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传感与检测技术
传感与检测技术
武汉理工大学自动化学院
武汉理工大学自动化学院
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第七章霍尔传感器
第一节霍尔效应
第一节霍尔效应
第二节霍尔元件的根本特性
第二节霍尔元件的根本特性
第三节霍尔元件的误差及其补偿
第三节霍尔元件的误差及其补偿
第四节测量电路
第四节测量电路
第五节集成霍尔传感器
第五节集成霍尔传感器
第六节霍尔传感器的应用
第六节霍尔传感器的应用
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传感器与检测技术
第一节霍尔效应
1879年美国物理学家霍尔发现霍尔效应。
1879年美国物理学家霍尔发现霍尔效应。
金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流
金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流
流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产
流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产
生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
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传感器与检测技术
半导体中的电子受洛伦兹力F的作用：
半导体中的电子受洛伦兹力F的作用：
L
L
霍尔电场强
霍尔电场强
电子又受到霍尔电场的作用力
电子又受到霍尔电场的作用力
当达到动态平衡时
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传感器与检测技术
电流密
电流密
电阻率
电阻率
X为电荷的迁移率〔m2/vs〕
霍尔电压为：
霍尔电压为：
令则
令则
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传感器与检测技术
霍尔常数RH等于材料的电阻率与电子迁移率的乘积，
霍尔常数RH等于材料的电阻率与电子迁移率的乘积，
金属材料电子迁移率大，但电阻率很小；绝绝材料电阻
金属材料电子迁移率大，但电阻率很小；绝绝材料电阻
率极高，但载流子迁移率极低；只有半导体材料适于作
率极高，但载流子迁移率极低；只有半导体材料适于作
霍尔元件，其电阻率和载流子的迁移率都比较大。
霍尔元件，其电阻率和载流子的迁移率都比较大。
目前常用的半导体材料有硅、锗、锑化铟和砷化铟
目前常用的半导体材料有硅、锗、锑化铟和砷化铟
等，这些材料不但有较大的霍尔常数，而且有较好的线
等，这些材料不但有较大的霍尔常数，而且有较好的线
性度。其中N型锗容易加工制造，其霍尔系数、温度性
性度。其中N型锗容易加工制造，其霍尔系数、温度性
能和线性度都较好。N型硅的线性度最好，其霍尔系数、
能和线性度都较好。N型硅的线性度最好，其霍尔系数、
温度性能同N型锗相近。锑化铟对温度最敏感，尤其在
温度性能同N型锗相近。锑化铟对温度最敏感，尤其
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