霍爾元件的工作原理

2020-11-23 電子產品世界

一、霍爾元件的工作原理:

所謂霍爾效應,是指磁場作用於載流金屬導體、半導體中的載流子時,產生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發現的。當電流通過金屬箔片時,若在垂直於電流的方向施加磁場,則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯,而鐵磁金屬在居裡溫度以下將呈現極強的霍爾效應。

利用霍爾效應可以設計製成多種傳感器。霍爾電位差UH的基本關係為UH=RHIB/d(18)

RH=1/nq(金屬)(19)

式中RH——霍爾係數:n——載流子濃度或自由電子濃度;q——電子電量;I——通過的電流;B——垂直於I的磁感應強度;d——導體的厚度。

對於半導體和鐵磁金屬,霍爾係數表達式與式(19)不同,此處從略。

由於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製成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合於大電流傳感。

若把霍爾元件置於電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中,則在該元件中將產生電流I,元件上同時產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=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律地布置在物體上,當裝在運動物體上的永磁體經過它時,可以從測量電路上測得脈衝信號。根據脈衝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出的脈衝數,則可以確定其運動速度。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/349840.htm

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  • 一文讀懂「霍爾傳感器工作原理」
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    霍爾傳感器是根據霍爾效應製作的一種磁場傳感器,廣泛地應用於工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。那麼霍爾傳感器的工作原理是什麼?這種傳感器都有哪些優點?主要參數有哪些?本文將一一解答。通過霍爾效應實驗測定的霍爾係數,能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。由於霍爾元件產生的電勢差很小,故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩壓電源電路等集成在一個晶片上,稱之為霍爾傳感器。