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第五章磁电式传感器;;磁电式传感器的分类;5.1.1磁电式传感器的工作原理

5.1.2恒定磁通式磁电传感器

5.1.3变磁阻式磁电传感器

5.1.4磁电式传感器的动态特性

;;如果线圈是N匝，磁场强度是B，每匝线圈的平均长度la，

线圈相对磁场运动的速度为υ=dx/dt，

那么整个线圈中所产生的电动势为：;;;;动铁式磁电传感器原理;;;;根本工作原理：;;;;;特点：;;;;霍尔效应;霍尔式传感器;霍尔元件根本结构;;;;霍尔元件的主要特性参数;;;;;;;霍尔元件的误差及其补偿;误差原因：温度变化时，KH,Ri〔输入电阻〕变化

补偿方法

对温度引起的I进行补偿。采用恒流源供电。但只能减小由于输入电阻随温度变化所引起的鼓励电流的变化的影响。

对KHI乘积项同时进行补偿。采用恒流源与输入回路并联电阻。

初始状态：KH0,Ri0,

温度变化后：

要使即;;;;;;位移的测量原理〔线性特性〕;角位移及转速的测量〔开关特性〕;运动位置的测量〔开关特性〕;霍尔无刷电机;;;二、磁敏二极管和磁敏三极管

磁敏二极管、三极管是继霍耳元件和磁敏电阻之后迅速开展起来的新型磁电转换元件。它们具有磁灵敏度高〔磁灵敏度比霍耳元件高数百甚至数千倍〕；能识别磁场的极性；体积小、电路简单等特点，因而正日益得到重视；并在检测、控制等方面得到普遍应用。;〔一〕磁敏二极管〔SMD〕的原理和特性

1．磁敏二极管的结构与工作原理;P;结论：随着磁场大小和方向的变化，可产生输出电流〔电压〕的变化、特别是在较弱的磁场作用下，可获得较大输出电压。假设r区和r区之外的复合能力之差越大，那么磁敏二极管的灵敏度就越高。

磁敏二极管反向偏置时，那么在r区仅流过很微小的电流，显得几乎与磁场无关。因而流过二极管的电流〔端电压〕不会因受到磁场作用而有任何改变。;2．磁敏二极管的主要特征

〔1〕伏安特性在给定磁场情况下，磁敏二极管两端;由图可见硅磁敏二极管的伏安特性有两种形式。一种如图〔b〕所示，开始在较大偏压范围内，电流变化比较平坦，随外加偏压的增加，电流逐渐增加；此后，伏安特性曲线上升很快，表现出其动态电阻比较小。另一种如图2.6-29(c)所示。硅磁敏二极管的伏安特性曲线上有负阻现象，即电流急增的同时，有偏压突然跌落的现象。

产生负阻现象的原因是高阻硅的热平衡载流子较少，且注入的载流子未填满复合中心之前，不会产生较大的电流，当填满复合中心之后，电流才开始急增之故。;〔2〕磁电特性在给定条件下，磁敏二极管的输出电压变化量与外加磁场间的变化关系，叫做磁敏二极管的磁电特性。;〔3〕温度特性

温度特性是指在标准测试条件下，输出电压变化量〔或无磁场作用时中点电压〕随温度变化的规律，如下图。;由图可见，磁敏二极管受温度的影响较大。

反映磁敏二极管的温度特性好坏，也可用温度系数来表示。硅磁敏二极管在标准测试条件下，u0的温度系数小于＋20mV／℃，的温度系数小于0.6%/℃。而锗磁敏二极管u0的温度系数小于-60mV／℃，的温度系数小于1.5%/℃。所以，规定硅管的使用温度为-40～＋85℃，而锗管那么现定为-40～＋65℃。;〔4〕频率特性硅磁敏二极管的响应时间，几乎等于注入载流子漂移过程中被复合并到达动态平衡的时间。所以，频率响应时间与载流子的有效寿命相当。硅管的响应时间小于1，即响应频率高达1MHz。锗磁敏二极管的响应频率小于10kHz。;〔二〕磁敏三极管的工作原理和主要特性

1．磁敏三极管的结构与原理;〔2〕磁敏三极管的工作原理;当不受磁场作用如图时，由于磁敏三极管的基区宽度大于载流子有效扩散长度，因而注入的载流子除少局部输入到集电极c外，大局部通过e—i—b而形成基极电流。显而易见，基极电流大于集电极电流。所以，电流放大系数=Ic／Ib＜1。

当受到H＋磁场作用如图〔b〕时，由于洛仑兹力作用，载流子向发射结一侧偏转，从而使集电极电流明显下降。

当受磁场使用如图(c)时，载流子在洛仑兹力作用下，向集电结一侧偏转，使集电极电流增大。;/b=5mA

;〔2〕磁电特性磁电特性是磁敏三极管最重要的工作特性。3BCM〔NPN型〕锗磁敏三极管的磁电特性曲线如图2.6