霍尔传感器的应用班级:电子131502 班姓名:李泓学号 :0213 一、霍尔效应、霍尔元件、霍尔传感器(一)霍尔效应:如〔图 1〕所示,在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B 的匀强磁场, 则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为 UH 的霍尔电压,它们之间的关系为
图中d 为薄片的厚度, k 称为霍尔系数,它的大小与薄片的材料有关
上述效应称为霍尔效应, 它是德国物理学家霍尔于 1879 年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的
(二)霍尔元件:根据霍尔效应, 人们用半导体材料制成霍尔元件
它具有对磁场敏感、 结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用
(三)霍尔传感器:由于霍尔元件产生的电势差很小,故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上,称之为霍尔传感器
霍尔传感器也称为霍尔集成电路,其外形较小,如〔图2〕所示,是其中一种型号的外形图
二、霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种
(一)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成,它输出模拟量
(二)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器,斯密特触发器和输出级组成,它输出数字量
三、霍尔传感器的特性(一) 线性型霍尔传感器的特性:输出电压与外加磁场强度呈线性关系,如〔图3〕所示,在 B1~B2的磁感应强度范围内有较好的线性度,磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态
(二)开关型霍尔传感器的特性:如〔图 4〕所示,其中 BOP为工作点“开”的磁感应强度, BRP为释放点“关”的磁感应强度
当外加的磁感应强度超过动作点Bop 时,传感器输出低电平, 当磁感应强度降到动作点 Bop 以下时,传感器输出电平不变,一直要降到释放点BR