霍爾元件的工作原理及結(jié)構(gòu)

1、?；魻栐墓ぷ髟砑敖Y(jié)構(gòu)如圖 1 所示塊高為 1、寬為 5、厚為 6 的半導體。存外加磁場 B 作用下，當商電流 J 流過時運動屯子受洛倫茲力的作用而偏向一側(cè)，使該側(cè)形成電子的積累，與它對義的側(cè)面由于電了濃度下降。出現(xiàn)了正電荷·。這樣，在兩側(cè)面間就形成了個電場。運動電子在受洛倫茲力的同時，又受電場力的作用最后當這兩力作用相等時，電子的積累達到動態(tài)平衡，這時兩側(cè)之間建立電場，稱霍爾電場民，相應的電壓稱霍爾電壓uEI 。上述這種現(xiàn)象稱霍爾效應。經(jīng)分析推導得霍爾電壓式中 M半導體單位體積中的載流子數(shù)；一電子電量；K M程爾元件靈飯度，J(M 一 1 MrJ。二·、霍爾元件的材料

2、及結(jié)構(gòu)特點根報雀爾效應原理做成的器件貼片鉭電容叫做程爾元件?；魻栐悴捎镁哂蠳型的鍺、銻化鑰和砷化鋼等十導體單品材料制成。銻化銅元件的輸出較大促受溫度的影響也較大。鉻元件的輸小雖小，但它的溫度性能和線性度卻比較好。砷化姻元件的輸出信號沒有銻化姻元件大，但是受溫度的影響印比銻化姻的要小，而且線性度也較好。因此，以砷化鋇為霍爾元件的材料得到曾遏放用?；魻栐Y(jié)構(gòu)很簡單、是種半導體凹端薄片，它由霍爾片、引線和殼體組成?；?可編輯修改 -。爾片的相對兩側(cè)對稱地焊上兩對電極引出線，如圖102(a) 所示。其小，一對(altj端 ) 稱為激勵電流端 25 外一對 (c 、J 端) 稱為霍爾電勢輸出端，引

3、線焊接處要求接觸電阻小，而量呈現(xiàn)純電阻件質(zhì)( 歐姆接觸 ) ?；魻柶阌梅谴偶饘?、陶瓷或環(huán)氧樹脂封裝。(一) 輸入電阻R，霍爾元件兩激勵電流端的直流電阻稱為輸入電阻。它的數(shù)值，隊兒歐到幾百歐，視不問型號的元件而定。溫度升高，輸入電鉭電容阻變小，從而使輸入電流變大，最終引起猩爾屯勢變化。為廣減少這種影響，最好采用恒流源作為激勵源。(二) 輸出電阻只。兩個留爾屯勢輸出端之間的電阻稱為輸出電阻，它的數(shù)值與輸入電阻屬同一數(shù)量級，它也隨溫度改變而改變。選擇適當?shù)呢撦d電阻 RL與之匹配， uJ 以使出溫度引起霍爾電勢的漂移減至最小。(三) 最大激勵電流JM由于霍爾電勢隨激勵電流增大而沼大，故在應用中總希

4、望選用較大的激勵電流，但激勵電流增大霍爾元件的功耗增大，元件的溫度升高，從而引起霍爾電勢的溫漂增大，因此每種型號的元件均規(guī)定丁相應的最大激勵電流，它的數(shù)值為幾毫安至幾百毫安。( 曰)R 敏曰 xHf(M ZH (J B)，它的數(shù)值約為10 n 、 V(1nA I ) 。( 五 最大磁感應強廢Bm磁感應強度為BMDf，霍爾吧勢的非線性誤差將明顯增大( 六) 不等位電努-可編輯修改 -。在額定激勵電流卜，當斯麥迪電子外加磁場為零時，霍爾輸出端之間的開路電壓稱為不等位電勢，這是由于 d 個電極的幾何尺寸不對稱引起的，使用時多采用電橋法來補償不等位電勢引起的誤差。(七 霍爾電勢溫度系數(shù)在定磁場強度和激勵電流的作用下，溫度每變化1Yj 時霍爾電勢變化的日分數(shù)稱為霍爾電勢溫度系數(shù)，它與霍爾元件的材料有關(guān)。cjmc%ddz-可