控制、牽引力控制以及防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。為了滿足不同系統(tǒng)的需要,霍爾傳感器有開(kāi)關(guān)式、模擬式和數(shù)字式三種形式
霍爾元件的工作原理_應(yīng)用_引腳圖以及電路圖,霍爾效應(yīng)
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