📄 霍尔元件.htm
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style="FONT-FAMILY: Arial">
<BR> 9</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">、</SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: Arial">
</SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体">霍尔元件的电阻温度系数</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR></SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">在不施加磁场的条件下，环境温度每变化</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial">1</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">℃时，电阻的相对变化率，用</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial">α</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">表示，单位为</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial">%/</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">℃。</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR>
10</SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体">、</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: Arial"> </SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">霍尔不等位电势（又称霍尔偏移零点）</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR></SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">在没有外加磁场和霍尔激励电流为</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial">I</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR>
11</SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体">、霍尔输出电压</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR></SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">在外加磁场和霍尔激励电流为</SPAN><SPAN lang=en-us
style="FONT-FAMILY: Arial">0</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为霍尔输出电压。</SPAN><SPAN
lang=EN-US style="FONT-FAMILY: Arial">
<BR> 12</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">、霍尔电压输出比率</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR></SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">霍尔不等位电势与霍尔输出电势的比率</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR>
13</SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体">、霍尔寄生直流电势</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR></SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">在外加磁场为零、霍尔元件用交流激励时，霍尔电极输出除了交流不等位电势外，还有一直流电势，称寄生直流电势。</SPAN><SPAN
lang=EN-US style="FONT-FAMILY: Arial">
<BR> 14</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">、霍尔不等位电势</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR></SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">在没有外加磁场和霍尔激励电流为</SPAN><SPAN lang=en-us
style="FONT-FAMILY: Arial">0</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">的情况下，环境温度每变化</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial">1</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">℃时，不等位电势的相对变化率。</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR>
15</SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体">、霍尔电势温度系数</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial"> <BR></SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">在外加磁场和霍尔激励电流为</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial">I</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">的情况下，环境温度每变化</SPAN><SPAN lang=EN-US
style="FONT-FAMILY: Arial">1</SPAN><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">℃时，不等位电势的相对变化率。它同时也是霍尔系数的温度系数。</SPAN><SPAN
lang=EN-US style="FONT-FAMILY: Arial"><BR> </SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormal style="LINE-HEIGHT: 13.5pt; TEXT-ALIGN: left"
align=center><FONT color=#808000><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体">参考资料：</SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormal style="LINE-HEIGHT: 13.5pt; TEXT-ALIGN: left"
align=center><SPAN
style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体">霍尔传感元器件及其应用：</SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="LINE-HEIGHT: 18.75pt; TEXT-ALIGN: left"
align=center><SPAN style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体">摘
要：霍尔器件是一种基于霍尔效应的磁传感器<SPAN
lang=EN-US>,</SPAN>已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用。本文简要介绍其工作原理，
产品特性及其典型应用。<SPAN lang=EN-US><BR><BR></SPAN> <SPAN lang=EN-US>1
</SPAN>引言<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> 霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。<SPAN
lang=EN-US>
<BR></SPAN> 霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达<SPAN
lang=EN-US>1MHZ</SPAN>），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> 霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达<SPAN
lang=EN-US>μm</SPAN>级）。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达－<SPAN
lang=EN-US>55℃</SPAN>～<SPAN lang=EN-US>150℃</SPAN>。<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> 按照霍尔器件的功能可将它们分为<SPAN
lang=EN-US>:</SPAN>霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，后者输出数字量。<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> 按被检测的对象的性质可将它们的应用分为<SPAN
lang=EN-US>:</SPAN>直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。
<SPAN lang=EN-US><BR>2 </SPAN>霍尔效应和霍尔器件<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> <SPAN lang=EN-US>2.1 </SPAN>霍尔效应<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> 如图<SPAN lang=EN-US>1</SPAN>所示，在一块通电的半导体薄片上，加上和片子表面垂直的磁场<SPAN
lang=EN-US>B</SPAN>，在薄片的横向两侧会出现一个电压，如图<SPAN lang=EN-US>1</SPAN>中的<SPAN
lang=EN-US>VH</SPAN>，这种现象就是霍尔效应，是由科学家爱德文<SPAN lang=en-us>-</SPAN>霍尔在<SPAN
lang=EN-US>1879</SPAN>年发现的。<SPAN lang=EN-US>VH</SPAN>称为霍尔电压。</SPAN></P>
<TABLE class=MsoNormalTable id=table2 style="WIDTH: 441pt" cellSpacing=0
cellPadding=0 width=588 border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0cm; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; WIDTH: 150pt; PADDING-TOP: 0cm"
vAlign=top width=200>
<P class=MsoNormal style="LINE-HEIGHT: 18.75pt; TEXT-ALIGN: left"
align=center><SPAN lang=EN-US
style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体"><FONT size=3><IMG height=135
src="霍尔元件.files/888.jpg" width=217 border=0><BR></FONT></SPAN><SPAN
style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体"><FONT size=3>（<SPAN
lang=EN-US>a</SPAN>）霍尔效应和霍尔元件 </FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="LINE-HEIGHT: 18.75pt; TEXT-ALIGN: left"
align=center> </P></TD>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0cm; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; WIDTH: 291pt; PADDING-TOP: 0cm"
width=388>
<P class=MsoNormal style="LINE-HEIGHT: 18.75pt; TEXT-ALIGN: left"
align=left><SPAN style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体"><FONT
size=3> 这种现象的产生，是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力的作用下，分别向片子横向两侧偏转和积聚，因而形成一个电场，称作霍尔电场。霍尔电场产生的电场力和洛仑兹力相反，它阻碍载流子继续堆积，直到霍尔电场力和洛仑兹力相等。这时，片子两侧建立起一个稳定的电压，这就是霍尔电压。<SPAN
lang=EN-US> <BR></SPAN> 在片子上作四个电极，其中<SPAN
lang=EN-US>C1</SPAN>、<SPAN lang=EN-US>C2</SPAN>间通以工作电流<SPAN
lang=EN-US>I</SPAN>，<SPAN lang=EN-US>C1</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>C2</SPAN>称为电流电极，<SPAN lang=EN-US>C3</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>C4</SPAN>间取出霍尔电压<SPAN lang=EN-US>VH</SPAN>，<SPAN
lang=EN-US>C3</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>C4</SPAN>称为敏感电极。将各个电极焊上引线，并将片子用塑料封装起来，就形成了一个完整的霍尔元件（又称霍尔片）。</FONT></SPAN></P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P class=MsoNormal style="LINE-HEIGHT: 13.5pt; TEXT-ALIGN: left"
align=center><SPAN style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体"><SPAN
lang=EN-US><BR>2.2 </SPAN>霍尔器件<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN> 霍尔器件分为<SPAN
lang=EN-US>:</SPAN>霍尔元件和霍尔集成电路两大类，前者是一个简单的霍尔片，使用时常常需要将获得的霍尔电压进行放大。后者将霍尔片和它的信号处理电路集成在同一个芯片上。<SPAN
lang=EN-US><BR><BR></SPAN> <SPAN lang=EN-US>2.2.1 </SPAN>霍尔元件<SPAN
lang=EN-US> <BR></SPAN> 霍尔元件可用多种半导体材料制作，如<SPAN lang=EN-US>Ge</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>Si</SPAN>、<SPAN lang=EN-US>InSb</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>GaAs</SPAN>、<SPAN lang=EN-US>InAs</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>InAsP</SPAN>以及多层半导体异质结构量子阱材料等等。<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> <SPAN lang=EN-US>InSb</SPAN>和<SPAN
lang=EN-US>GaAs</SPAN>霍尔元件输出特性见图<SPAN lang=EN-US>1(a)</SPAN>、图<SPAN
lang=EN-US>1(b).</SPAN></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="LINE-HEIGHT: 13.5pt; TEXT-ALIGN: left"
align=center><SPAN lang=EN-US style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体">2.2
</SPAN><SPAN style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体">霍尔器件<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> 霍尔器件分为<SPAN
lang=EN-US>:</SPAN>霍尔元件和霍尔集成电路两大类，前者是一个简单的霍尔片，使用时常常需要将获得的霍尔电压进行放大。后者将霍尔片和它的信号处理电路集成在同一个芯片上。<SPAN
lang=EN-US><BR><BR></SPAN> <SPAN lang=EN-US>2.2.1 </SPAN>霍尔元件<SPAN
lang=EN-US> <BR></SPAN> 霍尔元件可用多种半导体材料制作，如<SPAN lang=EN-US>Ge</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>Si</SPAN>、<SPAN lang=EN-US>InSb</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>GaAs</SPAN>、<SPAN lang=EN-US>InAs</SPAN>、<SPAN
lang=EN-US>InAsP</SPAN>以及多层半导体异质结构量子阱材料等等。<SPAN lang=EN-US>
<BR></SPAN> <SPAN lang=EN-US>InSb</SPAN>和<SPAN
lang=EN-US>GaAs</SPAN>霍尔元件输出特性见图<SPAN lang=EN-US>1(a)</SPAN>、图<SPAN
lang=EN-US>1(b).</SPAN></SPAN></P>
<TABLE class=MsoNormalTable id=table3 style="WIDTH: 100%" cellSpacing=0
cellPadding=0 width="100%" border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0cm; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; PADDING-TOP: 0cm">
<TABLE class=MsoNormalTable id=table4 style="WIDTH: 100%"
cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%" border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD
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<P class=MsoNormal
style="LINE-HEIGHT: 18.75pt; TEXT-ALIGN: center"
align=center><SPAN lang=EN-US
style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体"><FONT size=4><IMG
height=135 src="霍尔元件.files/888.jpg" width=217
border=0><BR></FONT></SPAN><SPAN
style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体"><FONT size=4>（<SPAN
lang=EN-US>a</SPAN>）霍尔效应和霍尔元件 </FONT></SPAN></P></TD>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0cm; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; PADDING-TOP: 0cm">
<P class=MsoNormal
style="LINE-HEIGHT: 18.75pt; TEXT-ALIGN: center"
align=center><SPAN lang=EN-US
style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体"><FONT size=4><IMG
height=123 src="霍尔元件.files/666.jpg" width=184
border=0><BR></FONT></SPAN><SPAN
style="COLOR: #808000; FONT-FAMILY: 宋体"><FONT size=4>（<SPAN
lang=EN-US>b</SPAN>）<SPAN lang=EN-US>InSb</SPAN>霍尔元件的输出特性
</FONT></SPAN></P></TD>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0cm; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; PADDING-TOP: 0cm">
<P class=MsoNormal
style="LINE-HEIGHT: 18.75pt; TEXT-ALIGN: center"
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