霍尔元件的介绍
来源: | 作者:郑州科煊 | 发布时间: 2022-10-16 | 14088 次浏览 | 分享到:
在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上、制作四个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件

1、霍尔元件:在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上、制作四个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件。

2、霍尔电压

(1)理论:假设载体是一个自由电子,那么霍尔电压就是这样的:让磁感线在手掌上竖直地通过,四指在相反的方向上(也就是电流的方向)。

大拇指所指,也就是电子受到洛伦兹力的影响,洛伦兹力使电子偏移,在左、右两个面上累积,左、右侧面的电荷累积,右侧面的电位较高,从而产生一个电场,当洛伦兹力与电子的电场力相等时,左、右的电压趋于稳定。

霍尔元件的分类

霍尔元件可分为两类:一类是金属霍尔元件,其载流子是自由电子;另一类是半导体霍尔元件,其载流子是空穴(可以认为是带正电的粒子)。

设M、N左右两板距离为h,E、F上下两板距离为d,则eE场=eU/h=evB,又知导体中电流I=nevS=nev·hd,联立方程得U=IB/ned.由于ne是由霍尔元件本身材料决定的,我们把kIB/d称为霍尔系数,用k表示,这样就有UH=kIB/d,其中d是薄片的厚度。

3、霍尔电势高低的判断

由左手定则判断带电粒子的受力方向,从而得出带电粒子的偏转方向,正电荷聚集的面为高电势面,负电荷聚集的面为低电势面。

霍尔电势判断要点

在判断霍尔电势的高低时,一定要注意载流子是正电荷还是负电荷。无论载流子是正电荷还是负电荷,四指指的都是电流方向,即正电荷定向移动的方向,负电荷定向移动的反方向(电流方向一定时,无论载流子是正电荷还是负电荷,载流子受力方向均相同)。

4.霍尔元件的作用

一个霍尔元件的厚度d、霍尔系数k为定值,若保持电流I恒定,则霍尔电压U就与磁感应强度B成正比,因此,霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,故霍尔元件又称磁敏元件。

霍尔传感器技术在汽车工业中有着广泛的应用,包括动力、车身控制、牵引力控制以及防抱死制动系统。为了满足不同系统的需要,霍尔传感器有开关式、模拟式和数字式三种形式


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