霍爾元件 Microsoft Word 文檔

1、霍爾元件2010-06-13 09:18霍爾元件目錄隱藏一、霍爾元件的工作原理 二、霍爾元件的特性： 編輯本段一、霍爾元件的工作原理所謂霍爾效應，是指磁場作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時，產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發(fā)現(xiàn)的。當電流通過金屬箔片時，若在垂直于電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側面會出現(xiàn)橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現(xiàn)極強的霍爾效應。 利用霍爾效應可以設計制成多種傳感器?；魻栯娢徊頤H的基本關系為 UH=RHIB/d （18） RH=1/nq（金屬） （19） 式中 RH霍爾系數(shù)： n單

2、位體積內載流子或自由電子的個數(shù) q電子電量； I通過的電流； B垂直于I的磁感應強度； d導體的厚度。 對于半導體和鐵磁金屬，霍爾系數(shù)表達式與式（19）不同，此處從略。 由于通電導線周圍存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。 若把霍爾元件置于電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產(chǎn)生電流I，元件上同時產(chǎn)生的霍爾電位差與電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P

3、=EH確定。 利用這種方法可以構成霍爾功率傳感器。 如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規(guī)律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經(jīng)過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據(jù)脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內發(fā)出的脈沖數(shù)，則可以確定其運動速度。 霍爾元件應用霍爾效應的半導體。 編輯本段二、霍爾元件的特性：1、霍爾系數(shù)（又稱霍爾常數(shù)）RH 在磁場不太強時，霍爾電勢差UH與激勵電流I和磁感應強度B的乘積成正比，與霍爾片的厚度成反比，即UH =RH*I*B/，式中的RH稱為霍爾系數(shù)，它表示霍爾效應的強弱。 另RH=*即霍爾常數(shù)等于霍爾片材料的電阻率與電子遷移率的乘積。 2、霍爾

4、靈敏度KH（又稱霍爾乘積靈敏度） 霍爾靈敏度與霍爾系數(shù)成正比而與霍爾片的厚度成反比，即KH=RH/，它通常可以表征霍爾常數(shù)。 3、霍爾額定激勵電流 當霍爾元件自身溫升10時所流過的激勵電流稱為額定激勵電流。 4、霍爾最大允許激勵電流 以霍爾元件允許最大溫升為限制所對應的激勵電流稱為最大允許激勵電流。 5、霍爾輸入電阻 霍爾激勵電極間的電阻值稱為輸入電阻。 6、霍爾輸出電阻 霍爾輸出電極間的電阻值稱為輸入電阻。 7、霍爾元件的電阻溫度系數(shù) 在不施加磁場的條件下，環(huán)境溫度每變化1時，電阻的相對變化率，用表示，單位為%/。 8、霍爾不等位電勢（又稱霍爾偏移零點） 在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為I的情

5、況下，在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為不等位電勢。 9、霍爾輸出電壓 在外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為霍爾輸出電壓。 10、霍爾電壓輸出比率 霍爾不等位電勢與霍爾輸出電勢的比率 11、霍爾寄生直流電勢 在外加磁場為零、霍爾元件用交流激勵時，霍爾電極輸出除了交流不等位電勢外，還有一直流電勢，稱寄生直流電勢。 12、霍爾不等位電勢 在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，環(huán)境溫度每變化1時，不等位電勢的相對變化率。 13、霍爾電勢溫度系數(shù) 在外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，環(huán)境溫度每變化1時，不等位電勢的相對變化率。它同時也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。 14、熱阻Rth 霍爾元件工作時功耗每增加1W，霍爾元件升高的溫度值稱為它的熱阻，它反映了元件散熱的難易程度， 單位為： 攝氏度/w 無刷電機霍爾傳感器AH44E 開關型霍爾集成元件，用