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教你认识霍尔元件的结构和工作原理

作者:dolphin时间:2016-09-30

霍尔元件的结构及工作原理
  霍尔元件是根据霍尔效应进行磁电转换的磁敏元件,其典型的工作原理图如图所示。霍尔元件是一个N型半导体薄片,若在其相对两侧通以控制电流I,而在薄片垂直方向加以磁场氏 则在半导体另外两侧便会产生一个大小与电流,和磁场B的乘积成工比的电压。这个现象就是霍尔效应,所产生的电压叫霍尔电压UR.


 式中:UH---霍尔电压;
    RH---霍尔系数;
    d---霍尔元件的厚度;
    I---通过霍尔元件的电流;
    B---加在霍尔元件上的磁场磁力线密度;
    f(l/w)---元件形状函数,其中L为元件的长度,W为元件的宽度。
  从上面的公式可以看出,霍尔电压正比于电流强度和磁场强度,且与霍尔元件的形状有关。在电流强度恒定以及霍尔元件形状确定的条件下,霍尔电压正比于磁场强度。当所加磁场方向改变时,霍尔电压的符号也随之改变因此,霍尔元件可以用来测量磁场的大小及方向。


图:霍尔效应原理图
  霍尔元件常采用锗、硅、砷化镓、砷化铟及锑化钢等半导体制作。用锑化铟半导体制成的霍尔元件灵敏度最高,但受温度的影响较大。用锗半导体制成的霍尔元件,虽然灵敏度较低,但它的温度特性及线性度较好。目前使用锑化铟霍尔元件的场合较多。



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