线性集成霍尔传感器

H
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b
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电场力阻止电子继续向原侧面积累，当 电子所受电场力和洛仑兹力相等时，电 荷的积累达到动态平衡，由于存在EH， 半导体片两侧面间出现电位差UH ，称为 霍尔电势
RH UH IB IB d d
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磁场与薄片法线夹角为
U H KH IB cos
压舌
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课间休息！！
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霍尔元件的材料特性
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8.1.3 霍尔元件的主要参数
1．主要特性参数

1. 额定功耗 2. 输入电阻 和输出电阻 3. 不平衡电势 4. 霍尔电势温度系数 5. 内阻温度系数 6. 灵敏度
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8.1.4 霍尔元件的基本测量电路
线性霍尔
N S
磁铁
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霍尔式接近开关 当磁铁的有效磁 极接近、并达到动作 距离时，霍尔式接近 开关动作。霍尔接近 开关一般还配一块钕 铁硼磁铁。
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所实现的多媒体界面： 霍尔电流传感器演示 铁心
线性霍尔IC
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霍尔钳形电流表（交直流两用） 豁口
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8.1 霍尔传感器的工作原理
8.1.1 霍 尔 效 应 金属或半导体薄片置于磁感应强度B的磁 场（磁场方向垂直与薄片）中，当有电 流I通过时，在垂直于电流和磁场的方向 上将产生电动势UH，这种物理现象称为 霍尔效应。该电势UH 称霍尔电势。
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霍尔效应
S
SL3501T mA VCC 12V DC 10mA
N
DC 1 2 3 + V _
·
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8.2.2 线性集成霍尔传感器
2.线性集成霍尔传感器的主要技术特性
2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 磁感应强度B（T） R=0 R=15Ω R=100Ω

一块长为L、宽为W、厚为d的N型半导 体薄片，位于磁感应强度为B的磁场中， B垂直于L-W平面，沿L通电流I，N型半 导体的载流体-电子将受到B产生的洛仑 兹力FB的作用 F evB
B
B
d
- - - - - -
b
FL
UH
FE
+ + + + + +
v
I UH
I
L
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8.1.2 基本原理
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输出电压UOUT（V）
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8.3 霍尔传感器的应用
8.3.1 霍尔式位移传感器
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8.3 霍尔传感器的应用
8.3.2 霍尔式压力传感器
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8.3 霍尔传感器的应用
8.3.3 霍尔电子点火器
隔磁罩 隔磁罩缺口 霍尔元件
磁钢 (a)
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常用传感器：国产YSH-1型霍尔压力变送器
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霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS） 中的应用 带有微 型磁铁 的霍尔 传感器
钢质
霍尔
若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生 危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转 动状态有助于控制刹车力的大小。
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ABS的工作原理
+ I UH RP VCC
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RL
-
8.2 集成霍尔传感器
集成霍尔传感器是利用硅集成电路工艺将霍 尔元件和测量线路集成在一起的一种传感器。 集成霍尔传感器与分立元件相比，它具有可 靠性高、体积小、重量轻、功耗低等优点， 正越来越受到重视。 集成霍尔传感器的输出是经过处理的霍尔 输出信号。按照输出信号的形式，可以分为 开关型集成霍尔传感器和线性集成霍尔传感 器两种类型。
第8章 霍尔传感器
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引言



霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。 1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中 发现了霍尔效应，但由于金属材料的霍尔效应 太弱而没有得到应用。 随着半导体技术的发展，开始用半导体材料制 成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到应 用和发展。 霍尔传感器广泛用于电磁测量、压力、加速度、 振动等方面的测量。
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常用的霍尔元件材料

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型锗相近。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。
1—车速齿轮传感器 2—压力调节器 3—控制器
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霍尔转速表 在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可 选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器 件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的 磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件 输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可 以确定被测物的转速。

洛仑兹力FL使电子向垂直于B和自由电子运 动方向偏移，其方向符合右手螺旋定律，即 电子有向某一端积聚的现象，使半导体—端 面产生负电荷积聚，另一端面则为正电荷积 聚。由于电荷积聚，产生静电场，称为霍尔 电场。该静电场对电子的作用力FE与洛仑兹 力FL的方向相反，将阻止电子继续偏转，其 大小为 U
FE eE H e
GND
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8.2.1 开关型集成霍尔传感器
3. 开关型集成霍尔传感器的工作特性
UOUT （V ） 关 开
0
BKP
BH
BOP
B
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8.2.1 开关型集成霍尔传感器
4. 开关型集成霍尔传感器的接口电路
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8.2.2 线性集成霍尔传感器
1.线性集成霍尔传感器的结构及工作原理
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8.2.1 开关型集成霍尔传感器
1. 开关型集成霍尔传感器的结构 霍尔片、引线和壳体组成
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百度文库
8.2.1 开关型集成霍尔传感器
2．开关型霍尔集成传感器的工作原理
1 VCC
霍尔元件
3 放大器 整形电路
输出 UOUT
稳压 电路
+ UH VT
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