一、霍尔元件的工作原理:所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。 利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为 UH=RHIB/d (18) RH=1/nq(金属) (19) 式中 RH——霍尔系数: n——载流子浓度或自由电子浓度; q——电子电量; I——通过的电流; B——垂直于I的磁感应强度; d——导体的厚度。 对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式与式(19)不同,此处从略。 由于通电导线周围存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。 若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。 利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。 如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。
霍尔元件应用的半导体。 二、霍尔元件的特性: 1、霍尔系数(又称霍尔常数)RH 在磁场不太强时,霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比,与霍尔片的厚度δ成反比,即UH =RH*I*B/δ,式中的RH称为霍尔系数,它表示霍尔效应的强弱。 另RH=μ*ρ即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子迁移率μ的乘积。 2、霍尔灵敏度KH(又称霍尔乘积灵敏度) 霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片的厚度δ成反比,即KH=RH/δ,它通常可以表征霍尔常数。 3、霍尔额定激励电流 当霍尔元件自身温升10℃时所流过的激励电流称为额定激励电流。 4、霍尔{zd0}允许激励电流 以霍尔元件允许{zd0}温升为限制所对应的激励电流称为{zd0}允许激励电流。 5、霍尔输入电阻 霍尔激励电极间的电阻值称为输入电阻。 6、霍尔输出电阻 霍尔输出电极间的电阻值称为输入电阻。 7、霍尔元件的电阻温度系数 在不施加磁场的条件下,环境温度每变化1℃时,电阻的相对变化率,用α表示,单位为%/℃。 8、霍尔不等位电势(又称霍尔偏移零点) 在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。 9、霍尔输出电压 在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,在输出端空载测得的霍尔电势差称为霍尔输出电压。 10、霍尔电压输出比率 霍尔不等位电势与霍尔输出电势的比率 11、霍尔寄生直流电势 在外加磁场为零、霍尔元件用交流激励时,霍尔电极输出除了交流不等位电势外,还有一直流电势,称寄生直流电势。 12、霍尔不等位电势 在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,环境温度每变化1℃时,不等位电势的相对变化率。 13、霍尔电势温度系数 在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,环境温度每变化1℃时,不等位电势的相对变化率。它同时也是霍尔系数的温度系数。 14、热阻Rth 霍尔元件工作时功耗每增加1W,霍尔元件升高的温度值称为它的热阻,它反映了元件散热的难易程度, 单位为: 摄氏度/w 无刷电机霍尔传感器AH44E 开关型霍尔集成元件,用于无刷电机的位置传感器。 引脚定义(有标记的一面朝向自己):(左)电源正;(中)接地;(右)信号输出 体积(mm):4.1*3.0*1.5 安装时注意减少应力与防静电
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