项目五 霍尔式传感器 主要学习霍尔传感器的工作原理、霍尔集成电路的特性及其在检测技术中的应用,还涉及磁场测量技术。一、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cdab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,向内侧偏移,在半导体薄片c、d方向的端面之间建立起霍尔电势。cdab式中 RH霍尔常数(m3/C) I 控制电流(A)B 磁感应强度(B)d 霍尔元件的厚度(m)霍尔电势: 霍尔常数 霍尔电势与导体厚度d成反比:为了提高霍尔电势值, 霍尔元件制成薄片形状。 霍尔常数大小取决于导体的载流子密度: 金属的自由电子密度太大,因而霍尔常数小,霍尔电势也小,故金属材料不宜制作霍尔元件 半导体中电子迁移率(电子定向运动平均速度)比空穴迁移率高,因此N型半导体较适合于制造灵敏度高的霍尔元件。 磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势 若磁感应强度