磁电传感器课件.ppt

下载文档 降价啦

7
0
约8.11千字
约 61页
2020-07-16 发布于天津
举报
版权申诉
保障服务

磁电传感器课件.ppt

1、本文档共61页，可阅读全部内容。
2、原创力文档（book118）网站文档一经付费（服务费），不意味着购买了该文档的版权，仅供个人/单位学习、研究之用，不得用于商业用途，未经授权，严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等，侵权必究。
3、本站所有内容均由合作方或网友上传，本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺！文档内容仅供研究参考，付费前请自行鉴别。如您付费，意味着您自己接受本站规则且自行承担风险，本站不退款、不进行额外附加服务；查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档，您可以点击这里二次下载。
4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等，请点击“版权申诉”（推荐），也可以打举报电话：400-050-0827(电话支持时间：9:00-18:30)。

第 7 章磁电式传感器式中令 R H =1/ne ，称之为霍尔常数，其大小取决于导体载流子密度 , IB K d IB R U H H H ? ? （ 7-16 ）式中 , K H = R H / d 称为霍尔片的灵敏度。由式（ 7-16 ）可见，霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度，其灵敏度与霍尔系数 R H 成正比而与霍尔片厚度 d 成反比。为了提高灵敏度，霍尔元件常制成薄片形状。第 7 章磁电式传感器霍尔元件激励极间电阻 R = ρl/ ( bd ) ，同时 R=U/I=El / I = vl /( μnevbd ) （因为 μ=v/E , μ 为电子迁移率），则 nebd l bd k ? ? ? (7-17) 解得 R H = μρ (7-18) 第 7 章磁电式传感器从式（ 7-18 ）可知，霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率与电子迁移率 μ 的乘积。若要霍尔效应强，则希望有较大的霍尔系数 R H ，因此要求霍尔片材料有较大的电阻率和载流子迁移率。一般金属材料载流子迁移率很高，但电阻率很小；而绝缘材料电阻率极高，但载流子迁移率极低，故只有半导体材料才适于制造霍尔片。目前常用的霍尔元件材料有：锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料。其中 N 型锗容易加工制造，其霍尔系数、温度性能和线性度都较好。 N 型硅的线性度最好，其霍尔系数、温度性能同 N 型锗。锑化铟对温度最敏感，尤其在低温范围内温度系数大，但在室温时其霍尔系数较大。砷化铟的霍尔系数较小，温度系数也较小，输出特性线性度好。表 7-1 为常用国产霍尔元件的技术参数。第 7 章磁电式传感器表 7-1 常用国产霍尔元件的技术参数第 7 章磁电式传感器 2. 霍尔元件的结构很简单，它是由霍尔片、四根引线和壳体组成的，如图 7-10 （ a ）所示。霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片，引出四根引线： 1 、 1 ′ 两根引线加激励电压或电流，称激励电极（控制电极）； 2 、 2 ′ 引线为霍尔输出引线，称霍尔电极。霍尔元件的壳体是用非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装的。在电路中，霍尔元件一般可用两种符号表示，如图 7-10 （ b ）所示。第 7 章磁电式传感器图 7-10 霍尔元件（ a ）外形结构示意图；（ b ）图形符号第 7 章磁电式传感器 3. 霍尔元件基本特性 (1) 额定激励电流和最大允许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。以元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大允许激励电流。因霍尔电势随激励电流增加而线性增加，所以使用中希望选用尽可能大的激励电流，因而需要知道元件的最大允许激励电流。改善霍尔元件的散热条件，可以使激励电流增加。第 7 章磁电式传感器 (2 ）输入电阻和输出电阻激励电极间的电阻值称为输入电阻。霍尔电极输出电势对电路外部来说相当于一个电压源，其电源内阻即为输出电阻。以上电阻值是在磁感应强度为零，且环境温度在 20 ℃± 5 ℃时所确定的。第 7 章磁电式传感器 (3 ）不等位电势和不等位电阻当霍尔元件的激励电流为 I 时，若元件所处位置磁感应强度为零，则它的霍尔电势应该为零，但实际不为零。这时测得的空载霍尔电势称为不等位电势，如图 7-11 所示。产生这一现象的原因有： ① 霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上； ② 半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀； ③ 激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。第 7 章磁电式传感器图 7-11 不等位电势示意图第 7 章磁电式传感器不等位电势也可用不等位电阻表示，即 I U r 0 0 ? （ 7-19 ）式中： U 0 —— 不等位电势； r 0 —— 不