霍尔元件的工作原理及结构_第1页
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1、霍尔元件的工作原理及结构如图1所示.一块高为1、宽为5、厚为6的半导体。存外加磁场B作用下，当商电流J流过时.运动屯子受洛伦兹力的作用而偏向一侧，使该侧形成电子的积累达到动态平衡，这时两侧之间建立电场，称霍尔电场民，相应的电压称霍尔电压 uEI。上述这种现象称霍尔效应。经分析推导得霍尔电压式中M一半导体单位体积中的载流子数;一一电子电量；K M程尔元件灵饭度，J(M 一 1/MrJo二、霍尔元件的材料及结构特点根报雀尔效应原理做成的器件贴片钽电容叫做程尔元件。霍尔元件一般采用具有N 型的错、锑化钥和神化钢等十导体单品材料制成。锑化铜元件的输出较大.促受温度的影响也较大。 铬元件的输小虽小，但它

2、的温度性能和线性度却比较好。神化姻元件的输出信号没有锑化姻 元件大，但是受温度的影响印比锑化姻的要小，而且线性度也较好。因此，以神化钡为霍尔元 件的材料得到曾遏放用。霍尔元件结构很简单、是种半导体凹端薄片，它由霍尔片、弓I线和壳体组成。霍尔片的相对两侧对称地焊上两对电极引出线，如图102（a）所示。其小，一对（altj 端） 称为激励电流端25外一对（c、端）称为霍尔电势输出端，引线焊接处要求接触电阻小，而量呈现纯 电阻件质（欧姆接触）。霍尔片一般用非磁件金届、陶瓷或环氧树脂封装。X霍尔.厂件饴码亦京图（bX霍尔.厂件饴码亦京图（b形符弓-/m I（一）输入电阻R,霍尔元件两激励电流端的直流电

3、阻称为输入电阻。它的数值，队儿欧到几百欧，视 不问型号的元件而定。温度升高，输入电钽电容阻变小，从而使输入电流变大，最终引起猩 尔屯势变化。为广减少这种影响，最好采用恒流源作为激励源。（二）输出电阻只。两个留尔屯势输出端之间的电阻称为输出电阻，它的数值与输入电阻属同一数量级，它也随温度改变而改变。选择适当的负载电阻RL与之匹配，UJ以使出温度引起霍尔电势 的漂移减至最小。（三）最大激励电流JM由于霍尔电势随激励电流增大而沼大，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丁相应的最大激励电流，它的数值为几毫安至几百毫安。（曰）R敏曰xHf(M=ZH/(J. B),它的数值约为 10 n、V/(1nA.I)。（五最大磁感应强废Bm磁感应强度为BMDf,霍尔吧势的非线性误差将明显增大（六）不等位电努在额定激励电流卜，当斯麦迪电子外加磁场为零时，霍尔输出端之间的开路电压称 为不等位电势，这是由于d个电极的几何尺寸不对称引起的，使用时多采用电桥法来补偿不等位电势引起 的误差。（七霍尔电势温度系数在定磁场强度和激励电流的作用下，温度每变化1Yj时霍尔电势变化的日分数称为 霍尔电势温度系数，它与霍尔元件的材料有

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