传感器原理及应用 第5章 磁敏传感器.ppt

5.3.3 磁敏电阻的应用 非接触式交流电流监视器 图 5?33 非接触式交流电流监视器电路 * PPT课件 5.3.3 磁敏电阻的应用 图 5?34 用MS-F06测量交流电流 * PPT课件 电机转速测量电路 5.3.3 磁敏电阻的应用 图 5?35 采用磁敏电阻测量电机转速电路 * PPT课件 5.4 结型磁敏器件 1 2 磁敏二极管 磁敏三极管 * PPT课件 5.4.1 磁敏二极管 磁敏二极管的工作原理 磁敏二极管的主要特征 磁敏二极管的温度补偿电路 磁敏二极管的应用举例 * PPT课件 磁敏二极管的结构 5.4.1.1 磁敏二极管的工作原理 图 5?36 磁敏二极管的结构和电路符号 (a)结构; (b)电路符号 * PPT课件 5.4.1.1 磁敏二极管的工作原理——磁敏二/三极管是PN结型的磁电转换元件 一、磁敏二极管的结构和工作原理 1、结构 磁敏二极管的P型和N型电极由高阻材料制成；在PN之间有一个较长的本征区I，本征区的一面磨成光滑的复合表面(为I区)，另一面打毛，设置成高复合区(为r区)，其目的是因为电子—空穴对易于在粗糙表面复合而消失。当通以正向电流后就会在P、I、N结之间形成电流。由此可知，磁敏二极管是PIN型的。 * PPT课件 5.4.1.1 磁敏二极管的工作原理2、工作原理 利用半导体中载流子的复合作用为机理制成。 当磁敏二极管未受到外界磁场作用时，外加正偏压，则有大量的空穴从P区通过I区进入N 区，同时也有大量电子注入P区，形成电流。 只有少量电子和空穴在I区复合掉。 ① 未加磁场 * PPT课件 5.4.1.1 磁敏二极管的工作原理2、工作原理 ② 加磁场B + 当磁敏二极管受到外界磁场B+（正向磁场）作用时，则电子和空穴受到洛仑兹力的作用而向r区偏转，由于r区的电子和空穴复合速度比 光滑面I区快，因此，形成的电流因复合速度增快而减小。 * PPT课件 5.4.1 磁敏二极管2、工作原理 ③ 加磁场B - 　当磁敏二极管受到外界磁场B-（反向磁场）作用时，电子、空穴受到洛仑兹力作用而向I区偏移，由于电子与空穴的复合率明显变小，则电流变大。 利用磁敏二极管在磁场强度的变化下，其电流发生变化，于是就实现磁电转换。 * PPT课件 5.4.1.2 磁敏二极管的主要特征 伏安特性（给定磁场） 图 5?38 磁敏二极管伏安特性曲线 （a）锗磁敏二极管（b）、（c）硅二极管 * PPT课件 磁电特性 5.4.1.2 磁敏二极管的主要特征 图 5?39 磁敏二极管的磁电特性曲线 （a）单个使用时（b）互补使用时 * PPT课件 温度特性 5.4.1.2 磁敏二极管的主要特征 图 5?40 磁敏二极管温度特性曲线 (单个使用时) * PPT课件 频率特性 磁灵敏度: 有三种定义 5.4.1.2 磁敏二极管的主要特征 图 5?41 锗磁敏三极管频率特性 * PPT课件 温度补偿电路 5.4.1.3 磁敏二极管的温度补偿电路 图 5?32 温度补偿电路 互补式温度补偿电路 全桥电路 差分式电路 热敏电阻补偿电路 * PPT课件 5.4.1.3 磁敏二极管的温度补偿电路 ①互补式 选择两只性能相近的磁敏二极管，按相反极性组合，即将它们面对面（或者背对背）。 * PPT课件 5.4.1.3 磁敏二极管的温度补偿电路 互补式电路的补偿原理 * PPT课件 5.4.1.3 磁敏二极管的温度补偿电路 ②差分式 差分电路不仅能很好地实现温度补偿、提高灵敏度，而且，还可以弥补互补电路的不足(具有负阻现象的磁敏二极管不能用作互补电路）。 * PPT课件 5.4.1.3 磁敏二极管的温度补偿电路 ③全桥式 全桥电路是将两个互补电路并联而成。输出电压是差分电路的两倍。由于要选择四只性能相同的磁敏二极管，因此，给使用带来一定困难。 * PPT课件 5.4.1.3 磁敏二极管的温度补偿电路 ④热敏电阻补偿 利用热敏电阻随温度的变化，使分压系数不变，成本较低，常用。 * PPT课件 5.4.1.4 磁敏二极管的应用举例 图 5?43 无触点电位器的结构示意图 * PPT课件 输出回路并联温敏电阻（控制电流恒定） 0C↗时：UH 、RT ↗ ,而RL↘，相互抵消,保持不变 5.2.7 霍尔元件温度补偿 * PPT课件 补偿电阻值确定