第5章磁敏传感器-Mipaper.PDF

第5章 磁敏传感器 5.1 磁敏式传感器 磁敏传感器包括磁敏电阻(InSb，InAs) 磁敏晶体管(Si) 二极管作无接触式开关等。 5.1.1 霍尔传感器 普通型、高灵敏度型、低温度系数型、 尔元件。由于霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、 体积小和耐高温等特点，应用于非电量测量、 装置和现代军事技术等各个领域。 1．霍尔效应 长为L 、宽为b 、厚为d 的导体 （或半导体）薄片， 为B 的磁场中 （平面与磁场垂直）， 电流I ，则在导体另外两边将产生一个大小与控制电流I 乘积成正比的电势UH ，且UH ＝KHIB ，其中KH 一现象称为霍尔效应,该电势称为霍尔电势, 2 ．工作原理 霍尔效应是导体中 自由电荷受洛仑兹力作用 而产生的。设霍尔元件为 U I N型半导体，当它通以电 H 流I 时，半导体中的电子 I 受到磁场中洛仑兹力FL 的作用，其大小为 式中υ为电子速度，B 下，电子向垂直于B和υ 端面则为正电荷积聚。 3 ．霍尔系数及灵敏度 1 令 RH  霍尔电势 ne IB 1 1 则U R IB UH  ned  ne d H H d R H R 令 K H H d 则 UH K H IB KH为霍尔元件的灵敏度。 由上述讨论可知， 数有关，还与霍尔元件的几何尺寸有关。 越大越好，霍尔元件灵敏度的公式可知， 成反比。 为F 与洛仑兹力方向相反，将阻止电子继续偏转，其大小为 E 式中EH为霍尔电场，e 为 电子电量，U 为霍尔电 H 势。当FL = FE 时，电子 UH I 的积累达到动平衡，即 I U eB e H b 所以 UH bB 。设流 过霍尔元件的电流为I 时， dQ I bd n(e) dt 式中bd为与电流方向垂直的截面积，n 浓度) 。则 IB U  H ned 二、霍尔元件的主要技术参数 1．额定功耗P0 霍尔元件在环境温度T＝25℃时， 电流I 和工作电压V 的乘积即为额定功耗。 型、最大三档，单位为mw 。 据额定功耗可以知道额定控制电流 I 。 流和电压，不给出额定功耗。