传感器8霍尔传感器PPT教案.pptx

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会计学
传感器8霍尔传感器
第一节 霍尔元件的结构及工作原理
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应。
磁感应强度B为零时的情况
c
d
a
b
磁感应强度B 较大时的情况
作用在半导体薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势也就越高。霍尔电势EH可用下式表示：
EH=KH IB
霍尔效应演示
当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的作用，向内侧（d侧）偏移，在半导体薄片c、d方向的端面之间建立起霍尔电势。
c
d
a
b
磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势
若磁感应强度B不垂直于霍尔元件，而是与其法线成某一角度 时，实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其法线方向（与薄片垂直的方向）的分量，即Bcos，这时的霍尔电势与法线的夹角的余弦成正比：
EH=KHIBcos
磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势演示
结论：霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比。当B的方向改变时，霍尔电势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场，霍尔电势为同频率的交变电势。
a
c
d
b
霍尔元件的主要外特性参数
最大磁感应强度BM
上图所示霍尔元件的线性范围是负的多少高斯至正的多少高斯？（1T＝104Gs）
线性区
霍尔元件的主要外特性参数（续）
最大激励电流IM :
由于霍尔电势随激励电流增大而增大，故在应用中总希望选用较大的激励电流。但激励电流增大，霍尔元件的功耗增大，元件的温度升高，从而引起霍尔电势的温漂增大，因此每种型号的元件均规定了相应的最大激励电流，它的数值从几毫安至十几毫安。
以下哪一个激励电流的数值较为妥当？
8μA 8mA 80mA
第二节 霍尔集成电路
霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类。
线性型集成电路是将霍尔元件和恒流源、线性差动放大器等做在一个芯片上，输出电压为伏级，比直接使用霍尔元件方便得多。较典型的线性型霍尔器件如UGN3501等。
线性型三端 霍尔集成电路
线性型霍尔特性
右图示出了具有双端差动输出特性的线性霍尔器件的输出特性曲线。当磁场为零时，它的输出电压等于零；当感受的磁场为正向（磁钢的S极对准霍尔器件的正面）时， 输出为正；磁场反向时，输出为负。
请画出线性范围